CN102187766A - 果实采收末端执行器及果实采收方法 - Google Patents

果实采收末端执行器及果实采收方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102187766A
CN102187766A CN2011101090529A CN201110109052A CN102187766A CN 102187766 A CN102187766 A CN 102187766A CN 2011101090529 A CN2011101090529 A CN 2011101090529A CN 201110109052 A CN201110109052 A CN 201110109052A CN 102187766 A CN102187766 A CN 102187766A
Authority
CN
China
Prior art keywords
end effector
fruit
adsorption piece
fixed block
heating member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011101090529A
Other languages
English (en)
Inventor
郑文刚
赵春江
冯青春
丘权
姜凯
孙刚
郭瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture
Original Assignee
Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture filed Critical Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture
Priority to CN2011101090529A priority Critical patent/CN102187766A/zh
Publication of CN102187766A publication Critical patent/CN102187766A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明涉及农业机器人领域，具体公开了一种果实采收末端执行器，包括：吸附件；螺杆，其一端与所述吸附件连接；固定块，所述螺杆的另一端从固定块中穿出；驱动部件，位于所述固定块的上方且与固定块连接；两个夹持手指，分别与所述驱动部件连接，位于所述吸附件的上方，在所述驱动部件的控制下开合；切割部件，与两个所述夹持手指连接。本发明能够高效、无损的对小型果实进行采收、分选以及包装等作业。

Description

果实采收末端执行器及果实采收方法
技术领域
本发明涉及农业机器人技术领域，特别涉及针对小型果实采收操作的末端执行器，及使用该末端执行器对果实进行采收的方法。
背景技术
草莓、樱桃、圣女果等小型果实具有高产、种植面积广泛以及个体差异大等特点，对其进行采摘等工序如果人工作业完成，不仅需要大量人力，耗时费力，而且效率低下，成本较高。随着农业机器人技术的发展，应用于小型果实的采摘、分选以及包装的智能化设备陆续出现，这些智能化采摘设备均需要有末端执行器，负责对果实进行实际操作，完成相应功能。由于小型果实表皮柔嫩，末端执行器需要具有柔性夹持的特点，以防止对果实表皮造成损伤。同时为保证果实食用卫生要求，末端执行器在对果实的操作过程中应减少污染源引入。江苏大学发明专利CN10238775A、CN101019484描述的果蔬采摘机器人末端执行器，采用柔性材料手指夹持果实。中国农业大学专利CN101317516A描述的草莓采摘末端执行器采用手爪夹持果柄方式夹持草莓果实，同时带动手爪上的切刀对果柄进行切割分离。
现有的末端执行器多采用夹持果实方式，然而由于果实品种的不同和生长环境的不同等因素，其耐受夹持压力的差异性较大。末端执行器对夹持手指力度控制的难度也较大，而且草莓等果实表皮非常柔嫩，采用手指夹持操作容易造成果实表皮损伤，直接影响果实品质，以及后续加工和储藏。末端执行器采用切刀对果柄进行切割分离，切口暴露于外界环境，容易引起作物病害。果实亦常因切口感染细菌而腐烂，造成损失。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何高效、无损的对果实进行采收，且不会对作物造成污染。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种果实采收末端执行器，包括：
吸附件；
螺杆，其一端与所述吸附件连接；
固定块，所述螺杆的另一端从固定块中穿出；
驱动部件，位于所述固定块的上方且与固定块连接；
两个夹持手指，分别与所述驱动部件连接，位于所述吸附件的上方，在所述驱动部件的控制下开合；
切割部件，与两个所述夹持手指连接
其中，所述切割部件包括：位于一个所述夹持手指上的固定架，与所述固定架连接的加热件，位于另一个所述夹持手指上的切割垫板，所述切割垫板对应于加热件的部分开设有槽。
两个夹持手指对合时，所述加热件嵌合在切割垫板的槽中。
所述加热件为镍铬加热丝。
所述驱动部件为气爪，所述气爪与电磁阀连接，两个所述夹持手指分别与气爪的活动块连接。
所述气爪通过螺钉与固定块连接，所述气爪与固定块之间的距离可通过调节螺钉调整。
所述吸附件为风琴式吸盘，其一端为吸盘，另一端为连接板，所述连接板与螺杆连接，所述吸附件与真空发生器组件连接。
两个所述夹持手指的对端分别设置有夹持垫片。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种果实采收方法，包括：
步骤1、启动所述真空发生器组件为吸附件提供负压，所述吸附件吸附住待采收的果实；
步骤2、通过控制电磁阀控制气门的活动块活动，从而使得两个夹持手指对合，加热件与切割垫板的槽嵌合，将果柄夹住；
步骤3、接通所述加热件的电源，高温的加热件与切割垫板将果柄切断。
(三)有益效果
上述技术方案具有如下优点：通过高效、无损的对小型果实进行采收、分选以及包装等作业，对果实进行无损夹持、搬运，以及采收时进行果柄切割等。
附图说明
图1是本发明实施例的果实采收末端执行器的结构示意图；
图2是本发明实施例的果实采收末端执行器的局部结构示意图；
图3是本发明实施例的果实采收方法的流程图。
其中，1：吸附件；11：吸盘；12：连接板；2：螺杆；3：固定块；4：气爪；5：夹持垫片；6：夹持手指；7：加热件；8：固定架；9：切割垫板；91：槽；10：调节螺钉；13：果实。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1、2所示，图1是本发明实施例的果实采收末端执行器包括果实吸附部分、果实夹持部分和果柄切割部分三部分。气爪果实吸附部分用于吸住待采摘的果实13，包括吸附件1、螺杆2和固定块3。果实夹持部分用于将待采摘的果实13夹住，包括作为驱动部件的气爪4、夹持垫片5和夹持手指6。果柄切割部件用于将待采摘果实13的果柄切断，包括加热件7，固定架8和切割垫板9。
其中，吸附件1具体为风琴式吸盘，其一端为吸附端，即吸盘11，另一端为连接板12，连接板12与螺杆2连接，螺杆2穿过固定块3并穿出，穿出的一端与真空发生器组件(未示出)连接，通过调节螺杆2能够调整吸附件1伸出固定块3的长度，以适应大小不同的果实、不同果柄长度的果实的采摘要求。
气爪4通过调节螺钉10固定在固定块3的上方，通过调节螺钉10能够调节吸附件1与夹持手指6之间的距离。本实施例的气爪4具体为平行开闭型气爪，气爪4的开启闭合由电磁阀(未示出)控制。在其对应于吸附件1的一端，气爪4的活动块(未示出)通过螺钉或螺栓连接有两个夹持手指6，当两个夹持手指6靠近时其端部对合，能够组合成U型，用于夹住待采摘果实13。一个夹持手指6的端部上方设置有固定架8，固定架8上设置有加热件7。该固定架8可以为U型，其开口端被作为加热件7的镍铬电热丝连接，另一个夹持手指6上设置有切割垫板9，切割垫板9上对应于加热件7的位置设置有槽91，该槽91的形状与加热件7的形状相适应，当两个夹持手指6对合，加热件7就嵌合在切割垫板9的槽91中。固定架8和切割垫板9都伸出夹持手指6的端面，因此夹持手指6的端面还设置有夹持垫片5，用于缩短两个夹持手指6端部的距离，以便更牢固的夹住果实13的果柄。
本实施例中，镍铬电热丝、电磁阀以及真空发生器组件均采用同一直流电源供电，其各自状态由控制器通过继电器控制。
如图3所示，本发明还提供了一种果实采收方法，包括以下步骤：
步骤S1、启动真空发生器组件为吸附件提供负压，吸附件吸附住待采收的果实；
步骤S2、通过控制电磁阀控制气门的活动块活动，从而使得两个夹持手指对合，加热件与切割垫板的槽嵌合，将果柄夹住；
步骤S3、接通加热件的电源，高温的加热件与切割垫板将果柄切断。
为适应不同品种的果实的外形特征，本实施例采用可调式结构设计，通过旋转螺杆可以调节吸盘伸出固定块的伸出长度，以适应大小不同的果实、不同果柄长度的果实的采摘要求；同时为保证产品的通用性，吸盘、气爪以及电热丝等部件均为可拆卸式装配方式，可根据作业需要进行拆卸安装，以满足采摘、分选、包装等不同功能环境的要求。
本发明提供的装置和方法可以高效、无损的对小型果实进行采收、分选以及包装等作业，对果实进行无损夹持、搬运，以及采收时进行果柄切割等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.果实采收末端执行器，其特征在于，包括：
吸附件；
螺杆，其一端与所述吸附件连接；
固定块，所述螺杆的另一端从固定块中穿出；
驱动部件，位于所述固定块的上方且与固定块连接；
两个夹持手指，分别与所述驱动部件连接，位于所述吸附件的上方，在所述驱动部件的控制下开合；
切割部件，与两个所述夹持手指连接。
2.如权利要求1所述的果实采收末端执行器，其特征在于，所述切割部件包括：位于一个所述夹持手指上的固定架，与架设在所述固定架上的加热件，位于另一个所述夹持手指上的切割垫板，所述切割垫板对应于加热件的部分开设有槽。
3.如权利要求2所述的果实采收末端执行器，其特征在于，两个夹持手指对合时，所述加热件嵌合在切割垫板的槽中。
4.如权利要求2所述的果实采收末端执行器，其特征在于，所述加热件为镍铬加热丝。
5.如权利要求1所述的果实采收末端执行器，其特征在于，所述驱动部件为气爪，所述气爪与电磁阀连接，两个所述夹持手指分别与气爪的活动块连接。
6.如权利要求5所述的果实采收末端执行器，其特征在于，所述气爪通过螺钉与固定块连接，所述气爪与固定块之间的距离可通过调节螺钉调整。
7.如权利要求1所述的果实采收末端执行器，其特征在于，所述吸附件为风琴式吸盘，其一端为吸盘，另一端为连接板，所述连接板与螺杆连接，所述吸附件与真空发生器组件连接。
8.如权利要求1所述的果实采收末端执行器，其特征在于，两个所述夹持手指的对端分别设置有夹持垫片。
9.采用权利要求1-8任一项所述的果实采收末端执行器的果实采收方法，其特征在于，包括：
步骤S1、启动所述真空发生器组件为吸附件提供负压，所述吸附件吸附住待采收的果实；
步骤S2、通过控制电磁阀控制气门的活动块活动，从而使得两个夹持手指对合，加热件与切割垫板的槽嵌合，将果柄夹住；
步骤S3、接通所述加热件的电源，高温的加热件与切割垫板将果柄切断。
CN2011101090529A 2011-04-28 2011-04-28 果实采收末端执行器及果实采收方法 Pending CN102187766A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101090529A CN102187766A (zh) 2011-04-28 2011-04-28 果实采收末端执行器及果实采收方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101090529A CN102187766A (zh) 2011-04-28 2011-04-28 果实采收末端执行器及果实采收方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102187766A true CN102187766A (zh) 2011-09-21

Family

ID=44597296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101090529A Pending CN102187766A (zh) 2011-04-28 2011-04-28 果实采收末端执行器及果实采收方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102187766A (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104429359A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 广西大学 一种负压与扭簧联合作用的果实采摘装置
CN104584780A (zh) * 2015-01-23 2015-05-06 桂林电子科技大学 一种用于检测果实成熟度及采摘的柔性机械手
CN106612959A (zh) * 2016-09-29 2017-05-10 南京信息职业技术学院 用于芒果采摘机械手的末端采摘装置
CN106826895A (zh) * 2017-03-31 2017-06-13 苏州御北辰精工科技有限公司 一种用于液晶显示器电路板检测的机械手自动上下料装置
CN106863342A (zh) * 2017-03-23 2017-06-20 南京工程学院 一种采摘机器人末端执行器
CN107517656A (zh) * 2017-10-12 2017-12-29 谷新运 电热切割式草莓采摘末端执行器及相应采摘机构和方法
CN107567814A (zh) * 2017-10-12 2018-01-12 谷新运 一种电热切割式草莓采摘机械手末端执行器
CN107712973A (zh) * 2017-12-07 2018-02-23 徐州果姿电子商务有限公司 一种食品加工草莓去梗装置
CN107901069A (zh) * 2017-12-07 2018-04-13 王心成 一种活塞式多爪机器人末端执行器
CN107980339A (zh) * 2017-12-25 2018-05-04 华侨大学 一种具有切口低感染的菠萝采摘器
CN109089648A (zh) * 2018-08-01 2018-12-28 芜湖彰鸿工程技术有限公司 利用机器人采摘的温室大棚
CN109121709A (zh) * 2018-08-28 2019-01-04 华南农业大学 一种高频电极切割式水果采摘装置
CN109699301A (zh) * 2019-02-22 2019-05-03 四川农业大学 一种智能柑橘采摘机及柑橘采摘方法
CN113330912A (zh) * 2021-07-01 2021-09-03 塔里木大学 一种多功能香梨用采摘剪枝装置
CN115380713A (zh) * 2022-09-16 2022-11-25 广东省现代农业装备研究所 一种气动刚柔组合式的菠萝抓取末端装置及控制方法
PL442673A1 (pl) * 2022-10-28 2024-04-29 Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie Zespół zbierający do owoców truskawki

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004043135A1 (en) * 2002-11-14 2004-05-27 Bartol Peresa Harvester for herbs and aromatic fruits
CN101019485A (zh) * 2007-03-06 2007-08-22 江苏大学 球形果实采摘机器人末端执行器及其控制方法
CN101019484A (zh) * 2007-03-06 2007-08-22 江苏大学 果蔬采摘机器人末端执行器
CN101273688A (zh) * 2008-05-05 2008-10-01 江苏大学 柑橘采摘机器人的柔性采摘装置和方法
CN101317516A (zh) * 2008-07-22 2008-12-10 中国农业大学 一种高架草莓中低层自动采摘装置
CN101485263A (zh) * 2009-02-26 2009-07-22 浙江理工大学 穴盘自动供苗装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004043135A1 (en) * 2002-11-14 2004-05-27 Bartol Peresa Harvester for herbs and aromatic fruits
CN101019485A (zh) * 2007-03-06 2007-08-22 江苏大学 球形果实采摘机器人末端执行器及其控制方法
CN101019484A (zh) * 2007-03-06 2007-08-22 江苏大学 果蔬采摘机器人末端执行器
CN101273688A (zh) * 2008-05-05 2008-10-01 江苏大学 柑橘采摘机器人的柔性采摘装置和方法
CN101317516A (zh) * 2008-07-22 2008-12-10 中国农业大学 一种高架草莓中低层自动采摘装置
CN101485263A (zh) * 2009-02-26 2009-07-22 浙江理工大学 穴盘自动供苗装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张凯良等: "草莓收获机器人末端执行器的设计", 《农机化研究》 *

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104429359B (zh) * 2014-12-15 2016-04-06 广西大学 一种负压与扭簧联合作用的果实采摘装置
CN104429359A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 广西大学 一种负压与扭簧联合作用的果实采摘装置
CN104584780A (zh) * 2015-01-23 2015-05-06 桂林电子科技大学 一种用于检测果实成熟度及采摘的柔性机械手
CN106612959A (zh) * 2016-09-29 2017-05-10 南京信息职业技术学院 用于芒果采摘机械手的末端采摘装置
CN106863342B (zh) * 2017-03-23 2023-09-15 南京工程学院 一种采摘机器人末端执行器
CN106863342A (zh) * 2017-03-23 2017-06-20 南京工程学院 一种采摘机器人末端执行器
CN106826895A (zh) * 2017-03-31 2017-06-13 苏州御北辰精工科技有限公司 一种用于液晶显示器电路板检测的机械手自动上下料装置
CN107517656A (zh) * 2017-10-12 2017-12-29 谷新运 电热切割式草莓采摘末端执行器及相应采摘机构和方法
CN107567814A (zh) * 2017-10-12 2018-01-12 谷新运 一种电热切割式草莓采摘机械手末端执行器
CN107712973A (zh) * 2017-12-07 2018-02-23 徐州果姿电子商务有限公司 一种食品加工草莓去梗装置
CN107901069A (zh) * 2017-12-07 2018-04-13 王心成 一种活塞式多爪机器人末端执行器
CN107980339A (zh) * 2017-12-25 2018-05-04 华侨大学 一种具有切口低感染的菠萝采摘器
CN107980339B (zh) * 2017-12-25 2023-09-29 华侨大学 一种具有切口低感染的菠萝采摘器
CN109089648A (zh) * 2018-08-01 2018-12-28 芜湖彰鸿工程技术有限公司 利用机器人采摘的温室大棚
CN109121709A (zh) * 2018-08-28 2019-01-04 华南农业大学 一种高频电极切割式水果采摘装置
CN109699301A (zh) * 2019-02-22 2019-05-03 四川农业大学 一种智能柑橘采摘机及柑橘采摘方法
CN113330912A (zh) * 2021-07-01 2021-09-03 塔里木大学 一种多功能香梨用采摘剪枝装置
CN113330912B (zh) * 2021-07-01 2022-06-10 塔里木大学 一种多功能香梨用采摘剪枝装置
CN115380713A (zh) * 2022-09-16 2022-11-25 广东省现代农业装备研究所 一种气动刚柔组合式的菠萝抓取末端装置及控制方法
CN115380713B (zh) * 2022-09-16 2023-11-28 广东省现代农业装备研究所 一种气动刚柔组合式的菠萝抓取末端装置及控制方法
PL442673A1 (pl) * 2022-10-28 2024-04-29 Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie Zespół zbierający do owoców truskawki

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102187766A (zh) 果实采收末端执行器及果实采收方法
CN107214716B (zh) 番茄果实串采摘末端执行器及其采摘方法
CN106717546B (zh) 番茄果实串收获机械手末端执行器及其方法
CN102217461B (zh) 采摘装置末端执行器和采摘装置
CN106717534B (zh) 一种欠驱动果蔬采摘末端执行器装置及采摘方法
CN109484702A (zh) 一种水果抓取机械手及其抓取方法
CN106241110A (zh) 垃圾桶自动打包***及其使用方法
CN108293418B (zh) 果实串采摘机械手末端执行器及其采摘方法
CN209201574U (zh) 一种香梨采摘机器人末端执行器
CN112956375A (zh) 一种全自动金针菇采收切根一体机
CN107457795A (zh) 一种番茄吸附夹持同步采摘机械手末端执行器
CN102227972A (zh) 高架栽培果实智能采收设备及采收方法
CN108551883A (zh) 一种采摘机器人末端执行器
CN107736124A (zh) 柔性番茄采摘末端执行器及相应采摘机构和方法
CN109502342B (zh) 搬运装置和方法、搬运机器人以及串焊机
CN108673506A (zh) 一种可重构柔性机械手
CN106307582A (zh) 大蒜切根机及大蒜分瓣机
CN108718668B (zh) 菠萝采摘机
CN208258442U (zh) 一种球形果蔬采摘机器人的末端执行器
CN204741861U (zh) 果蔬采摘机器人末端执行器结构
CN203692500U (zh) 包馅食品成型机的抓放装置
CN102640623A (zh) 条形果蔬自动采摘机
CN106900279A (zh) 一种抓取式果实采摘末端执行器及果实采摘执行装置
CN207927251U (zh) 一种果实串采摘机械手末端执行器
CN104885706A (zh) 一种果蔬采摘机器人末端执行器结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110921