FR2638599A1 - Fruit gripper for a machine for gathering fruits, and machine equipped with such a gripper - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un préhenseur de saisie des fruits pour machine de cueillette des fruits et une machine de récolte équipée d'un tel préhenseur. The present invention relates to a fruit gripper for fruit picking machine and a harvesting machine equipped with such a gripper.
Les préhenseurs de saisie des fruits sont généralement montés en extrémité d'un bras manipulateur agencé et monté sur la machine de façon à être mobile suivant les trois directions de l'espace. Fruit grippers are generally mounted at the end of a manipulator arm arranged and mounted on the machine so as to be movable in the three directions of space.
On connaît différents types de préhenseur. We know different types of grippers.
Généralement, les préhenseurs sont équipés d'un organe de saisie du fruit et d'un organe de coupe du pédoncule de ce dernier.Generally, the grippers are equipped with a member for gripping the fruit and a member for cutting the peduncle thereof.
Il est apparu à l'usage que ce type de préhenseur ne donnait pas entière satisfaction, d'une part en raison de son encombrement qui s'oppose à sa pénétration dans le support végétal, et d'autre part, en raison de la présence d'organes de coupe qui endommagent le fruit ou son support végétal, notamment lorsque le dit fruit n'est pas parfaitement mis en place dans l'organe de saisie.It has become clear to use that this type of gripper is not entirely satisfactory, on the one hand because of its size which prevents it from penetrating into the plant support, and on the other hand, due to the presence cutting members which damage the fruit or its plant support, in particular when the said fruit is not perfectly placed in the gripping member.
De plus, de tels préhenseurs en raison du nombre relativement important de pièces mécaniques qu'ils comportent sont relativement complexes à réaliser. In addition, such grippers because of the relatively large number of mechanical parts that they comprise are relatively complex to produce.
En outre, des salissures ou déchets végétaux peuvent s'introduire entre les pièces en mouvement et les coincer.In addition, dirt or plant waste can get between the moving parts and trap them.
Pour pallier à cet inconvénient, on a précédemment mis en oeuvre des préhenseurs dépourvus d'outils de coupe et constitués par une ventouse connectée à un moyen d'aspiration par l'intermédiaire d'une conduite souple. To overcome this drawback, we have previously implemented grippers without cutting tools and constituted by a suction cup connected to a suction means via a flexible pipe.
Lorsque l'orifice de la ventouse est obturé par le fruit à ceuillir, une dépression s'établit dans la ventouse, ce qui a pour effet de plaquer le fruit contre la paroi conique de cette dernière. When the orifice of the suction cup is closed by the fruit to be picked, a depression is established in the suction cup, which has the effect of pressing the fruit against the conical wall of the latter.
La séparation du fruit de son support végétal est effectuée par traction sur le pédoncule provoquée par le mouvement de recul du bras manipulateur. The fruit is separated from its plant support by pulling on the peduncle caused by the backward movement of the manipulator arm.
Bien que ce mode de séparation, par traction sur le pédoncule puisse être utilisé pour certains fruits par exemple les pommes, il n'en demeure pas moins qu'il est inadapté à la cueillette d'autres fruits par exemple les orangés car provoquant l'arrachage du calice, ce qui est nuisible à la conservation du fruit.Although this method of separation, by pulling on the peduncle can be used for certain fruits, for example apples, the fact remains that it is unsuitable for picking other fruits, for example orange, because it causes removal of the calyx, which is detrimental to the conservation of the fruit.
La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients cités en mettant en oeuvre un nouveau type de préhenseur dépourvu de tout couteau de coupe du pédoncule et d'une grande polyvalence puisque pouvant être utilsié aussi bien pour la cueillette des pommes ou autres fruits séparables de son support végétal par traction sur le pédoncule, que pour la cueillette des oranges ou autres fruits dont il faut éviter l'arrachement du calice. The present invention aims to overcome the drawbacks mentioned by implementing a new type of gripper devoid of any knife for cutting the peduncle and of great versatility since it can be used both for picking apples or other separable fruits from its plant support by pulling on the peduncle, only for picking oranges or other fruits, the calyx of which must be avoided.
A cet effet, le préhenseur selon l'invention de saisie des fruits pour machine de cueillette des fruits comportant un corps par lequel il se fixe en extrémité d'un bras de manipulation, équipant la machine et un organe de préhension du fruit solidaire du corps, lequel organe définti une enveloppe concave se caractérise essentiellement en ce que l'organe de préhension est monté dans le corps avec une latitude de déplacement en rotation autour de son axe de symétrie, c1 est à dire autour de l'axe de symétrie de l'enveloppe concave qu'il définit et que le dit organe de préhension est en prise avec des organes moteurs qui l'entraînent en rotation lorsqu'il a saisi le fruit de façon à ce que le dit fruit soit séparé de son support végétal par torsion et/ou traction du pédoncule et rupture de ce dernier. To this end, the gripper according to the invention for gripping fruit for a fruit picking machine comprising a body by which it is fixed at the end of a handling arm, equipping the machine and a member for gripping the fruit secured to the body , which member defines a concave envelope is essentially characterized in that the gripping member is mounted in the body with a latitude of displacement in rotation around its axis of symmetry, c1 is to say around the axis of symmetry of l concave envelope that it defines and that said gripping member is engaged with motor members which drive it in rotation when it has grasped the fruit so that said fruit is separated from its plant support by twisting and / or traction of the peduncle and rupture of the latter.
On conçoit donc que le positionnement de l'axe de rotation de l'organe de préhension par rapport à l'axe suivant lequel se développe le pédoncule détermine la nature des efforts exercés sur ce dernier en vue de la séparation. It is therefore understandable that the positioning of the axis of rotation of the gripping member with respect to the axis along which the peduncle develops determines the nature of the forces exerted on the latter with a view to separation.
Une traction non exercée sur le pédoncule lorsque les deux axes seront perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre tandis qu'une torsion sur le pédoncule sera exercée lorsque ces deux axes seront alignés.A traction not exerted on the peduncle when the two axes are perpendicular or substantially perpendicular to each other while a torsion on the peduncle will be exerted when these two axes are aligned.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif en se refé rant aux dessins annexés en lesquels - la figure 1 est une vue d'une première forme de réalisation du préhenseur, - la figure 2 est une vue en coupe partielle d'une seconde forme de réalisation du préhenseur, - la figure 3 est une vue d'une troisième forme de réalisation du préhenseur, -la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un préhenseur selon la figure 1 - la figure 5 est une vue schématique des moyens d'équilibrage de la partie 2B du préhenseur, - la figure 6 est une vue schématique des moyens d'aspiration associés à l'organe de préhension du préhenseur, - les figures 7 à 10 montrent divers modes de réalisation des organes de centrage du fruit et de l'organe de préhension l'un par rapport à l'autre, - la figure 11 montre de manière schématique un organe de préhension monté de manière rétractable dans le corps du préhenseur, - la figure 12 montre un organe de protection du fruit ceuilli. Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the description of a preferred embodiment given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a view of a first embodiment of the gripper, - Figure 2 is a partial sectional view of a second embodiment of the gripper, - Figure 3 is a view of a third embodiment of the gripper, - Figure 4 is a view in longitudinal section of a gripper according to FIG. 1 - FIG. 5 is a schematic view of the balancing means of part 2B of the gripper, - FIG. 6 is a schematic view of the suction means associated with the gripper of the gripper, - Figures 7 to 10 show various embodiments of the centering members of the fruit and of the gripper relative to each other, - Figure 11 shows schematically an organ of gripping retractably mounted in the body of the gripper, - Figure 12 shows a protective member of the picked fruit.
- la figure 13 est une vue de la machine de ramassage des fruits, - la figure 14 est une vue montrant le bras de manipulation de la machine.- Figure 13 is a view of the fruit picking machine, - Figure 14 is a view showing the handling arm of the machine.
Tel que représenté le préhenseur 1 selon l'invention de saisie des fruits pour machine de ramassage des fruits est destiné à être fixé en extrémité d'un bras manipulateur 4 équipant la machine, ce bras manipulateur étant monté sur la machine avec une aptitude de déplacement vers le fruit à cueillir et étant associé avec des organes moteurs qui assurent ce déplacement et qui peuvent être commandés par une unité de commande montée sur la machine. As shown, the gripper 1 according to the invention for gripping the fruit for a fruit picking machine is intended to be fixed at the end of a manipulator arm 4 fitted to the machine, this manipulator arm being mounted on the machine with the ability to move. towards the fruit to be picked and being associated with motor members which ensure this movement and which can be controlled by a control unit mounted on the machine.
Le préhenseur comporte un corps 2 par lequel il se fixe en extrémité du bras manipulateur et un organe 3 de préhension du fruit à saisir qui définit une enveloppe concave. The gripper comprises a body 2 by which it is fixed at the end of the manipulator arm and a member 3 for gripping the fruit to be grasped which defines a concave envelope.
Conformément à l'invention, l'organe de préhension 3 est monté dans le corps 2 avec une latitude de déplacement en rotation autour de son axe de symétrie AA', c'est à dire autour de l'axe de symétrie de l'enveloppe concave qu'il définit et est en prise avec des organes moteurs qui l'entraînent en rotation suivant une fraction de tour ou suivant un ou plusieurs tours lorsqu'il a saisi le fruit de façon à ce que le fruit soit séparé de son support végétal par torsion et/ou traction du pédoncule et rupture de ce dernier.According to the invention, the gripping member 3 is mounted in the body 2 with a latitude of displacement in rotation about its axis of symmetry AA ', that is to say around the axis of symmetry of the envelope concave which it defines and is engaged with motor organs which drive it in rotation according to a fraction of a turn or according to one or more turns when it has grasped the fruit so that the fruit is separated from its plant support by twisting and / or pulling the peduncle and breaking it.
La force de préhension du fruit est constante et le mouvement de rotation de l'organe préhenseur 3 n'est de préférence combiné à aucun autre mouvement par rapport au corps.The gripping force of the fruit is constant and the rotational movement of the gripper 3 is preferably not combined with any other movement relative to the body.
Le corps 2 du préhenseur est constitué en deux parties 2A, 2B articulées l'une à l'autre dont une, la partie 2A, par son extrémité est fixée au bras manipulateur de la machine et dont l'autre, la partie 2B, suivant son extrémité libre est équipée de l'organe de préhension 3. The body 2 of the gripper is made up of two parts 2A, 2B articulated to one another, one of which, part 2A, by its end is fixed to the manipulator arm of the machine and the other of which, part 2B, according to its free end is equipped with the gripping member 3.
Ces deux parties 2A, 2B se développent de maniere transversale l'une par rapport à l'autre.These two parts 2A, 2B develop transversely to one another.
La partie 2B du corps 2 se présente sous une forme longiligne, effilée, afin de faciliter sa pénétration dans le support végétal.The part 2B of the body 2 is presented in a slender, tapered form, in order to facilitate its penetration into the plant support.
De préférence, les parties 2A, 2B du corps sont articulées l'une à l'autre suivant un axe transversal à l'axe longitudinal de la partie 2B du corps mais selon une autre forme de réalisation, ces deux parties sont rigidement reliées l'une å l'autre par exemple par l'intermédiaire d'un coude. Preferably, the parts 2A, 2B of the body are articulated to one another along an axis transverse to the longitudinal axis of the part 2B of the body, but according to another embodiment, these two parts are rigidly connected together. one to the other for example via an elbow.
L'axe d'articulation BB' de la partie 2A à la partie 2D est de préférence perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie 2B. The hinge axis BB ′ from part 2A to part 2D is preferably perpendicular to the longitudinal axis of part 2B.
Selon la forme préférée de réalisation, la partie 2A présente une chape dans laquelle s'articule l'extrémité de la partie 2B. According to the preferred embodiment, the part 2A has a yoke in which the end of the part 2B is articulated.
A cette partie 2B, est fixé un levier 5 dont l'extrémité libre coopère avec un organe moteur 6 d'actionnement en pivotement, et de maintien en position constitué par exemple par un vérin hydraulique associé à un circuit hydraulique. To this part 2B, a lever 5 is fixed, the free end of which cooperates with a motor member 6 for pivoting actuation, and for holding in position constituted, for example, by a hydraulic cylinder associated with a hydraulic circuit.
Ce vérin est par exemple fixé par l'extrémité de sa tige en extrémité du levier 5 et par son corps à la partie 2A.This cylinder is for example fixed by the end of its rod at the end of the lever 5 and by its body to the part 2A.
Préférentiellement, le vérin et le levier seront latéraux au corps 2. Preferably, the jack and the lever will be lateral to the body 2.
Grâce à la présence de cet organe d'actionnement, il sera possible pour saisir le fruit d'incliner légèrement le préhenseur vers le haut ou vers le bas ou latéralement selon la position de l'axe BB' de façon à ce que son organe de préhension vienne à la rencontre du fruit à cueillir.Thanks to the presence of this actuating member, it will be possible to grasp the fruit to slightly tilt the gripper up or down or laterally depending on the position of the axis BB 'so that its member gripping comes to meet the fruit to be picked.
De plus, après séparation du fruit de son support, le préhenseur pourra être écarté par pivotement de la zone dans laquelle le fruit a été cueilli. In addition, after separation of the fruit from its support, the gripper can be moved apart by pivoting from the zone in which the fruit has been picked.
Avantageusement, à l'organe d'actionnement tel que décrit sont associés des moyens d'équilibrage qui maintiennent la partie 2B du corps 2 suivant la position choisie mais qui autorisent un débattement angulaire limité de la partie 2B de part et d'autre de sa position initiale. Advantageously, the actuating member as described is associated with balancing means which maintain the part 2B of the body 2 according to the chosen position but which allow a limited angular movement of the part 2B on either side of its initial position.
Grâce à cette disposition sans action directe de l'organe moteur 6, la partie 2B pourra se déplacer de part et d'autre de sa position d'origine sous l'effet d'actions extérieures exercées par le support végétal lors de la pénétration dans ce dernier. Thanks to this arrangement without direct action of the drive member 6, the part 2B can move on either side of its original position under the effect of external actions exerted by the plant support during penetration into this last.
De cette manière, la partie 2B pourra, dans les limites permises, s'effacer devant un obstacle constitué par les branches du support végétal par exemple.In this way, the part 2B can, within the permitted limits, give way before an obstacle constituted by the branches of the plant support for example.
Selon cette forme de réalisation au préhenseur pourront être associés deux capteurs de position matérialisant les positions extrêmes du débattement angulaire permis.According to this embodiment, the gripper may be associated with two position sensors embodying the extreme positions of the angular travel allowed.
Ces deux capteurs seront placés de part et d'autre de la partie 2B sur une structure solidaire par exemple de la partie 2A, et ce sur le trajet susceptible d'être parcouru par la partie 2B au cours de son pivotement dans un sens ou dans l'autre.These two sensors will be placed on either side of part 2B on a structure integral for example with part 2A, and this on the path likely to be traversed by part 2B during its pivoting in one direction or in the other.
A partir de l'information délivrée par ces capteurs lorsque l'un d'entre eux sera actionné par la partie 2B sera commandé le mouvement de recul du bras manipulateur et donc le dégagement du préhenseur du support végétal dans lequel il a pénétré.From the information delivered by these sensors when one of them is actuated by part 2B, the recoil movement of the manipulator arm will be controlled and therefore the release of the gripper from the plant support into which it has penetrated.
De cette façon, seront écartés les risques de casses des branches du support végétal.In this way, the risks of breakage of the branches of the plant support will be eliminated.
Selon la forme préférée de réalisation, les moyens d'équilibrage comprennent un moyen élastique qui exerce une action à l'encontre du déplacement de la partie 2B de part et d'autre de sa position d'origine. According to the preferred embodiment, the balancing means comprise an elastic means which exerts an action against the displacement of the part 2B on either side of its original position.
De cette façon, la partie 2B sera ramenée automatiquement en position d'origine dés que cessera l'action extérieure ayant provoquée son déplacement.In this way, the part 2B will be brought back automatically to the original position as soon as the external action having caused its displacement will cease.
Selon la forme préférée de réalisation, le moyen élastique est constitué par une masse de gaz emprisonnée dans une chambre à volume variable 7 ménagée dans une enceinte et séparée par une membrane 8 élastique déformable d'une autre chambre 9 de cette enceinte qui reçoit un liquide et qui est connectée par l'intermédiaire d'une conduite hydraulique 10 à la chambre avant du vérin 6, c'est à dire la chambre dans laquelle doit être introduit du liquide pour provoquer le mouvement de sortie de la tige du vérin. According to the preferred embodiment, the elastic means consists of a mass of gas trapped in a variable volume chamber 7 formed in an enclosure and separated by a deformable elastic membrane 8 from another chamber 9 of this enclosure which receives a liquid. and which is connected via a hydraulic line 10 to the front chamber of the cylinder 6, that is to say the chamber into which must be introduced liquid to cause the movement of output from the rod of the cylinder.
L'enceinte, les deux chambres 7 et 9 la membrane 8, le volume de gaz emprisonné dans la chambre 7 et le liquide de la chambre 9 constituent les moyens d'équilibrage.The enclosure, the two chambers 7 and 9 the membrane 8, the volume of gas trapped in the chamber 7 and the liquid in the chamber 9 constitute the balancing means.
Selon cette forme de préférée de réalisation, l'axe BB' d'articulation de la partie 2B à la partie 2A est horizontal et le volume gaz emprisonné dans la chambre à volume variable 7 est pressurisé. According to this preferred embodiment, the axis BB 'of articulation of the part 2B to the part 2A is horizontal and the gas volume trapped in the variable volume chamber 7 is pressurized.
Cette pression par l'intermédiaire du liquide contenu dans la chambre avant du vérin s'exerce sur le piston du vérin et sa valeur est telle que l'effort en résultant soit annulé par l'effort exercé sur la tige du vérin par le levier 5, lequel effort dépend de la valeur du moment de basculement de la partie 2B autour de BB' sous l'effet de son propre poids.This pressure via the liquid contained in the front chamber of the jack is exerted on the piston of the jack and its value is such that the effort resulting therefrom is canceled by the effort exerted on the rod of the jack by the lever 5 , which effort depends on the value of the tilting moment of the part 2B around BB 'under the effect of its own weight.
Ainsi, la partie 2B demeurera en équilibre suivant la position d'origine préalablement choisie.Thus, the part 2B will remain in equilibrium according to the original position previously chosen.
Toujours selon cette forme de réalisation, la chambre arrière du vérin 6, par l'intermédiaire de conduites hydrauliques et d'un distributeur 10A deux voies, deux positions est connecté soit à un réservoir 11 mis à la pression atmosphérique afin de créer les conditions d'équilibres de la partie 2B, soit à une source de pression pour forcer le pivotement de la partie 2B vers le bas. Still according to this embodiment, the rear chamber of the jack 6, by means of hydraulic lines and a two-way distributor 10A, two positions is connected either to a tank 11 put at atmospheric pressure in order to create the conditions d 'balances of part 2B, or to a pressure source to force the pivoting of part 2B downwards.
Il est à noter que le volume de la chambre -7 est relativement important par rapport au volume de liquide chassé par le piston du vérin et introduit dans la chambre 8 de façon que la pression du gaz emprisonné dans la chambre 7 varie très peu. It should be noted that the volume of the chamber -7 is relatively large compared to the volume of liquid expelled by the piston of the jack and introduced into the chamber 8 so that the pressure of the gas trapped in the chamber 7 varies very little.
Préférentiellement à la position initiale prédéterminée de la partie 2B ou position d'équilibre correspond une position de fin de course de sortie de la tige du vérin 6. Preferably, at the predetermined initial position of the part 2B or equilibrium position, there corresponds an end-of-travel position for output of the rod of the jack 6.
De plus, l'extrémité de la tige du vérin s'engage dans une lumière oblongue verticale pratiquée dans le levier 5 et vient porter contre l'extrémité inférieure de cette lumière.In addition, the end of the cylinder rod engages in an oblong vertical slot made in the lever 5 and comes to bear against the lower end of this slot.
De cette manière, la partie 2B peut librement pivoter vers le haut sans entrainer la tige du vérin.In this way, the part 2B can freely pivot upwards without driving the rod of the jack.
De préférence, la tige du vérin est de longueur réglable afin, par variation de sa longueur, d'ajuster l'inclinaison de la partie 2B par rapport à la partie 2A et de disposer la partie 2B suivant la position initiale souhaitée. Preferably, the rod of the jack is of adjustable length in order, by variation of its length, to adjust the inclination of the part 2B relative to the part 2A and to arrange the part 2B according to the desired initial position.
Selon la forme préférée de réalisation, la partie 2B du corps 2 du préhenseur est constitué par un caisson étanche longiligne de section droite en forme de quadrilatère et est orienté de telle sorte que deux de ses faces opposées soient parallèles à l'axe d'articulation BB'. According to the preferred embodiment, the part 2B of the body 2 of the gripper is constituted by an elongated waterproof box of cross section in the form of a quadrilateral and is oriented so that two of its opposite faces are parallel to the axis of articulation. BB '.
Selon une première forme d'exécution, l'axe AA' de l'organe de préhension est dans le prolongement de l'axe longitudinal de la partie 2B et le dit organe de préhension est dirigé vers l'avant, s'engage dans un orifice 12 pratiqué dans la paroi avant 13 de la partie 2B et cette paroi est perpendiculaire à l'axe longitudinal de cette partie 2B. According to a first embodiment, the axis AA ′ of the gripping member is in the extension of the longitudinal axis of the part 2B and the said gripping member is directed towards the front, engages in a orifice 12 formed in the front wall 13 of the part 2B and this wall is perpendicular to the longitudinal axis of this part 2B.
Cette forme d'exécution convient principalement à la saisie du fruit transversalement à la direction suivant laquelle se développe le pédoncule.This embodiment is mainly suitable for gripping the fruit transversely to the direction in which the peduncle develops.
L'effort exercé sur ce dernier pour séparer le fruit de son support végétal sera un effort de traction, résultant de la rotation de l'organe de préhension autour de son axe. The force exerted on the latter to separate the fruit from its plant support will be a tensile force, resulting from the rotation of the gripping member around its axis.
Selon une deuxième forme d'exécution, l'axe AA' de l'organe de préhension est transversal et sécant & l'axe longitudinal de la partie 2B et est engagé dans un orifice pratiqué dans une des parois du caisson, cette paroi étant toujours perpendiculaire à l'axe AA'. According to a second embodiment, the axis AA 'of the gripping member is transverse and intersecting & the longitudinal axis of the part 2B and is engaged in an orifice made in one of the walls of the box, this wall always being perpendicular to the axis AA '.
Préférentiellement, l'extrémité avant de la partie 2B sera arrondie.Preferably, the front end of part 2B will be rounded.
Selon une première variante de cette deuxième forme d'exécution, l'axe AA' est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie 2B et l'orifice 13 est pratiqué dans l'une des parois longitudinales de cette partie 2B, de préférence dans l'une des parois parallèles à l'axe BB'. According to a first variant of this second embodiment, the axis AA 'is perpendicular to the longitudinal axis of the part 2B and the orifice 13 is formed in one of the longitudinal walls of this part 2B, preferably in one of the walls parallel to the axis BB '.
Selon une seconde variante d'exécution, l'axe AA' est oblique et sécant à l'axe longitudinal de la partie 2B et s'étend vers l'avant à partir de cet axe. According to a second alternative embodiment, the axis AA ′ is oblique and intersecting the longitudinal axis of the part 2B and extends forward from this axis.
Selon cette forme d'éxécution, une des parois longitudinales de la partie 2B par exemple une des deux parois de la partie 28 parallèles à l'axe BB' présente une facette 14 en partie avant dans laquelle est pratiquée l'orifice 12.According to this embodiment, one of the longitudinal walls of the part 2B, for example one of the two walls of the part 28 parallel to the axis BB 'has a facet 14 in the front part in which the orifice 12 is made.
Cette facette 14 est oblique par rapport à l'axe longitudinal de la partie 2B et est perpendiculaire à l'axe AA'.This facet 14 is oblique to the longitudinal axis of the part 2B and is perpendicular to the axis AA '.
Cette disposition vise à faciliter encore la pénétration du préhenseur dans la végétation du support végétal.This provision aims to further facilitate the penetration of the gripper into the vegetation of the plant support.
Selon ces deux variantes d'exécution, l'axe AA' pourra être horizontal, l'orifice 12 pourra être ménagé dans la paroi supérieure de la partie 2B, et l'organe de préhension sera dirigé vers le haut de façon à saisir le fruit par le dessous et séparer ce fruit du support végétal par torsion sur le pédoncule. According to these two alternative embodiments, the axis AA ′ may be horizontal, the orifice 12 may be formed in the upper wall of the part 2B, and the gripping member will be directed upwards so as to grasp the fruit from below and separate this fruit from the plant support by twisting it on the peduncle.
Pour cueillir des fruits se développant sur le sol, on peut prévoir un préhenseur dont l'axe BB' est toujours horizontal mais dont l'organe de préhension est dirigé vers le bas.To pick fruit growing on the ground, one can provide a gripper whose axis BB 'is always horizontal but whose gripping member is directed downward.
Selon cette nouvelle forme d'exécution, l'orifice 12 sera ménagé dans la paroi inférieure de la partie 2B.According to this new embodiment, the orifice 12 will be formed in the bottom wall of the part 2B.
On pourra prévoir également un préhenseur dont l'axe BB' est vertical et dont l'organe de préhension se développe latéralement par rapport à la partie 2B. It is also possible to provide a gripper whose axis BB ′ is vertical and whose gripping member develops laterally relative to the part 2B.
L'organe de préhension 3 présente une portée 15 cylindrique qui s'engage dans un palier étanche 16 fixé ss la périphérie de l'orifice circulaire 12 pratiqué dans la paroi correspondante de la partie 2B. The gripping member 3 has a cylindrical bearing surface 15 which engages in a sealed bearing 16 fixed on the periphery of the circular orifice 12 formed in the corresponding wall of the part 2B.
L'organe de préhension 3 est doté d'une prolongation axiale 17 qui pénètre dans la partie 2B et qui coopère en entrainement avec les organes moteurs d'entrainement en rotation.The gripping member 3 has an axial extension 17 which penetrates into the part 2B and which cooperates in training with the motor members for driving in rotation.
Selon la forme préférée de réalisation, les organes moteurs comprennent un moteur hydraulique 18, par exemple, ou tout autre type de moteur rotatif, et une transmission de mouvement, interne à la partie 2B qui coopère cinématiquement avec l'arbre de sortie du moteur 18 et avec la prolongation axiale 17 de l'organe de préhension. According to the preferred embodiment, the drive members comprise a hydraulic motor 18, for example, or any other type of rotary engine, and a movement transmission, internal to the part 2B which cooperates kinematically with the output shaft of the engine 18 and with the axial extension 17 of the gripping member.
Le moteur hydraulique est fixé à la périphérie d'un orifice pratiqué dans une des parois de la partie 2B avec interposition d'un joint d'étancheité.The hydraulic motor is fixed to the periphery of an orifice made in one of the walls of part 2B with the interposition of a seal.
L'arbre de sortie de ce moteur pénètre dans le caisson que forme la partie 2B pour coopérer en entrainement avec la transmission de mouvement.The output shaft of this motor enters the box formed by part 2B to cooperate in training with the movement transmission.
Afin de ne pas gêner la pénétration du préhenseur dans le support végétal, le moteur 18 est fixé sur la partie 2B en écartement de l'extrémité avant de cette dernière. In order not to hinder the penetration of the gripper into the plant support, the motor 18 is fixed to the part 2B at a distance from the front end of the latter.
Préférentiellement, ce moteur sera fixé à proximité de l'autre extrémité.Preferably, this motor will be fixed near the other end.
Selon une première forme de réalisation, la transmission mécanique est constituée par un arbre 19 en prise d'une part par l'intermédiaire d'un couple conique 20 avec la prolongation axiale 17 de l'organe de préhension et d'autre part, en prise avec l'organe de sortie de l'organe moteur soit directement, soit par l'intermédiaire d'un couple conique selon que l'arbre de sortie est dans le prolongement axial de l'arbre 19 ou est oblique par rapport à cet arbre. According to a first embodiment, the mechanical transmission consists of a shaft 19 engaged on the one hand by means of a bevel torque 20 with the axial extension 17 of the gripping member and on the other hand, in taken with the output member of the drive member either directly or by means of a bevel torque depending on whether the output shaft is in the axial extension of the shaft 19 or is oblique with respect to this shaft .
Cette forme de réalisation est principalement destinée & des préhenseurs dont l'axe AA' de l'organe de préhension prolonge l'axe longitudinal de la partie 2B ou est disposé de manière oblique par rapport à ce dernier.This embodiment is mainly intended for grippers whose axis AA ′ of the gripping member extends the longitudinal axis of the part 2B or is arranged obliquely relative to the latter.
Selon une autre forme de réalisation, la transmission de mouvement entre l'arbre de sortie du moteur 18 et la prolongation axiale 17 de l'organe de préhension 3 est constituée par une courroie crantée 21 en prise respectivement avec un premier pignon 22 calé sur l'arbre de sortie du moteur et avec un second pignon 23 calé sur la prolongation axiale 17. According to another embodiment, the transmission of movement between the output shaft of the motor 18 and the axial extension 17 of the gripping member 3 is constituted by a toothed belt 21 engaged respectively with a first pinion 22 wedged on the 'motor output shaft and with a second pinion 23 fixed on the axial extension 17.
Cette forme de réalisation est principalement destinée à un préhenseur dont l'axe AA' de l'organe de préhension est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie 2B.This embodiment is mainly intended for a gripper whose axis AA ′ of the gripping member is perpendicular to the longitudinal axis of the part 2B.
Le préhenseur pourra être équipé d'un capteur 24 de proximité du fruit à saisir, connecté à l'unité de commande. The gripper may be equipped with a sensor 24 for proximity of the fruit to be grasped, connected to the control unit.
Le capteur de proximité, en considérant le sens d'avancement du préhenseur vers le fruit pourra être placé en amont de l'organe de préhension.The proximity sensor, by considering the direction of advance of the gripper towards the fruit, can be placed upstream of the gripping member.
Le capteur de proximité pourra être de tout type connu.The proximity sensor can be of any known type.
Il pourra être utilisé un capteur à ultra-sons.An ultrasonic sensor can be used.
Il pourra être également utilisé un télémètre 25 monté sur la partie 2A du corps du préhenseur.It can also be used a rangefinder 25 mounted on part 2A of the body of the gripper.
A partir du signal de détection du fruit délivré, soit par le capteur 24, soit par le télémètre 25sont commandés par l'intermédiaire de l'unité de commande la décélération du mouvement du bras manipulateur afin que le préhenseur soit approché lentement du fruit à saisir, puis l'arrêt du mouvement du bras manipulateur lorsque l'organe de préhension se trouve suivant une position très proche de celle du fruit à saisir.From the fruit detection signal delivered, either by the sensor 24 or by the rangefinder 25, the deceleration of the movement of the manipulator arm is controlled by the control unit so that the gripper is slowly approached the fruit to be grasped , then stopping the movement of the manipulator arm when the gripping member is in a position very close to that of the fruit to be grasped.
Après saisie du fruit et avant mise en fonctionnement de l'organe moteur, il sera possible de commander la pénétration du préhenseur dans le support végétal sur une distance de quelques centimètres en sorte que le pédoncule soit forcé à venir occuper une position proche de la verticale et en sorte que le mouvement de torsion du pédoncule soit effectué suivant son axe. After entering the fruit and before putting the motor into operation, it will be possible to control the penetration of the gripper into the plant support over a distance of a few centimeters so that the peduncle is forced to come to occupy a position close to the vertical and so that the torsional movement of the peduncle is carried out along its axis.
Cependant, il est à noter que ce mouvement de pénétration n'est pas obligatoire et ne sera pas effectué pour des fruits détachables par traction sur le pédoncule.However, it should be noted that this penetration movement is not compulsory and will not be carried out for fruits detachable by traction on the peduncle.
Selon la forme préférée de réalisation, l'organe de préhension 3 est constitué par une ventouse conique à fond ouvert reliée par l'intermédiaire de conduits 26 d'aspiration å une chambre 27 d'aspiration comportant un organe d'aspiration 28. According to the preferred embodiment, the gripping member 3 is constituted by a conical suction cup with an open bottom connected by means of suction ducts 26 to a suction chamber 27 comprising a suction member 28.
Cette ventouse est réalisée en une matière souple et élastique. This suction cup is made of a flexible and elastic material.
L'organe d'aspiration est mis en fonctionnement par le système informatique lorsque le capteur de proximité 24 où le télémètre a délivré un signal représentatif de la présence du fruit A cueillir dans un rayon de quelques centimètres.The suction device is put into operation by the computer system when the proximity sensor 24 where the range finder has delivered a signal representative of the presence of the fruit to be picked within a radius of a few centimeters.
Après centrage du préhenseur par rapport au fruit à saisir, ce dernier sera aspiré par la ventouse et maintenu contre la paroi de cette dernière par l'effet de la dépression régnant dans la ventouse et dans les conduits d'aspiration, cet effet de dépression étant créé par l'organe d'aspiration et par l'obturation de l'orifice de la ventouse par le fruit å cueillir. After centering the gripper relative to the fruit to be grasped, the latter will be sucked by the suction cup and held against the wall of the latter by the effect of the depression prevailing in the suction cup and in the suction ducts, this depression effect being created by the suction member and by closing the orifice of the suction cup with the fruit to be picked.
Sur la conduite 26 est disposé un capteur 29 de dépression.On the pipe 26 is arranged a vacuum sensor 29.
Le signal délivré par ce capteur 29, représentatif d'une dépression régnant dans le conduit d'aspiration, est également représentatif de la présence du fruit à cueillir dans l'organe de préhension. The signal delivered by this sensor 29, representative of a vacuum prevailing in the suction duct, is also representative of the presence of the fruit to be picked in the gripping member.
Ainsi, l'émission de ce signal se traduira par la mise en fonctionnement de l'organe moteur 18 de l'organe de préhension 3 de façon à procéder à la séparation du fruit de son support végétal.Thus, the emission of this signal will result in the operation of the motor member 18 of the gripping member 3 so as to separate the fruit from its plant support.
Par la suite pour la pose du fruit, l'effet de dépression sera interrompu et l'organe moteur de l'organe de préhension sera mis en fonctionnement en sorte que le fruit puisse être évacué sous l'effet de la force centrifuge. Subsequently for placing the fruit, the vacuum effect will be interrupted and the motor member of the gripping member will be put into operation so that the fruit can be evacuated under the effect of centrifugal force.
La ventouse comporte un manchon 30 cylindrique axial pour venir s'emmancher dans une bague 31 cylindrique tubulaire dont la surface externe constitue la portée cylindrique 15. The suction cup comprises an axial cylindrical sleeve 30 for fitting into a tubular cylindrical ring 31 whose external surface constitutes the cylindrical surface 15.
Cette bague est prolongée au-delà du palier de manière à former la prolongation axiale 17 sus-évoquée.This ring is extended beyond the bearing so as to form the axial extension 17 mentioned above.
Préférentiellement, la section terminale du conduit d'aspiration est constitué par le corps du préhenseur. Preferably, the end section of the suction duct is formed by the body of the gripper.
A cet effet, la partie 2A est tubulaire et est connectée à un embout 32 de la partie 2B par l'intermédiaire d'un manchon souple déformable.To this end, the part 2A is tubular and is connected to a nozzle 32 of the part 2B by means of a flexible deformable sleeve.
Cet enbout est fixé à la partie 2B à écartement de son extrémité avant.This end piece is fixed to part 2B at a distance from its front end.
La chambre d'aspiration 25 avec son organe d'aspiration 26 peut être placée de toute manière connue sur la plateforme 3 que possède la machine de ramassage.The suction chamber 25 with its suction member 26 can be placed in any known manner on the platform 3 that the pickup machine has.
On a précédemment décrit un préhenseur dont l'organe de préhension forme saillie sur la partie 2B. We have previously described a gripper whose gripping member protrudes from the part 2B.
Selon une autre forme de réalisation, l'organe de préhension 3 est rétractable dans la partie 2B du préhenseur et ne s'extrait de ce dernier que pour la prise, la séparation et le transport du fruit. According to another embodiment, the gripping member 3 is retractable in the part 2B of the gripper and is extracted from the latter only for taking, separating and transporting the fruit.
Ainsi, la pénétration du préhenseur dans le support végétal en sera facilitée.Thus, the penetration of the gripper into the plant support will be facilitated.
Selon cette forme de réalisation, la partie 2B du bras suivant l'axe de l'organe de préhension sera pourvue d'un creux 33 dans lequel viendra se loger la partie conique de la ventouse en position rétractée et la bague 31 d'entrainement de cette dernière sera montée avec possibilité de coulissement axial dans son palier 16 et sera solidaire d'un organe moteur interne au bras du préhenseur qui lui communiquera un effort axial de traction ou bien un effort axial de poussée selon que la ventouse est rétractée ou en saillie.According to this embodiment, the part 2B of the arm along the axis of the gripping member will be provided with a hollow 33 in which will be housed the conical part of the suction cup in the retracted position and the ring 31 for driving the latter will be mounted with the possibility of axial sliding in its bearing 16 and will be integral with an internal motor member in the arm of the gripper which will communicate to it an axial traction force or else an axial thrust force depending on whether the suction cup is retracted or projecting .
L'organe moteur pourra être constitué par un vérin 34 de faibles dimensions et il pourra être prévu un levier articulé à fourche 35 monté en pivotement dans le bras et solidaire par son extrémité en fourche de la bague du préhenseur et par son autre extrémité du vérin.The drive member may be constituted by a small cylinder 34 and there may be provided an articulated fork lever 35 pivotally mounted in the arm and integral by its fork end with the gripper ring and by its other end of the cylinder .
Le préhenseur 1 tel que décrit est pourvu de moyens de centrage du fruit et à l'organe de préhension l'un par rapport à l'autre. The gripper 1 as described is provided with means for centering the fruit and with the gripping member relative to each other.
Selon une première forme de réalisation, le moyen de centrage est constitué par un vé 36 disposé sur le bras du préhenseur immédiatement en amont de l'organe de préhension 3.According to a first embodiment, the centering means is constituted by a vee 36 disposed on the arm of the gripper immediately upstream of the gripping member 3.
Selon une autre forme de réalisation, le vé de centrage peut être formé par la partie conique de la ventouse 3. According to another embodiment, the centering vee can be formed by the conical part of the suction cup 3.
A cet effet, cette partie conique sera tronquée obliquement.For this purpose, this conical part will be truncated obliquely.
Selon une autre forme de réalisation plus spécifiquement adaptée à un préhenseur dont une des parois possède une pente à l'avant, le moyen de centrage est réalisé par formation d'une pente concave en forme de cueillère. According to another embodiment more specifically adapted to a gripper one of the walls of which has a slope at the front, the centering means is produced by forming a concave slope in the form of a picker.
Selon encore une autre forme de réalisation, le moyen de centrage est constitué par un ensemble de trois capteurs de proximité 24, 37, 38 disposés en amont de l'organe de préhension, en fixation sur la face supérieure du bras. According to yet another embodiment, the centering means is constituted by a set of three proximity sensors 24, 37, 38 arranged upstream of the gripping member, fixed on the upper face of the arm.
Un de ces capteurs est disposé suivant l'axe médian longitudinal de la dite face du bras.One of these sensors is arranged along the longitudinal median axis of said face of the arm.
Les deux autres capteurs sont respectivement disposés à gauche et à droite de ce capteur médian.The other two sensors are respectively arranged on the left and on the right of this median sensor.
A partir des informations données par ces capteurs de proximité, l'unité de commande pourra commander le déplacement du bras 4 en sorte que de centrer l'organe de préhension 3 par rapport au fruit.From the information given by these proximity sensors, the control unit can control the movement of the arm 4 so that to center the gripping member 3 relative to the fruit.
Le centrage sera considéré comme effectué lorsque les trois capteurs de proximité detecteront simultanément la présence du fruit.Centering will be considered as done when the three proximity sensors simultaneously detect the presence of the fruit.
Préférentiellement, le préhenseur tel que décrit est pourvu d'un organe 39 de protection du fruit cueilli- en sorte que ce dernier lors du repliement du bras manipulateur et donc du mouvement de retour du préhenseur ne puisse heurter les branches du support végétal. Preferably, the gripper as described is provided with a member 39 for protecting the fruit picked so that the latter during the folding of the manipulator arm and therefore of the return movement of the gripper cannot strike the branches of the plant support.
Selon un exemple de réalisation, cet organe de protection 39 est constitué par un capot articulé sur la partie 2B du préhenseur, solidaire d'un organe moteur tel un vérin hydraulique ou autre organe qui l'amène en saillie en avant du fruit (en considérant le sens du mouvement de retour) de façon à masquer totalement le dit fruit. According to an exemplary embodiment, this protective member 39 is constituted by a cover articulated on the part 2B of the gripper, secured to a driving member such as a hydraulic jack or other member which brings it projecting in front of the fruit (considering the direction of the return movement) so as to completely hide the said fruit.
Le préhenseur tel que décrit peut par exemple être monté sur le bras manipulateur 4 d'une machine de ramassage conforme à la demande française n" 86.15522. The gripper as described can, for example, be mounted on the manipulator arm 4 of a collection machine in accordance with French application No. 86.15522.
La machine selon cette demande comprend un châssis 40 monté sur des organes de roulement 41 sur lequel est fixée une plateforme 42 qui supporte un système élévateur 43 du bras manipulateur 4. The machine according to this request comprises a chassis 40 mounted on rolling members 41 on which is fixed a platform 42 which supports an elevating system 43 of the manipulator arm 4.
Le bras manipulateur est monté sur le système élévateur avec une aptitude de pivotement en rotation autour de deux axes concourants, perpendiculaires l'un à l'autre. The manipulator arm is mounted on the lifting system with the ability to pivot in rotation around two concurrent axes, perpendicular to each other.
A cet effet, à l'extrémité du système élévateur est montée d'une chape 45 articulée suivant le premier axe de pivotement du bras sur laquelle est montée en articulation suivant le second axe de pivotement une tourelle 46 à laquelle se solidarise le bras manipulateur 4.To this end, at the end of the lifting system is mounted a yoke 45 articulated along the first pivot axis of the arm on which is mounted in articulation along the second pivot axis a turret 46 to which the manipulator arm 4 is secured. .
Des organes moteurs tels des vérins hydrauliques assurent le pivotement de la chape et de la tourelle et par conséquent du bras manipulateur suivant les deux axes de pivotement susévoques.Driving elements such as hydraulic cylinders ensure the pivoting of the yoke and the turret and consequently of the manipulator arm along the two above-mentioned pivot axes.
Le bras manipulateur 4 est constitué par deux parallélogrammes déformables 4A, 4B de même longueur agencés en compas et déformables symétriquement. The manipulator arm 4 is constituted by two deformable parallelograms 4A, 4B of the same length arranged as a compass and symmetrically deformable.
Il est prévu un organe moteur tel un vérin hydraulique pour assurer le pivotement du premier parallélogramme par rapport à la chape. There is provided a drive member such as a hydraulic cylinder to ensure the pivoting of the first parallelogram with respect to the yoke.
De préférence, le mouvement du préhenseur lors du déploiement ou repliement du bras manipulateur s'effectue suivant une droite. Preferably, the movement of the gripper during the deployment or folding of the manipulator arm takes place along a straight line.
La machine est pourvue de préférence d'un système de vision artificielle 44. The machine is preferably provided with an artificial vision system 44.
Ce système 44 est monté au niveau de l'intersection des deux axes de pivotement du bras manipulateur. This system 44 is mounted at the intersection of the two pivot axes of the manipulator arm.
L'axe de déplacement du préhenseur vers le fruit à saisir pour un préhenseur dont l'axe AA' de l'organe de préhension est perpendiculaire ou oblique à l'axe longitudinal de la partie 2B, sera parallèle à l'axe optique de visée et sera situé en-dessous de cet axe lorsque le fruit devra etre cueilli par le dessous, au-dessus de cet axe, lorsque le fruit à cueillir est du type de ceux se développant au raz du sol ou latéral à cet axe lorsque le fruit à cueillir devra être saisi par le côté. The axis of movement of the gripper towards the fruit to be grasped for a gripper whose axis AA ′ of the gripping member is perpendicular or oblique to the longitudinal axis of the part 2B, will be parallel to the optical aiming axis and will be located below this axis when the fruit must be picked from below, above this axis, when the fruit to be picked is of the type of those growing at ground level or lateral to this axis when the fruit to be picked must be grasped from the side.
Pour un préhenseur dont l'axe AA' de l'organe de préhension est dans le prolongement de l'axe longitudinal de la partie 2B, l'axe de déplacement du préhenseur vers le fruit sera confondu avec l'axe optique de visée.For a gripper whose axis AA ′ of the gripping member is in line with the longitudinal axis of part 2B, the axis of movement of the gripper towards the fruit will be coincident with the optical aiming axis.
Avantageusement, la partie 2A du corps 2 est coudée latéralement de façon à se dégager de l'axe optique de visée. Advantageously, the part 2A of the body 2 is bent laterally so as to disengage from the optical sighting axis.
En outre, sur l'organe de préhension ou sur le préhenseur pourra être disposé un repère visuel visible par le système de vision artificielle. In addition, a visual cue visible on the artificial vision system may be placed on the gripping member or on the gripper.
Grâce à cet intermédiaire, l'unité de commande associée au système de vision artificielle et commandant le déplacement du bras et donc du préhenseur qu'il porte pourra éventuellement corriger la trajectoire du préhenseur 6.Thanks to this intermediary, the control unit associated with the artificial vision system and controlling the movement of the arm and therefore of the gripper that it carries can possibly correct the trajectory of the gripper 6.
Le préhenseur tel que décrit peut être utilisé aussi bien pour le ramassage de fruits poussant sur arbres, tels que pommes, oranges, etc... que pour le ramassage de fruits poussant sur le sol, melons et autres. The gripper as described can be used both for the collection of fruit growing on trees, such as apples, oranges, etc ... as for the collection of fruit growing on the ground, melons and others.
En outre, il peut être utilisé avec une même efficacité pour le ramassage des fruits détachables de leur support végétal par traction sur leur pédoncule que par torsion. In addition, it can be used with the same efficiency for collecting the detachable fruits from their plant support by pulling on their peduncle as by twisting.
Une meilleure efficacité d'arrachage peut être obtenue pour certains types de fruits en combinant un effort de torsion avec un effort de traction. Better harvesting efficiency can be obtained for certain types of fruit by combining a torsional force with a tensile force.
Ces deux efforts combinés résultant simplement d'une position saisie oblique par rapport à l'axe suivant lequel se développe le pédoncule du fruit.These two efforts combined resulting simply from an oblique grasped position relative to the axis along which the fruit's peduncle develops.
I1 va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. It goes without saying that the present invention can receive all arrangements and all variants without departing from the scope of this patent.
Claims (28)
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| FR8814969A FR2638599B1 (en) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | FRUIT GRIPPER FOR MACHINE FOR FRUIT PICKING AND MACHINE EQUIPPED WITH SUCH A GRIPPER |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR8814969A FR2638599B1 (en) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | FRUIT GRIPPER FOR MACHINE FOR FRUIT PICKING AND MACHINE EQUIPPED WITH SUCH A GRIPPER |
Publications (2)
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Also Published As
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| FR2638599B1 (en) | 1991-09-20 |
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