CN113273386A - 用于机器人收获的末端执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机器人收获的末端执行器。一种果实收获系统包括真空生成子系统和连接到真空生成子系统的末端执行器。末端执行器具有：第一管，其具有第一直径；以及第二管，其具有小于第一直径的第二直径，因此第二管配合在第一管内侧。一种果实收获系统包括：真空生成子系统；连接到真空生成子系统的管；以及联接到管的内侧的至少一个结构。一种果实收获系统包括：真空生成子系统；第一管，其连接到真空生成子系统；以及联接到第一管的第二管，所述第二管具有以除了平行之外的取向联接到第一管的管状部分，所述第二管具有在第一管的相对侧上的开口。

Description

用于机器人收获的末端执行器

相关申请

本申请是申请号为201580075405.4的专利申请的分案申请。本申请是2014年12月3日提交的“End effector for Robotic harvesting（用于机器人收获的末端执行器）”的美国临时申请号62/087,096的继续申请并要求其优先权。

背景技术

果实采摘和收获仍然很大程度上是手工过程。在果实生长在树上（诸如，苹果、梨、杏、桃等）的果园中，农场劳动者可将梯子移动到树附近、攀爬梯子、采摘果实，并将果实转移到如篮子的临时存储物。在工人已采摘完该位置中的所有成熟果实之后，工人爬下来并将梯子移动到另一位置，然后根据需要地多次重复该过程。该过程具有高的劳动力需求，这导致高的运营成本，从而降低了农夫所获取的利润。

依赖于手工劳动也可具有其他不适当的风险。这些风险包括工人患病或其他不可用性的风险，从而影响劳动力供给。另外，缺乏未经训练的工人能够导致粗心或对果实的处理不当。虽然摘取果实看似要求具有低技能和训练的工人，但有技能的农场工人在相对低的由于损坏引起的损耗的情况下每秒可采摘多达2个果实。未经训练的工人可能工作得显著地更慢，并且可引起远为更高的由于被损坏的果实引起的损耗。训练工人的成本可促成农场的运营中的显著的成本增加。

促成果实收获劳动人员的不稳定性的另一因素在于变化的法律和人口统计学趋势。这些趋势降低了构成农场工人的主要来源的外来劳动者的可用性。美国人口的老龄化在若干行业中引起针对这种类型的劳动力的竞争，这对农场的运营而言是另一弊端。这导致对用于摘取果实的机械化系统的兴趣。

机械化系统具有与实际上采摘果实的末端执行器的定位相关的其自身的问题。末端执行器的误定位能够损坏果实，从而降低农场的产出，但使用机械系统克服了对训练新摘取者的需求。对于不需要高度准确的定位的机械系统存在需求。

附图说明

图1示出使用抓取器的现有技术收获系统。

图2示出误定位的收获系统的示例。

图3示出基于真空的收获系统的实施例。

图4示出具有误定位特征的基于真空的收获系统的实施例。

图5示出苹果的图示。

图6示出基于真空的收获系统的实施例。

图7至图9示出用以用旋转零散地收获果实的方法的图示。

图10示出具有肋状物的内管的实施例。

图11至图12示出具有硬表面和旋转轮的基于真空的收获系统的实施例及其操作。

图13至图14示出具有两个旋转轮的基于真空的收获系统的实施例及其操作。

图15示出具有从动轮和旋转轮的基于真空的收获系统的实施例。

图16示出用于基于真空的收获系统的旋转的末端执行器。

图17示出使用电粘附的末端执行器。

图18至图21示出末端执行器的另一实施例。

图22至图23示出膜片开口（iris opening）机构的实施例。

图24示出末端执行器的另一实施例。

图25至图26示出真空收获系统的内管的实施例。

图27示出真空收获系统的外管的实施例。

图28示出具有运输机构的真空收获系统的实施例。

图29至图30示出可在真空收获系统中使用的筒的实施例。

图31示出具有运输机构的真空收获系统的侧视图。

图32示出在释放果实的操作中的阀的实施例。

图33示出具有运输机构的真空收获系统的实施例。

图34至图35示出可在真空收获系统中使用的柔性瓣片的实施例。

图36示出用于移动果实的导管的实施例。

图37示出末端执行器的实施例的横截面视图。

图38至图40示出细枝切割器的实施例。

图41示出末端执行器上的传感器放置的实施例。

图42至图43示出农业机器人系统的实施例。

图44至图47示出农业机器人系统的另一实施例。

图48示出用于农业机器人系统的臂系统的实施例。

图49示出控制系统的框图。

具体实施方式

图1和图2图示使用具有抓取器的收获系统采摘果实的通常的现有技术系统。图1示出抓取器10，其准确且精确地定位在生长在果实的团簇20中的目标果实15附近。一旦被准确定位，抓取器就可以朝向目标果实前进。如果未小心地执行，那么使抓取器前进可导致邻近的果实从树上被拽落。图2示出在通常的当前系统中准确定位为何重要的示例。抓取器10具有一些定位不准确性。如果抓取器在定位中在这种不准确性下前进，那么其可能损坏目标果实15及其邻果两者。对准确性的需求可导致更低的效率以及更耗时的过程。

当前可用的抓取器通常本质上是机械的或机电的。纯机械抓取器的示例由长杆的端部处的钳爪组成；所述钳爪可以能够抓住果实并使其从树脱离。抓取器也可以是基于真空的。在通常的基于真空的系统中，真空管可联接到在其极端处的吸盘（suction cup）。吸盘可被带到接近果实的位置，并且由于真空，果实可从树脱离并粘附到吸盘。然后，可将吸盘和管放置在容器或输送系统上，在该处，可通过释放真空从吸盘释放果实。在用于摘取果实的吸盘的适用性方面的固有挑战是在吸盘与果实之间形成气封（air seal）的能力。

这些类型的收获技术、机械抓取器或钳爪和基于真空的抽吸系统可被视为“摘取与放置”技术。系统在一个位置处摘取果实并将其放置在另一位置处。由于摘取和放置系统进行摘取与放置两者所花费的时间，所以其具有固有的低效率。这些方法耗费从末端执行器释放果实的额外时间。

图3和图4示出基于真空的收获系统的概览。图3示出基于真空的系统30，其被示为在目标果实15附近。下文将更详细地描述该系统。该系统的一个优点在于在采摘过程之前或期间，采摘系统与果实之间需要很少的物理接触或不需要物理接触。这使在采摘时对果实造成伤害的风险最小化或去除了这种风险。

图4示出第二个优点，其中已减少对真空系统的准确定位的要求。图4中示出关于目标果实15具有定位不准确性的真空系统。观察指出，此类不准确性仍导致成功的采摘操作。系统可容忍合理界限内的不准确性，诸如使真空轴线远离苹果的核小于苹果的半径，或适用于其他类型的果实的其他措施。基于真空的系统的优点包括就可以采摘果实的速率而言的更高的效率。

图1和图2图示从底部拉扯或抓撷果实的系统，所述系统可使复杂的收获过程过于简单化。现在论述转向可以如何将果实附接到树的简要描述，从而为收获系统的详细构思提供背景。该简要描述在图5的帮助下涉及苹果。然而，该描述可以普遍地适用于其他果实，诸如但不限于梨和其他有柄果实。

参考图5，树枝160具有由柄110附接的苹果100。苹果从树枝生长的区段150被称为拉枝（spur pull）。枝条130在该区段中生长。所述枝条也是支持下一季的苹果的区段。损坏该枝条可导致苹果在下一季不从该区段生长。进一步沿柄向下，脱落部120（被图示为凸起）可由纤维组成。当苹果成熟时，这些纤维不再能够承受苹果的重量，从而引起苹果掉落。在农业界内普遍知道的是，采摘或收获苹果的伤害最小的方式是使其在脱落部处与柄分离。在苹果的柄上再进一步向下，柄在140（称为拉柄（stem pull））附近附接到苹果。当收获或采摘苹果时，惯常的实践确保在拉柄区域周围的苹果的果皮不遭受损坏。对该区域的损坏为病原体进入果实并引起迅速腐烂提供途径。

考虑到以上论述，使果实在脱落部处脱离具有若干优点。这种脱离不伤害被采摘的果实、不危及下一季的作物，并且利用了苹果自然脱离的方式。此外，考虑到脱落部处纤维的取向，使苹果脱离的有效方式是相对于柄方向以一角度扭动苹果。图5中由箭头170图示一个此类有效方向。其他方向是可能的，诸如从纸平面出来的方向。只要运动与纵向轴线180形成角度，任何方向均可导致成功脱离。在不成角度的情况下，围绕脱落部的轴线拉扯或扭动也可成功。但已观察到的是，这种脱离方式更加困难，可能需要更多能量，并且可导致损坏苹果。纤维沿柄的纵向布置可防止通过在不成角度的情况下沿轴线拉扯或扭动进行有效分离。因此，果实摘取者往往围绕脱落部扭动果实或向果实施加角度。

基于这些观察，用于收获果实的机械或机电系统可有利地通过相对于脱落部轴线向果实施加角度来使果实在脱落部处脱离。下文的许多实施例在相对于脱落部轴线向目标果实施加角度时使用基于真空的末端执行器。图6至图10描述了这些构思中的一些。图6示出具有基于真空的末端执行器的收获系统200，所述末端执行器可以相对脱落部轴线成一定角度地施加扭动。系统200大体可以由两个管210和260组成。管210可在管260的内径上旋转，管260可保持静止并联接到真空生成子系统205。

管210的外径与管260的内径之间的轴承230可提供旋转表面，管210可在所述旋转表面上旋转。轴承在两个管之间的布置可为内管210提供足够的结构支撑。其他结构支撑结构可确保内管210可在外管260内稳定地旋转。为防止真空的丧失，可提供可旋转密封件240。该密封件可如所示的那样不可动地联接到内管210的端部，并且可以在相对管260的内径的最小空隙或无空隙的情况下旋转。虽然可能丧失一些真空，但该密封件可保持相当大的一部分真空。其他密封方法是可能的但并未示出。

管210的旋转可以以下方式发生。管210可具有联接到其外径的齿轮270，所述齿轮可与齿轮285啮合。齿轮285可联接到轮轴（axle）280。马达（未示出）可驱动带290，所述带相应地可驱动齿轮。在此构型中，管210可旋转。

图6和图7示出又一特征。图6中示出在管210的远端处的柔性突起220。这些柔性突起不可动地联接到管210的内径，并且能够在管210旋转时作为群体旋转。图7示出管210的远端的端视图。如果向这些突起的外表面施加负荷，那么这些突起可如图6中所示那样向内弯曲，其中所述外表面由图6中的面向果实的表面组成。这些突起可由任何柔性和柔软的材料（诸如但不限于橡胶和软塑料）组成。

在操作中，当真空生成子系统开通并且整个系统200移动接近目标果实时，果实可朝向管210摆动。当管210接触果实时，柔性突起可松散地俘获果实。如果柔性突起旋转，那么果实也可与柔性突起一起旋转。真空力和施加到果实的相对脱落部轴线成角度的扭动力的这种组合于是可导致在脱落部处从柄脱离。

管210的远端可具有若干图形中的一种以实现旋转力的施加。图8示出另一实施例，其中代替图7中所示的各个突起，构件220可由能够向内弯曲的柔性板组成。图6示出构件220在弯曲之后的轮廓。类似于图7中的各个突起，柔性板可由诸如但不限于橡胶和软塑料的材料组成。

在另一变型中，图7中图示的各个突起或图8中图示的连续板可如图9中所示具有一对或多对电极225。穿过电极对施加的适当电压可在电极对与果实之间形成电粘附力，从而允许果实被吸引到电极。归属于斯坦福国际研究所（SRI）的美国专利号7,551,419详细解释了电粘附的原理。必须注意的是，这些电极也可联接到图9中所图示的柔性板220。

返回参考图6，除了该图中所图示的方法之外的各种方法均可引起内管210的旋转。图10图示另一方法。图10示出管210的切割区段的透视图。该管的内径可具有如由235所图示的肋状物。在沿方向255施加真空时，管可围绕其纵向轴线旋转。肋状物可由低高度的突起组成并且可由软材料制成，使得在通过真空将果实拉入管内时不招致对果实的损坏。

图11示出相对脱落部轴线成角度地给予扭动的另一构思。图11示出具有基于真空的末端执行器的另一果实采摘系统300。末端执行器由在间隙的任一侧上的管310组成。间隙315可基本上形成另一管。上管310的一侧上系统300的远端处，突起320可以不可动地联接到内径。该突起可以是坚硬的并且可由诸如但不限于硬塑料的材料制成，且可具有高摩擦系数。在相对侧上，自由旋转轮330可联接到支撑结构340和下管310，使得支撑结构和轮围绕枢转接头350旋转。另外，枢转接头350可以是弹簧加载的，并且被偏压使得在没有外力的情况下轮和支撑结构可以返回所示的位置。

图12示出该系统的操作。当系统300接触果实时，真空朝向管拉扯果实。然而，硬突起320（其可具有高摩擦系数）可防止果实在该侧上无阻碍地向内移入管内。在直径上相对的侧上，自由旋转轮330连同支撑结构340一起转动让开（如图中所图示的向下）。果实的两侧上所经历的力的差异引起其相对原始脱落部轴线180成角度地倾斜。图12示出处于其原始取向的轴线180以更清楚地图示角度。这种类型的图引起可促进果实在脱落部处脱离的差动力。

图13和图14示出引起成角度的扭动的基于真空的末端执行器的另一构思。在该示例中，两个轮330和332通过支撑结构340和342联接到管310。这些支撑结构可以能够围绕350和352枢转。如先前参考图11和图12所描述的，枢转接头可以是弹簧加载的，并且被偏压使得在休止状态下，轮和支撑结构达到图13中所示的位置。另外，这两个轮可具有不同的滚动阻力。例如，轮332可以自由旋转，而轮330可能不如此自由地旋转。在操作中，当真空将果实拉入管310中时，两个轮的差动滚动阻力可引起相对脱落部轴线成角度，从而随后引起果实脱离。

图15示出基于真空的末端执行器的又一构思，所述末端执行器可以相对一个果实成角度地给予扭动。图15中的图类似于图14，除了在这种情况中，图15中的轮333取代了图13和图14的轮330。图15的轮333可以是从动轮，其中轮332可以是自由旋转轮。轮333可沿该轮内所图示的箭头的方向被驱动，且自由旋转轮332可沿该轮内所示的方向旋转。这种类型的布置导致果实在从柄脱离时相对于原始脱落部轴线180经历一角度。

图16示出组合图6至图10和图11至图15中所示的实施例的另一变型。在此，可使图11至图15的管310如图6至图10中那样旋转。如前文所解释的，各种机构均可引起管使管旋转，然而，在图16中也图示图6中所图示的相同机构。还必须注意的是，虽然图16示出在管的一侧上的硬突起320和在管的另一侧上的自由旋转轮，但可以利用向果实给予扭动或旋转的所描述的各种机构中的任何机构。

当采摘可能成串地生长的果实时，图16中所图示的图可具有优点。在成串生长时，每个果实的角度取向可能不同。具有使末端执行器旋转的能力同时也向果实给予扭动或旋转可帮助适应各种取向。

图17示出可适应成串生长的果实的各种取向的另一变型。该图示出真空管310的端视图。该图示出末端执行器的组合。末端执行器220A和220B是图7和图9中所示的末端执行器220的类型，其先前被描述为柔性突起。每个柔性突起被示为联接到一对电极225。可将多于一对电极联接到每个柔性突起。末端执行器330A和330B是图11和图12中所示的末端执行器330的类型，其先前被描述为自由旋转轮。电极220A和220B可供应有电，使得当接通具体的一对（例如，220A或者220B）时，可由主体（诸如与该对接触的果实）经历电粘附力。取决于果实的取向，或者联接到柔性突起220A的电极对被接通，或者联接到柔性突起220B的电极对被接通。无论哪对被接通，与该对相关联的柔性突起均向果实提供高摩擦的表面。

在该柔性突起处经历的高摩擦的表面连同由与该柔性突起相对的自由旋转轮所经历的低阻力引起果实优选地扭动和旋转。如果启用联接到柔性突起220A的电极对，那么果实可优选地相对轴线365成角度地扭动或旋转，并且其中果实的轨迹遵循进入管310内的路径。类似地，如果启用联接到柔性突起220B的电极对，那么果实可优选地相对轴线370成角度地扭动或旋转，并且其中果实的轨迹也遵循进入管310内的路径。因此，通过启用一对或另一对，可适应果实的各种取向。

图17中所图示的构思可以各种方式扩展。在一种变型中，如果将柔性突起和自由旋转轮视为“组”，则可将多于两组联接到真空管310。在另一变型中，可向每组电极施加不同电压使得在每个不同的柔性突起处果实可经历变化量的摩擦。甚至就仅两组柔性突起和自由旋转轮组合而言，取决于施加到每组电极的电压，果实可以任何角度扭动或旋转。在另一变型中，从动轮（诸如，关于图15所描述的轮333）可取代柔性突起。通过选择性地驱动特定轮或通过以不同方式驱动轮使得在每个从动轮的表面处可经历变化量的滚动阻力，可引起果实以任何期望的角度扭动和旋转。可用上述机构中的一者或组合来适应果实取向。

图18至图21示出末端执行器301的另一实施例。图21中所示的末端执行器可由以下各项组成：刚性管303，其可以是笔直的；真空源，其联接到刚性管的近端；以及在刚性管的远端处的喷嘴305，所述喷嘴的目的和设计是使喷嘴前方和周围的气流成形和缩放（scale）。图19示出末端执行器沿平面A-A'的横截面视图。刚性管可联接至中间管内，所述中间管可具有更大的直径以允许实现如稍后在下文所描述的空气流动。真空端口（诸如307）可设在刚性管303与中间管311的接合部附近。该图也提供末端执行器的各种部件的大体尺寸—尺寸L可以是18英寸，外径D1可以是5英寸，且外径D2可以是7英寸。不排除其他尺寸。虽然示出四个真空端口，但可利用更少或更多的管。

当真空源被联接时，形成由流场组成的‘摄入’区域（图20中被示为317），在该处气流随着接近喷嘴而增加。该流场的远侧部分能够在果实上诱发足以使该果实朝向喷嘴移动得更近的力，此时果实移入具有更高空气流动和足以使果实与植株分离的实质上更高的力的区域内。图21图示用不同喷嘴孔口（被称为‘孔’）大小将喷嘴距果实的间距和测试对象上的拖曳力关联的实验数据。术语“喷嘴间距”指代喷嘴的前表面与果实表面上的最前点之间的间距。

喷嘴可由刚性材料、柔性材料或两者的组合建构成。如果喷嘴由柔性材料建构成，那么刚性管可足够大使得果实可穿过喷嘴与刚性管两者。如果由刚性材料制成，那么可以主动地或被动地修改喷嘴孔口大小以控制气流以及允许果实穿过管。这可以以若干方式完成。

在一种技术中，可提供膜片开口机构。图22和图23示出膜片开口机构。在该机构中，可如图所示布置多个板（诸如323、325、327和329），使得可调节开口321的大小。图22将开口321示为更大，且图23将其示为更小。马达或其他致动机构可安装在末端执行器的主体上，使得可修改板的位置及因此开口的大小。未图示致动机构。

允许果实穿过刚性管的能力可消除对实施一组单独的“放置”运动的需求。代替地，输送机系统可联接到刚性管的近端，且可使得末端执行器能够立即移动到下一“摘取”位置。这是有利的，因为可减少或去除放置运动对收获速度的影响。将进一步论述输送和系统级话题。

图24至图27示出基于真空的末端执行器的另一构思。在此，T形管410可绕内管420旋转。内管与外管之间的轴承可实现该旋转，如由图24中的430所图示。如图24中所示，T形管410的每个端部均独特地标记为410A和410B。内管（外管绕其旋转）可具有联接在一个端部处的真空生成子系统205。内管的另一端可如下文所描述的那样通向外管。出于描述的清晰性，在图24和图26中孤立地示出内管420。图25示出内管420的前透视图，且图26示出内管420的侧视图。从这些图中可以看出，可将内管420描述为半圆筒体在完整圆筒体的顶部上。而且，出于清晰性，图26中示出不具有图124中所图示的末端执行器构件的外管的大体形状。当端部410A或410B中的任一者与半圆筒体对准使得半圆筒体通向端部中的一个时，该端部将经历真空。因此，参考图24，半圆筒体被图示为通向端部410A，且由箭头467图示真空的路径。半圆筒体的壁可切断真空使其不能到达T形管的相对端（端部410B），且其可不经历真空。

T形外管的每个端部均可联接到捕网（catch net）（被示为470A和470B）。所述捕网可联接到滑轮以允许控制捕网在管内侧的位置。捕网470A可通过软线绳或缆线455A'和455A"联接到滑轮460A'和460A''。类似地，捕网470B可通过软线绳或缆线455B'和455B"联接到滑轮460B'和460B''。软缆线或线绳455A'、455A"、455B'和455B"可用收取机构联接到马达。该图通过框450A'、450"、450B'、450B"示出马达和收取机构。

在操作中，捕网在捕获或俘获果实与释放果实之间交替。关于图24中所见的外管的位置解释这种特征。在该图中，管410的端部410A由于该端部与半圆筒体的开放面对准而经历真空。为进行参考，可将管410的该位置称为起始位置。当果实脱离树时，其可行进进入管410内并由捕网470A俘获。在该时间期间，如前文所陈述的，管410可绕内管420旋转。当外管旋转且端部410A的开口开始被半圆筒体的壁所阻塞时，真空减小。当端部410A和410B处于与其起始位置直径上相对的位置中时，端部410A可通向大气，同时端部410B现在可经历真空力。马达450A'和450A"现在可启用以通过将果实向前带向管的开口来从捕网弹出果实。同时，由于在端部410B'处存在的真空，可由该端部采摘另一果实。管410的每个端部可交替地采摘果实和弹出果实。

图24至图27也示出一些其他变型。密封件440和480使真空的不希望的耗散最小化。图24中所示的末端执行器还可以包括用以扭动和旋转果实的机构。滑轮460A'、460A"、460B'和460B"可以是类似于图15中所示的从动轮333的从动轮。另外，由具有电极的柔性突起和自由旋转轮组成的组（诸如图15中所图示的那样）可与连结图24的460A'和460A"以及460B'和460B"的轴线正交地联接到端部410A和410B。

就图24至图27中所描述的系统而言，可能增加可以采摘和处置果实的速度。到目前为止对构思的描述已被限制于设计成采摘果实的基于真空的末端执行器。现在将描述额外的构思以包括可使收获过程的另外的步骤更加方便的机构。图28至图32中图示系统的一个此类构思，其将用于采摘的基于真空的末端执行器与用以将果实运输到输送系统的机构组合。在图28中，两个管510和520大体提供系统500的总体结构。这两个管可大体垂直于彼此地联接（如图28中所示），不过这两个管之间的其他角度也是可能的。如前所述，管510的一端（标记为502）可被用于使果实从树脱离。另一端（标记为504）可具有果实拦捕器560。

下文将进一步解释果实拦捕器的功能。然而，果实拦捕器的存在暗示仅管的一端（端部502）通向大气。空气流动的路径于是可以主要沿箭头580，因为205可以是真空生成子系统。为防止果实落入管520内，可将具有狭缝孔540的筒530放置在管510与520之间的T接合部处。出于清晰性，图29和图30中单独地图示具有各种形状的狭缝孔的筒。在图28中，出于清晰性，由虚线示出狭缝孔。筒530的功能是提供空气沿箭头580的路径而且防止果实落入管520内。

为辅助果实通行穿过筒，管520可环绕管510。图32以系统500沿平面A-A'的横截面示出该图。参考图31，可见筒530被管520环绕。如图32中所示，管510至少在一端上通向大气，且筒的横截面视图内侧的小箭头指示从筒的内侧到管520的空气流动。如图31中所图示的，筒530的底部可以不具有狭缝。由于狭缝孔的这种布置，果实上的力可以使得其不被朝向管520向下拖曳。代替地，果实可由于真空而经历净向上力。向上力可以能够平衡重力或至少使重力最小化，使得可以实现通行穿过筒。一旦果实从树脱离，其就可以沿图32的箭头550径直地朝向端部504行进。

为了防止在果实朝向端部504行进时损坏果实，可使其减速。可采用若干技术来使果实减速。图28和图32中图示一种此类技术。在该技术中，果实拦捕器联接到图28中的端部504。果实拦捕器可以是软气球或软网或一些其他类似的软材料，其能够在使果实减速的同时与果实一起行进。另一种用以减速的技术可以是越过筒530朝向端部504放置阀，并打开阀使得果实可由于从该阀朝向管520的空气流动经历迎面的力（head-on force）。图中未描述这种技术。

可使用甚至更多替代性方法来使果实减速。返回参考图32，一旦已使果实减速或可能地停止移动，下一任务就可以是将其从管510内侧移除。也存在各种方式来完成该任务。图28和图32中图示一种方法。图28示出两个阀或闸570A和570B。每个阀可通过铰接接头联接到管510。阀570A可经由铰接接头585A联接，且阀579B可经由铰接接头585B联接。另外，这些阀也可联接到马达或致动器以控制阀的位置。阀570A可通过连杆机构575A联接到马达（诸如由580A所描绘的小型步进马达）。

阀570B可通过连杆机构、缆线或线绳575B联接到马达（诸如，由580B所描绘的小型步进马达）。阀570A可通过与缆线或线绳相对的连杆机构575A联接，因为连杆机构可抵对重力向上推阀以关闭阀。相比之下，重力可引起阀570B打开，且缆线575B上的张力可使阀闭合。然而，一般地，对连杆机构575A和线绳或缆线575B中的张力的控制将控制阀的位置。图32示出一旦果实被拦捕如何可从管移除果实。可以允许阀570B旋转，使得其切断朝向端部504到管510的真空。同时，可使阀570A旋转使得其打开，从而让果实落下。在果实离开管510之后，两个阀均关闭使得可重复该过程。

虽然图28和图32图示两个单独的控制件和致动单元，但上述系统的变型可包括仅一个致动器或马达与控制两个阀的仅一个缆线机构。作为示例，马达580B可控制线路规划在马达580B、阀570B和阀570A之间的单条缆线。通过降低那一条缆线中的张力，两个阀均可打开。通过增加缆线中的张力，两个阀均可闭合。虽然图中未示出，但果实可掉入输送机构的各种位置中。例如，其可掉入篮中，或其可掉在输送带上。替代性地，其也可掉入可具有其自身的真空系统以将果实引导到期望位置的管中。

因此可见的是，图28至图32中的系统有利地采摘果实和递送果实以便进一步处理。在图28至图32中所图示的构思的变型中，联接到端部502的基于真空的末端执行器也可以包括用以旋转和扭动果实的机构；这些机构先前已被描述且将不再次描述。在另一变型中，可以作为系统的一部分包括传感器和控制系统。传感器可调节真空，使得如果先前的果实仍在管510中，则不采摘果实。可优化果实采摘和分派的速度。

图33至图35中图示将果实采摘系统与运输机构组合的另一构思。这些图中的系统600与图28至图32中的系统500极为类似。这两个系统之间的差异与如何将果实运输到另一输送机构（图中未示出的输送件）有关。代替系统500的阀和果实拦捕器，图33至图35中的系统600具有柔性瓣片机构610。

柔性瓣片机构独自图示于图34中。可以选择这些瓣片的硬度，使得它们在使果实减速并为果实提供通路以穿过管510的同时不损坏果实。图34图示瓣片可如何打开并让果实穿过。然后，果实可穿过到达另一输送机构。在果实穿过之后，由于真空，瓣片可以闭合使得通过瓣片使真空耗散最小化。如前所述，传感器和控制系统可联接到系统600以确保果实采摘和分派步骤精简。因此，从以上论述可见，可如何使用基于真空的末端执行器来有利地使果实脱离树而不损坏下一季的作物。

输送机构处理‘摘取与放置’系统中的‘放置’部分。在当前钳爪抓取器和吸盘系统中，放置过程需要从末端执行器释放果实的耗时步骤。末端执行器必须将果实从其在植株上的位置移动到能够在收获下一果实之前释放果实以便后续输送的位置。

允许果实穿过刚性管的能力可消除对实施一组单独的“放置”运动的需求。代替地，输送机系统可联接到刚性管的近端，且可使得末端执行器能够立即移动到下一个“摘取”位置。这是有利的，因为可减少或去除放置运动对收获速度的影响。

一旦果实已与树分离，真空就可使果实加速进入刚性管内。然后，可能有必要按任一顺序从真空环境移除果实并使果实减速。由于果实的高速运动能够将果实置于损坏的风险中，所以在果实被摘取之后立即从真空诱发的高流动环境移除果实中存在优点。在从真空环境移除果实之前或者之后，能够发生使果实减速到安全的速度。

一种从真空环境移除苹果的方式是在刚性管的近侧处联接一个或多个单向门。图18至图20图示两个门313。这些门打开以允许果实穿过这些门，而且否则保持闭合。系统能够施加力以在果实不存在时用致动器主动地或者用来自真空环境或机械弹簧的继起力中的任一者被动地维持门闭合。类似地，系统能够施加力以用致动器主动地或者用果实的动量被动地打开门。

在果实的动量被动地打开门的情况下，果实必须具有足够的动量以克服所施加的用以维持门处于闭合位置的力。由于针对给定质量通过增加速度动量增加，所以可能期望的是使果实加速到足够高的速度使得其具有离开门的动量。在果实穿过刚性管时约束围绕果实的气流能够实现该特征，由此增加果实上的真空压力以及所得的加速度和速度。这种约束能够通过在刚性管内侧具有可被动或主动调节的内衬而稳健地应用于果实的大小。内衬也能够包含衬料和/或起到衬料的作用。这由图18至图20的阴影线309图示。衬料确保当果实沿外管的长度行进时，其不被损坏。由于果实与门的碰撞可引起对果实的损坏，因此将衬料添加到门的远侧可以是有益的。这些图将衬料示为315。

也可期望的是使果实的速度最小化，同时确保果实具有足够的动量以穿过门。系统可通过以下步骤实现该特征：使施加到门的闭合力最小化（诸如通过使机械弹簧力、门上的真空力最小化），或将弹簧与真空组合以在门上形成平衡的力从而以极小的力维持闭合位置。

另一考虑因素在于真空逃逸的性质。围绕图32的论述应对在减速之后真空逃逸的一个方面。

图36中图示另一机构。在此，装有衬料的远侧导管1023可联接到末端执行器的远端。该导管可具有两个轮1027，这两个轮的旋转中心可安装在柔和的弹簧（mild spring）（图中未示出）上。可由马达（图中也未示出）沿箭头1029的方向所示的那样驱动轮。因此，当果实撞击装有衬料的导管并落在轮上时，这些轮由于柔和的弹簧而分开，从而让果实通过。可调节弹簧力使其恰好使得果实不被过紧地夹扣，但是足够紧以使果实减缓。

一旦果实从真空环境逃逸，其就继续以与其剩余动量一致的速度移动。减速是进一步将速度减小到将不挫伤果实的水平的过程。图21描述嘎拉苹果的速度与加速度之间的关系以及何时可能出现挫伤。[出自：Lu、L.-X, & Wang, Z.-W. (2007). Dropping bruisefragility and bruise boundary of apple fruit. Trans. ASABE.，50(4)，1323 –1329. http://dx.doi.org/10.13031/2013.23609.]该图表可用作指南以控制该具体果实的速度。可针对其他果实使用其他图表。这些机构能够直接整合于刚性管，或刚性管与远程固定位置之间的某处。

这能够被动地且简单地用具有粘性和弹性性质的材料（诸如但不限于记忆泡沫）来完成。可选择这些材料，使得在碰撞时，果实的速度可被极大地减小并且可具有最小的回弹或不具有回弹。

这能够被动地用像无弹性捕获件（诸如图24中的元件450A，其能够是阻尼器或被动弹簧）一样的机构来完成，所述机构附接到耗散性元件。当果实碰撞该捕获件时，捕获件立即采取果实的速度，且耗散性机构使捕获件与果实两者变慢。该捕获件能够或者沿相同的减速路径返回其初始位置，或者能够处于再循环轨道或轮上。

这能够被动地用无弹性捕获件与衬料的组合来完成，其中无弹性捕获件用衬料作内衬。关于先前的图24的额外细节包括元件450A可以是阻尼器或被动弹簧。而且，470A和470B可以是装有衬料的、弹性的、刚性的或这些性质的组合。

另一用以减速的技术可以越过先前公开内容的图28中的筒530朝向端部504放置阀以及也可能朝向502处的起点放置阀，使得打开末端阀和可能地闭合起点阀改变气流的方向从而在果实上形成减速力。

返回末端执行器的描述，图37示出末端执行器的横截面视图。如上所述，主管的构造允许可从管的侧面提供用于气流的路径，而为果实提供另一近侧路径。这由箭头1120和1125图示。箭头1120图示气流的路径，同时箭头1125图示果实的路径。形成中间管311内的近侧路径以提供在门闭合时具有可忽略的气流的空腔，由此使得果实能够在近似不受干扰的路径中移动到减速或真空逃逸机构。在此的目标是使真空中果实的路径的轴向长度最小化，以便使末端执行器的总长度最小化。为实现该特征，气流转到末端执行器的侧面上的真空端口307，如由箭头1120所指示的那样。如上所述，果实将遵循由箭头1125所指示的路径。

现在描述被称为细枝切割器的另一特征。参考图37，气流由实线箭头1120图示。除果实之外，还可真空吸入碎屑（诸如细枝）。由于细枝具有相对更小的质量，因此它们可遵循实线箭头的路径并且卡在中间管与外管的接合部处，在该处这些箭头形成U形转弯。随着时间推移，这将降低真空的有效性。为避免这种情况，包括细枝切割器且现在描述所述细枝切割器。图38至图40中描述了细枝切割器。细枝切割器由两个轮组成，所述轮中的一者相对于另一者旋转。两个轮均具有在其主体内切割的特征；这些特征充当相对的刃。当轮相对于另一者旋转时，刃切割细枝，从而减少阻塞物。图38将轮示为1200和1210。在该示例中，轮1200能够相对于轮1210旋转。每个轮均具有被切入其主体内的多个特征。一个此类特征被标记为轮1220上的1220。在图39中，轮1220已相对于其在图38中的位置旋转。通过切入轮1230内的特征可见切入轮1210内的特征。例如，通过特征1220可见特征1210上的特征1230。

这些特征可包括锋利边缘。图40示出轮1200的区段和具有锋利边缘1240的特征1220的区段。该图还示出第二轮1210的区段及其特征1230连同相关联的锋利边缘1250。就该图而言，如果细枝卡在外管与中间管的交叉部处，那么通过旋转细枝切割器的轮中的一个，可将细枝切割成更小的片。可由马达获得轮旋转。图中未示出马达。这将减小或抵消降低的真空（由于堵塞的气道）的影响。也可通过将轮通过齿轮箱联接到小型涡轮机来获得轮旋转。

虽然图中未示出，但果实可掉入输送机构的各种位置中。例如，其可掉入篮中；其也可掉在输送带上。替代性地，其也可掉入管中，所述管可具有其自身的真空系统以将果实引导到期望位置或简单地利用重力以将果实输送通过管。下文将进一步描述这些构思。

可将传感器、摄像机和其他电子设备（广泛地称为‘传感器’）安装在各种位置处，包括但不限于沿末端执行器的外部和内部。图41示出示例位置1300A、1300B、1300C，传感器可在该处联接到末端执行器。不排除其他位置。这些电子设备可有利地用以优化和改进机器人系统的性能。这些电子设备也可以是下文进一步解释的控制系统的一部分。这些电子设备可包括一个或多个摄像机、一个或多个接近传感器、一个或多个接触传感器、一个或多个压力传感器，并且可将一个或多个光或结构光传感器安装在末端执行器上。

摄像机可被用以以自动方式定位末端执行器。为进一步解释该特征，摄像机可以是视觉系统的一部分，所述视觉系统将处理图像、执行对象识别和计算识别出的果实的位置并将控制信号发送到致动机构，使得末端执行器能够适当地定位在果实附近（一次一个果实）。能够修整软件技术方案以仅摘取恰当成熟且无明显缺陷的果实。将注意的是，能够独立地且自动地定位每个末端执行器。

也可以将摄像机放置在末端执行器内部，以便在果实穿过末端执行器时俘获关于果实的多个侧面的视觉信息以评估果实的品质。

接近传感器可提供关于树结构的部分（例如，树枝、树干、格架线、格架柱等）或果实自身的接近度的信息。它们也可提供关于对象（诸如但不限于人）的接近度的信息。它们也可提供关于果实在末端执行器自身内的位置和速度的信息。这些传感器可以是各种类型，诸如但不限于光学、磁性、感应性和声学的。该信息可被用以确认果实的估计位置，以及避开除了果实之外的对象。

接触传感器可提供关于末端执行器与果实在接触时的对准的信息，或可提供关于末端执行器与除了预期果实之外的对象的接触的信息。接触传感器由电传感器的变化（由使物理材料移位或压缩物理材料引起）组成。传感器类型可以是电容性、感应性、电阻性、光学等。该信息对于在摘取期间调节末端执行器的位置或撤回末端执行器可以是有用的。

压力传感器可提供关于真空环境中的压力的变化的信息。压力传感器可以是电容性的等。它们可放置在末端执行器的内侧以便感测末端执行器的内部压力而不接触所摘取的果实。该信息可被用以确定何时已成功摘取果实。

可使用其他传感器，诸如超光谱成像仪、x射线等。这些传感器可使得能够实现通过叶子检测果实，或基于内部果实解剖结构评估果实品质。

图42描述农业机器人系统1400，其使用机器人臂使基于真空的末端执行器移动以摘取果实。图43提供农业机器人系统的更多细节，并且其中一些机械盖已被卸除。

具有末端执行器和具有或不具有传感器的一个或多个臂可安装在移动平台上，如该图中所见。臂系统可位于移动平台的两侧上。在该图中，清楚地看到臂系统1410A、1410B和1410C，而1410D和相对侧上的其他臂系统不能够清楚地看到或根本看不到。可被动地或主动地调整臂安装的位置和取向以适应结构的变化。它们可被级联以防止在摘取活动期间落下的苹果碰撞下方的苹果。因而，负责在最低高度处摘取苹果的臂将朝向车辆的前方定位，且负责在最高高度处摘取苹果的臂将朝向车辆的后方定位。

为实现级联和适应各种冠层形状，机器人系统可具有修改臂的角度和倾斜度的能力。图44至图47示出该构思。多个臂系统可布置在车厢（carriage）1425上。车厢可在由1427指示的位置处具有双自由度铰链。在图44中，箭头1423图示围绕一个自由度的旋转的方向。在图45中，箭头1421图示围绕另一自由度的旋转的方向。图46和图47图示由于该铰链而可能实现的各种臂车厢位置中的两个。用这种灵活性，可适应各种冠层形状。

图48图示臂系统。如从该图能够看到的，臂系统可具有多个臂，诸如1420A、1420B和1420C。在该图中，虽然图示三个臂，但系统可包括更少或更多的臂。每个臂均可以是多接头连接的，且可由位于移动平台的结构上的致动机构主动地驱动。致动机构由1430A、1430B和1430C示出。可利用各种类型的致动机构，诸如但不限于马达。每个臂系统也可以具有如由图18至图20中所论述的部件301所示的末端执行器。上文已描述了末端执行器。致动机构准许定位末端执行器使得能够使末端执行器接近需要收获的果实。

为了向末端执行器提供真空，可将真空子系统整合于机器人系统1400中。为了在摘取事件期间维持空气的期望的流动速率，一种可能性是针对每个末端执行器具有单独的真空吸送机。替代方案是具有单个真空吸送机并使用阀来根据末端执行器上的负荷调整真空功率。真空系统可包括用于收集叶子、细枝等的过滤器。真空系统还可包括消音器和排气管以控制排气气流的方向。

可以若干方式向末端执行器提供真空。在一个图中，臂系统的臂可以是中空的，并且可具有用于真空系统的导管。因此，在该示例中，臂1420A至1420C可以是中空的并且提供导管。然后，这些臂将联接到例如在图1002中模糊（fog）示出的真空端口1030。替代性地，可使用柔性管道以将真空环境输送到末端执行器。在该替代性图中，一个或多个真空端口可与用以将臂联接到末端执行器的联接机构迥然不同。

在图43中，图42的盖1450和1455被移除以露出机器人系统的更多细节。可使用各种类型的发动机（诸如，内燃发动机或电动发动机）以向机器人系统的运动提供动力、以向真空子系统和其他子系统提供动力。图43示出发动机1470。发动机可并联联接到多个真空系统以使得发动机功率能够优选地流到具有最大负荷的真空系统。如果使用内燃发动机，则该发动机也可驱动发电机。另外，机器人系统可具有燃料箱或电池或两者。

如图42和图43中所见的，机器人系统可以是移动的。该移动系统的轮可以是从动的或可转向的。轮可独立地或以联接的方式被驱动和转向。

如先前所提到的，所采摘的果实需要离开末端执行器，并且需要存放到输送机构。可使用若干方法来实现该特征。在图42和图43中所示的一种此类方法中，收集管（诸如，收集管1495）联接在末端执行器与输送机构之间。果实离开末端执行器并且行进穿过收集管且被存放于输送系统上。输送系统可由导管和带的系统组成，所述系统将果实从收获机载运到存储系统。三个此类导管被列举为1490A、1490B和1490C。能够看到的是，导管1490A载运由臂系统1410A收获的果实，且导管1410B载运由臂系统1410A收获的果实，等等。这些导管中的每一者均可具有将果实从机器人收获机载运到存储系统的输送带。存在用以制成输送机系统的许多众所周知的方法，且在此将不描述这些方法。最后，果实被运输到现在描述的存储系统。

图43还示出储仓（bin）管理系统。储仓管理系统由多个储仓（诸如，储仓1480A、1480B和1480C）组成。这些储仓可位于储仓输送机1485上。如图43中所图示，果实输送机将果实带到最后的储仓（储仓1480C）。在该储仓被储仓填充物填满之后，启用储仓输送机系统1485，并从机器人系统释放储仓1480C，且将其放在地面上，同时机器人系统继续向前移动并收获更多果实。当从机器人系统释放储仓1480C时，储仓1480B移入适当位置使得果实现在落入该储仓中。所述操作重复其自身，并且其中每个储仓填满并从机器人系统被释放。空储仓放置在车辆前方，并且具有适合于储仓填充的空间速率（spatial rate）的间距。储仓输送机在车辆接触储仓时拾取储仓并如所描述的那样向前移动输送机。在稍后的时间，通过其他资源收集被释放并放地面上的储仓。

利用储仓填充物将果实从输送机系统移入储仓内而不挫伤果实。图43将储仓填充物示为部件1475。

在许多果园中，可成排地种植树，且这些排中间具有小路。机器人系统可沿此小路行进。由于机器人系统可在两侧上具有臂系统，因此机器人系统可需要在该小路上居中。可出于该目的使用传感器，以检测树冠层并确定两个冠层表面之间的中间平面在何处。可出于该目的使用的传感器可包括LIDAR、摄像机、非接触式和接触式接近传感器等。

用以感测车辆速度的传感器可被包括在机器人系统中。出于该目的的传感器能够包括GPS、轮旋转移位测量（例如，光学编码器）、来自摄像机或其他传感器的光流等。

知道果实在世界坐标中的位置也可以是有利的。将来自车辆的图像数据与GPS传感器联接能够提供该信息。

知道系统的动态或振荡行为也可以是有利的，以便用机器人臂提供补偿运动，因此确保将末端执行器放置在期望的位置处而不论机器人的底座的运动如何的能力。

在车辆前方处的摄像机传感器能够提供冠层的初始图片以便预先计划摘取运动策略。机器中的在输送果实时观察它们的传感器能够被用以确定果实的品质。传感器（诸如，测压元件）可整合于储仓输送机中以便确定储仓的质量。

传感器（诸如光学接近传感器）可整合于储仓填充物中以确定储仓的填充高度。传感器（诸如在车辆前方和后方的摄像机或LIDAR）可被整合以预测空储仓相对车辆的到达和左右位置以及满储仓的成功离开。传感器（诸如在车辆前方和后方的摄像机或LIDAR）可被整合以检测人或动物的存在。

当机器人系统到达一排树的末端时，系统应或者停止或者导航至下一排树。可包括传感器（诸如GPS、LIDAR和摄像机）以实现该功能。

图49中图示控制系统的概览。上文已描述了控制系统的许多元件。控制系统可由计算机或一些其他替代性计算资源组成。计算机可向真空系统和车辆控制系统发送控制信号。其还可向控制末端执行器的位置的致动机构发送控制信号。如图中所示，控制系统可从位于遍及机器人系统的各种位置的各种传感器和摄像机接收信号。使用例如来自摄像机的图像，控制系统可计算末端执行器的期望位置。图像还可被用以避开障碍物，诸如但不限于树枝、格架线、格架柱。

除使用从摄像机接收到的信息之外，控制系统还能够使用来自传感器（诸如接近传感器）的信息以实现末端执行器的精确定位。作为示例，可利用接近传感器调制末端执行器接近果实的速度，使得对果实的损坏得以最小化。因此，当末端执行器接近果实时，接近传感器可向控制系统发送信号，所述控制系统将因此向致动机构发回控制信号并调制末端执行器接近果实的速度。

如上文注意到的，控制系统可基于其从各种传感器得到的信号向真空系统发送控制信号，使得能够调整或修改真空压力及因此收获的速度。如先前所描述的那样，如果过快地收获果实，那么可减小真空压力使得不那么快地采摘果实。对调整真空压力的需求可由其他因素触发，所述因素诸如但不限于在一些果实上且不在其他果实上存在湿气、果实大小因树而异、成熟度差异。整合在果实真空系统的路径内的传感器或摄像机可拍摄果实的图像并评估果实的品质或其他特性。基于该信息，可调整真空压力。就控制系统及摄像机和传感器的系统而言，也可在实时的基础上调整真空压力。

在另一构思中，控制系统也可基于收获动作控制车辆的运动。例如，控制系统可计算车辆相对于树的最佳位置，使得可在对车辆位置作尽可能少的调整的情况下收获来自一棵树的果实。通过这样做，可提高产量。

将认识到的是，上文所公开的变体以及其他特征和功能或其替代方案可组合于许多其他不同的系统或应用中。可随后由本领域技术人员在其中做出各种目前未预见或未预测到的替代方案、改型、变型或改进，这些也旨在由以下权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种果实收获系统，包括：

至少一个传感器以定位树上的果实；

真空系统；

机器人末端执行器，包括：

管，其包括远端、近端，以及至真空系统的连接部，以形成通过所述管的至少一部分的空气流动，从而促使果实与树分离，其中，所述管被构造为提供用于从树移除的果实的第一路径和用于相比于果实具有更小的质量并且通过所述真空系统与果实一起被吸入的碎屑的第二路径，

可闭合开口，所述可闭合开口位于所述管的近端处或所述管的近端附近，以允许从所述机器人末端执行器移除所述果实；以及

使由所述真空系统加速的果实减缓的减速结构；和

控制系统，其用以从所述至少一个传感器接收信号并提供控制信号以自动地将所述机器人末端执行器定位成足够接近所述果实，使得由所述真空系统形成的所述空气流动将所述果实与树分离并将所述果实拉入所述机器人末端执行器以移动通过所述第一路径，同时引起与所述果实一起被吸入的碎屑移动通过所述第二路径。

2.根据权利要求1所述的果实收获系统，其中，至所述真空系统的连接部包括布置在所述机器人末端执行器的侧面上的一个或多个真空端口，其中，所述碎屑移动通过所述管然后通过所述真空端口，而所述果实朝向所述减速结构继续通过所述管。

3.根据权利要求2所述的果实收获系统，其中，所述管包括：

刚性管；和

联接至所述刚性管的外管，其中，所述外管包括所述一个或多个真空端口。

4.根据权利要求1所述的果实收获系统，其中，到所述真空系统的连接位于所述远端和所述近端之间。

5.根据权利要求1所述的果实收获系统，其中，所述减速结构包括具有粘性和弹性性质的材料，以允许所述果实碰撞而不会损坏所述果实。

6.一种果实收获系统，包括：

至少一个传感器以定位树上的果实；

真空系统；

机器人末端执行器，包括：

管，其包括远端、近端，以及至真空系统的连接部，以形成通过所述管的至少一部分的空气流动，

可闭合开口，所述可闭合开口位于所述管的近端处或所述管的近端附近，以允许从所述机器人末端执行器移除所述果实，

输送机，其联接至所述可闭合开口，以将所述果实从所述机器人末端执行器运输离开，其中，所述输送机设置在由所述真空系统产生的真空环境之外，以及

减速结构，其用于在向所述输送机提供所述果实之前，将被所述真空系统加速的果实减缓到停止；和

控制系统，其用以从所述至少一个传感器接收信号并提供控制信号以自动地将所述机器人末端执行器定位成足够接近所述果实，使得由所述真空系统形成的所述空气流动将所述果实与树分离并将所述果实拉入所述机器人末端执行器。

7.根据权利要求6所述的果实收获系统，其中，所述输送机包括衬料。

8.根据权利要求6所述的果实收获系统，其中，所述减速结构包括具有粘性和弹性性质的材料，以允许所述果实在与所述减速结构碰撞时停止而不会损坏所述果实。

9.根据权利要求6所述的果实收获系统，其中，所述减速结构定位在所述真空环境内，并且被构造成在从所述真空环境移除之前使所述果实减速。

10.根据权利要求6所述的果实收获系统，其中，所述减速结构定位在所述真空环境的外部，并且被构造为在从所述真空环境移除所述果实之后使所述果实减速。

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