CN114193487B - 一种用于水果原位品质检测的柔性机械手和检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于水果原位品质检测的柔性机械手和检测方法。柔性机械手包括至少一根手指，每根手指包括根端连接装置、正压层、传感层和负压层，传感层安装在正压层和负压层之间，传感层、正压层和负压层构成手指的主要部分；根端连接装置安装在正压层的根端，作为手指的根部；柔性机械手通过品质检测模块进行水果内部近红外检测和外部形状的检测，完成检测后将成熟的水果通过柔性抓取模块进行采摘。本发明能够实现对水果内部品质的近红外光谱主动检测和水果的柔性抓取，同时结合传感层的传感器，能够得到水果的外形尺寸。本发明结构简单，操作便捷，减少了水果采摘时的损伤，同时又能够实现水果的无损原位检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械手，具体涉及一种用于水果原位品质检测的柔性机械手和检测方法。
背景技术
在农业领域，水果市场比蔬菜市场更为全球化，而中国是全球水果的第一大生产与消费国家。在2017年，中国的水果产量高达2.52亿吨，占世界水果产量的31.4％，其中以柑橘、苹果、梨为重要品种。未来，中国水果行业的规模会持续增长，预计在2025年达到2.746万亿元。所以水果市场是农业领域的重要一环。随着人们生活水平的提高，对水果的要求也开始转变：追求天然新鲜、健康有益的水果。目前水果约80％以新鲜的形式出售，而且这一比例仍在不断增长。
对于水果的采摘，已经有比较多的设计研究。过去主要是针对不同水果的形状、尺寸、硬度、粗糙度等，进行特异性的机械设计。这类辅助采摘工具的结构选择的大多是一些刚性的金属材料，对水果的损伤较高。在中国，水果从田间采收到消费者食用这一过程，每年的损失率高达25-30％。这些损伤包括划伤、刺伤、碰撞等。
近红外光谱检测技术是材料性质和化学分析的重要手段。在农业领域，无损的红外光谱检测技术已经广泛应用于对水果、农产品的成熟度、含水量、糖度、成分等检测分析。随着不断的研究发展，光谱仪作为关键设备，在保证其高性能、宽检测范围的基础上，其体积也在不断缩小，更加适应于快速、实时的现场检测。
由于水果的成熟期不同、保存时间短，所以传统的机械化采摘难以适应个体差异，同时会带来损伤。随着人们对生活品质的追求不断提高，以及当前工程技术的飞速发展，在水果的采摘-生产-分级过程中，需要提高果品质量和生产效益。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种用于水果原位品质检测的柔性机械手和检测方法，实现在果树上直接对水果内部品质的主动检测和对不同尺寸水果的无损抓取，最终完成对水果的原位无损检测。
本发明采用的技术方案是：
一、一种用于水果原位品质检测的柔性机械手：
柔性机械手包括至少两根手指，每根手指包括根端连接装置、正压层、传感层和负压层，传感层安装在正压层和负压层之间，传感层、正压层和负压层构成手指的主要部分；根端连接装置安装在正压层的根端，作为手指的根部；
正压层远离负压层的侧面作为指背面，指背面沿指长方向依次均匀间隔开设有多个凸出的上气腔和多个凸出的下气腔；其中一个上气腔和其中一个下气腔同时连接三通的其中两端口，三通剩余一个端口还与提供正压空气的外部有源控制器连接；指背面末端的一个下气腔的端面开设有检测孔；
负压层远离正压层的侧面作为指腹面，指腹面上开设有多个吸盘孔，每个吸盘孔中使用硅胶材料密封安装有一个大吸盘结构或小吸盘结构，保证气密性；大吸盘结构和小吸盘结构可以根据需要进行不同尺寸的设计替换；负压层紧贴传感层的表面开设有气道，气道连通各个吸盘孔，并延伸至负压层的根端进而连接外部真空泵；
正压层、传感层和负压层末端端部安装有光纤；
柔性机械手结合光纤、真空泵、有源控制器、光谱仪和卤素灯构成品质检测模块，柔性机械手结合真空泵和有源控制器构成柔性抓取模块；柔性机械手通过品质检测模块进行水果内部近红外检测和外部形状的检测，当柔性机械手靠近并包围待检测水果时，有源控制器和真空泵依次向柔性机械手通入正压空气和负压气体驱使柔性机械手弯曲吸附在待检测水果表面，卤素灯通过光纤向待检测水果发射近红外光，反射后的近红外将水果的光谱数据通过光纤传导至光谱仪中进行水果内部的品质分析；柔性机械手完全贴合待检测水果时，弯曲的传感层中的压力传感器和弯曲传感器产生信号反馈，结合有源控制器产生的气压，对水果外形尺寸进行建模，进而通过水果的尺寸进行区分收集；完成检测后将成熟的水果通过柔性抓取模块进行采摘。
所述的根端连接装置包括根端连接盖、螺栓、盖板和螺母，根端连接盖固接正压层，盖板通过螺栓和螺母安装在根端连接盖上；
每根手指的根端连接装置的末端绕同一圆周间隔均匀安装在外部移动装置上，多根手指的指腹面朝向圆周圆心布置组成柔性机械手，具体操作时圆周直径大于待检测水果最大直径。
所述的传感层包括硅胶层、压力传感器和弯曲传感器，压力传感器和弯曲传感器位于硅胶层内部，压力传感器和弯曲传感器与外部计算机电连接；外部计算机同时与有源控制器电连接。
所述的指背面的上部沿指长方向间隔开设有多个上气腔，指背面的下部沿指长方向间隔开设有多个下气腔，各个气腔、腔体长度沿指长方向依次递减，腔体长度沿垂直于指长方向的方向，依次递减的气腔、使得充气时柔性机械手受力并朝内部弯曲；
所有上气腔通过正压层内开设的上气道连通，所有下气腔通过正压层内开设的下气道连通，上气道和下气道不连通，即上气腔和下气腔不连通。
所述的指背面根端的一个上气腔的端面开设有上气孔，上气孔上使用硅胶材料密封安装有上气动接头；指背面沿指长方向的第一个下气腔的端面开设有下气孔，下气孔上使用硅胶材料密封安装有下气动接头；
上气动接头通过上电磁阀连接三通；下气动接头通过下电磁阀连接三通。
所述的硅胶层末端开设有一个通孔，负压层末端的一个吸盘孔圆心、硅胶层末端的通孔圆心和检测孔圆心在同一直线上，三者中密封穿插有光纤；
所述的光纤靠近负压层的一端为双叉结构，双叉分别连接外部光谱仪和外部卤素灯。
所述的指腹面上安装有大吸盘结构的通孔为沿指长方向依次均匀间隔开设的通孔，每两个大吸盘结构的通孔的中间为两个安装有小吸盘结构的通孔，且每两个大吸盘结构的通孔中间的两个安装有小吸盘结构的通孔中心的连线垂直于指长方向；
所述的大吸盘结构和小吸盘结构为中心贯通的吸盘结构。
所述的正压层、负压层、大吸盘结构、小吸盘结构和硅胶层均采用不透光硅胶材料，不透光的硅胶材料能够防止在水果原味品质检测过程中外部光对检测效果的影响。
二、一种用于水果原位品质检测的检测方法：
方法步骤如下：
1)通过控制移动装置移动柔性机械手，将柔性机械手的多根手指靠近并围住待检测水果；
2)开启有源控制器和上电磁阀，下电磁阀关闭，有源控制器将正压空气从上电磁阀和上气动接头通入上气腔中，使得柔性机械手的上部分朝内弯曲，柔性机械手的下部分不弯曲，柔性机械手弯曲的上部分带动柔性机械手不弯曲的下部分贴近待检测水果，此时柔性机械手的手指的末端的光纤均与待检测水果最大直径位置表面正对；
3)开启真空泵，真空泵将负压空气通入负压层中，使得柔性机械手下部分的大吸盘结构和小吸盘结构产生吸附力吸附贴合在待检测水果的表面；
4)卤素灯通过光纤从柔性机械手末端向待检测水果发射近红外光，漫反射后的近红外光将待检测水果的光谱数据通过光纤传导至光谱仪中，通过待检测水果的光谱数据判断水果是否成熟；
5)关闭有源控制器、上电磁阀和真空泵，柔性机械手恢复伸直状态，若水果检测未成熟，则控制移动装置移动柔性机械手至下一个待检测水果处，重复上述所有步骤直至检测到成熟的水果；
若水果检测成熟，则控制移动装置将柔性机械手的中间部分移动至与成熟水果的最大直径位置表面正对；
6)打开有源控制器、上电磁阀、下电磁阀和真空泵，使得柔性机械手完全朝内弯曲，柔性机械手上所有的大吸盘结构和小吸盘结构产生吸附力吸附贴合在成熟水果的表面；
此时柔性机械手的传感层中弯曲的压力传感器和弯曲传感器产生的弯曲压力信号反馈传输给外部计算机，有源控制器将自身产生的气压信息传输给外部计算机，外部计算机结合弯曲压力信号和气压信息对成熟水果外部尺寸进行建模；
7)建模完成后，控制移动装置使用柔性机械手直接摘取成熟水果，并将建模尺寸近似相同的水果进行集中收集，即通过水果建模尺寸的不同对摘取下来的成熟水果进行分类收集。
在具体操作时，若成熟的水果尺寸较小，则直接根据上述所有步骤摘取小尺寸水果；若成熟的水果尺寸较大，则在步骤6)中无需打开上电磁阀，仅使柔性机械手下部分的大吸盘结构和小吸盘结构吸附贴合在大尺寸成熟水果的表面，摘取大尺寸水果；大吸盘结构和小吸盘结构产生的吸附力提高了柔性机械手的抓取性能。
所述步骤2)中，有源控制器采用气压可调节气体发生器；
所述步骤3)中，真空泵采用流量可调节真空泵。
本发明的有益效果是：
针对水果抓取时的损伤问题，本发明设计了一款多模式的柔性机械手，实现了对不同尺寸水果的无损抓取；针对水果的质量需求，引入了光谱技术，并集成于机械手末端，实现了对水果内部品质的主动检测；顺应数字农业和智慧农业的发展趋势，结合了多模态信息技术，最终实现了对水果的原位无损检测。
附图说明
图1为本发明水果原位品质检测柔性机械手的手指整体系统示意图；
图2为本发明水果原位品质检测柔性机械手的手指结构示意图；
图3为本发明正压层的俯视图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为本发明负压层的结构示意图；
图6为本发明传感层的结构示意图；
图7为图1的侧视图；
图8为本发明根端连接装置的结构示意图；
图9为本发明大吸盘结构和小吸盘结构的剖面图；
图10为本发明的工作模式示意图；
图中：1、根端连接装置，101、根端连接盖，102、螺栓，103、盖板，104、螺母，2、上气动接头，3、下气动接头，4、光纤，5、正压层，501、上气孔，502、下气孔，503、检测孔，504、上气腔，505、下气腔，506、上气道，507、下气道，6、传感层，601、硅胶层，602、压力传感器，603、弯曲传感器，7、负压层，701、气道，8、大吸盘结构，9、小吸盘结构，10、真空泵，11、上电磁阀，12、三通，13、有源控制器，14、下电磁阀，15、光谱仪，16、卤素灯。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，柔性机械手包括至少两根手指，每根手指包括根端连接装置1、正压层5、传感层6和负压层7，传感层6安装在正压层5和负压层7之间，传感层6、正压层5和负压层7构成手指的主要部分；根端连接装置1安装在正压层5的根端，作为手指的根部。
正压层5远离负压层7的侧面作为指背面，指背面沿指长方向依次均匀间隔开设有多个凸出的上气腔504和多个凸出的下气腔505；其中一个上气腔504和其中一个下气腔505同时连接三通12的其中两端口，三通12剩余一个端口还与提供正压空气的外部有源控制器13连接；指背面末端的一个下气腔505的端面开设有检测孔503，如图3所示。
指背面的上部沿指长方向间隔开设有多个上气腔504，指背面的下部沿指长方向间隔开设有多个下气腔505，各个气腔504、505腔体长度沿指长方向依次递减，腔体长度沿垂直于指长方向的方向，依次递减的气腔504、505使得充气时柔性机械手受力并朝内部弯曲。
所有上气腔504通过正压层5内开设的上气道506连通，所有下气腔505通过正压层5内开设的下气道507连通，上气道506和下气道507不连通，即上气腔504和下气腔505不连通，如图4和图5所示。
指背面根端的一个上气腔504的端面开设有上气孔501，上气孔501上使用硅胶材料密封安装有上气动接头2；指背面沿指长方向的第一个下气腔505的端面开设有下气孔502，下气孔502上使用硅胶材料密封安装有下气动接头3；上气动接头2通过上电磁阀11连接三通12；下气动接头3通过下电磁阀14连接三通12。
如图7和图9所示，负压层7远离正压层5的侧面作为指腹面，指腹面上开设有多个吸盘孔，每个吸盘孔中使用硅胶材料密封安装有一个大吸盘结构8或小吸盘结构9，保证气密性；大吸盘结构8和小吸盘结构9可以根据需要进行不同尺寸的设计替换；负压层7紧贴传感层6的表面开设有气道701，气道701连通各个吸盘孔，并延伸至负压层7的根端进而连接外部真空泵10。
指腹面上安装有大吸盘结构8的通孔为沿指长方向依次均匀间隔开设的通孔，每两个大吸盘结构8的通孔的中间为两个安装有小吸盘结构9的通孔，且每两个大吸盘结构8的通孔中间的两个安装有小吸盘结构9的通孔中心的连线垂直于指长方向；具体实施中可采用4个大吸盘结构8和6个小吸盘结构9，大吸盘结构8和小吸盘结构9为中心贯通的吸盘结构。
正压层5、传感层6和负压层7末端端部安装有光纤4；硅胶层601末端开设有一个通孔，负压层7末端的一个吸盘孔圆心、硅胶层601末端的通孔圆心和检测孔503圆心在同一直线上，三者中密封穿插有光纤4；光纤4靠近负压层7的一端为双叉结构，双叉分别连接外部光谱仪15和外部卤素灯16。
如图6所示，传感层6包括硅胶层601、压力传感器602和弯曲传感器603，压力传感器602和弯曲传感器603位于硅胶层601内部，压力传感器602和弯曲传感器603与外部计算机电连接；外部计算机同时与有源控制器13电连接。
如图8所示，根端连接装置1包括根端连接盖101、螺栓102、盖板103和螺母104，根端连接盖101固接正压层5，盖板103通过螺栓102和螺母104安装在根端连接盖101上；每根手指的根端连接装置1的末端绕同一圆周间隔均匀安装在外部移动装置上，多根手指的指腹面朝向圆周圆心布置组成柔性机械手，具体操作时圆周直径大于待检测水果最大直径。
正压层5、负压层7、大吸盘结构8、小吸盘结构9和硅胶层601均采用不透光硅胶材料，不透光的硅胶材料能够防止在水果原味品质检测过程中外部光对检测效果的影响。
柔性机械手结合光纤4、真空泵10、有源控制器13、光谱仪15和卤素灯16构成品质检测模块，柔性机械手结合真空泵10和有源控制器13构成柔性抓取模块；柔性机械手通过品质检测模块进行水果内部近红外检测和外部形状的检测，当柔性机械手靠近并包围待检测水果时，有源控制器13和真空泵10依次向柔性机械手通入正压空气和负压气体驱使柔性机械手弯曲吸附在待检测水果表面，卤素灯16通过光纤4向待检测水果发射近红外光，反射后的近红外将水果的光谱数据通过光纤4传导至光谱仪15中进行水果内部的品质分析；柔性机械手完全贴合待检测水果时，弯曲的传感层6中的压力传感器602和弯曲传感器603产生信号反馈，结合有源控制器13产生的气压，对水果外形尺寸进行建模，进而通过水果的尺寸进行区分收集；完成检测后将成熟的水果通过柔性抓取模块进行采摘。
本发明的检测方法步骤如下：
1)通过控制移动装置移动柔性机械手，将柔性机械手的多根手指靠近并围住待检测水果；
2)开启有源控制器13和上电磁阀11，下电磁阀14关闭，有源控制器13采用气压可调节气体发生器，有源控制器13将正压空气从上电磁阀11和上气动接头2通入上气腔504中，使得柔性机械手的上部分朝内弯曲，柔性机械手的下部分不弯曲，柔性机械手弯曲的上部分带动柔性机械手不弯曲的下部分贴近待检测水果，此时柔性机械手的手指的末端的光纤4均与待检测水果最大直径位置表面正对；
3)开启真空泵10，真空泵10采用流量可调节真空泵，真空泵10将负压空气通入负压层7中，使得柔性机械手下部分的大吸盘结构8和小吸盘结构9产生吸附力吸附贴合在待检测水果的表面；
4)卤素灯16通过光纤4从柔性机械手末端向待检测水果发射近红外光，漫反射后的近红外光将待检测水果的光谱数据通过光纤4传导至光谱仪15中，通过待检测水果的光谱数据判断水果是否成熟；
5)关闭有源控制器13、上电磁阀11和真空泵10，柔性机械手恢复伸直状态，若水果检测未成熟，则控制移动装置移动柔性机械手至下一个待检测水果处，重复上述所有步骤直至检测到成熟的水果；
若水果检测成熟，则控制移动装置将柔性机械手的中间部分移动至与成熟水果的最大直径位置表面正对；
6)打开有源控制器13、上电磁阀11、下电磁阀14和真空泵10，使得柔性机械手完全朝内弯曲，柔性机械手上所有的大吸盘结构8和小吸盘结构9产生吸附力吸附贴合在成熟水果的表面；
此时柔性机械手的传感层6中弯曲的压力传感器602和弯曲传感器603产生的弯曲压力信号反馈传输给外部计算机，有源控制器13将自身产生的气压信息传输给外部计算机，外部计算机结合弯曲压力信号和气压信息对成熟水果外部尺寸进行建模；
7)建模完成后，控制移动装置使用柔性机械手直接摘取成熟水果，并将建模尺寸近似相同的水果进行集中收集，即通过水果建模尺寸的不同对摘取下来的成熟水果进行分类收集。
在具体操作时，可采用不同的工作模式，若成熟的水果尺寸较小，则直接根据上述所有步骤摘取小尺寸水果；若成熟的水果尺寸较大，则在步骤6)中无需打开上电磁阀11，仅使柔性机械手下部分的大吸盘结构8和小吸盘结构9吸附贴合在大尺寸成熟水果的表面，摘取大尺寸水果；大吸盘结构8和小吸盘结构9产生的吸附力提高了柔性机械手的抓取性能，如图10所示。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
Claims (6)
1.一种用于水果原位品质检测的柔性机械手，其特征在于：
柔性机械手包括至少两根手指，每根手指包括根端连接装置（1）、正压层（5）、传感层（6）和负压层（7），传感层（6）安装在正压层（5）和负压层（7）之间，传感层（6）、正压层（5）和负压层（7）构成手指的主要部分；根端连接装置（1）安装在正压层（5）的根端，作为手指的根部；
正压层（5）远离负压层（7）的侧面作为指背面，指背面沿指长方向依次均匀间隔开设有多个凸出的上气腔（504）和多个凸出的下气腔（505）；其中一个上气腔（504）和其中一个下气腔（505）同时连接三通（12）的其中两端口，三通（12）剩余一个端口还与提供正压空气的外部有源控制器（13）连接；指背面末端的一个下气腔（505）的端面开设有检测孔（503）；
负压层（7）远离正压层（5）的侧面作为指腹面，指腹面上开设有多个吸盘孔，每个吸盘孔中密封安装有一个大吸盘结构（8）或小吸盘结构（9），负压层（7）紧贴传感层（6）的表面开设有气道（701），气道（701）连通各个吸盘孔，并延伸至负压层（7）的根端进而连接外部真空泵（10）；
正压层（5）、传感层（6）和负压层（7）末端端部安装有光纤（4）；
柔性机械手结合光纤（4）、真空泵（10）、有源控制器（13）、光谱仪（15）和卤素灯（16）构成品质检测模块，柔性机械手结合真空泵（10）和有源控制器（13）构成柔性抓取模块；柔性机械手通过品质检测模块进行水果内部近红外检测和外部形状的检测，完成检测后将成熟的水果通过柔性抓取模块进行采摘；
所述的指背面的上部沿指长方向间隔开设有多个上气腔（504），指背面的下部沿指长方向间隔开设有多个下气腔（505），各个气腔（504、505）腔体长度沿指长方向依次递减；所有上气腔（504）通过正压层（5）内开设的上气道（506）连通，所有下气腔（505）通过正压层（5）内开设的下气道（507）连通，上气道（506）和下气道（507）不连通；
所述的指背面根端的一个上气腔（504）的端面开设有上气孔（501），上气孔（501）上密封安装有上气动接头（2）；指背面沿指长方向的第一个下气腔（505）的端面开设有下气孔（502），下气孔（502）上密封安装有下气动接头（3）；上气动接头（2）通过上电磁阀（11）连接三通（12）；下气动接头（3）通过下电磁阀（14）连接三通（12）；
三通（12）的其中两端口分别连接上气腔（504）和下气腔（505），三通（12）的剩余一个端口与提供正压空气的外部有源控制器（13）连接；
上气腔（504）和下气腔（505）通过各自连接的电磁阀打开或者关闭切换自身通入正压空气和不通入正压空气的两种工作状态并组合形成不同的工作模式；
所述的指腹面上安装有大吸盘结构（8）的通孔为沿指长方向依次均匀间隔开设的通孔，每两个大吸盘结构（8）的通孔的中间为两个安装有小吸盘结构（9）的通孔，且每两个大吸盘结构（8）的通孔中间的两个安装有小吸盘结构（9）的通孔中心的连线垂直于指长方向；所述的大吸盘结构（8）和小吸盘结构（9）为中心贯通的吸盘结构；
所述的正压层（5）、负压层（7）、大吸盘结构（8）、小吸盘结构（9）和硅胶层（601）均采用不透光硅胶材料；
检测时柔性机械手的手指的末端的光纤均与待检测水果最大直径位置表面正对；
所述的硅胶层（601）末端开设有一个通孔，负压层（7）末端的一个吸盘孔圆心、硅胶层（601）末端的通孔圆心和检测孔（503）圆心在同一直线上，三者中密封穿插有光纤（4）。
2.根据权利要求1所述的一种用于水果原位品质检测的柔性机械手，其特征在于：所述的根端连接装置（1）包括根端连接盖（101）、螺栓（102）、盖板（103）和螺母（104），根端连接盖（101）固接正压层（5），盖板（103）通过螺栓（102）和螺母（104）安装在根端连接盖（101）上；
每根手指的根端连接装置（1）的末端绕同一圆周间隔均匀安装在外部移动装置上，多根手指的指腹面朝向圆周圆心布置组成柔性机械手。
3.根据权利要求1所述的一种用于水果原位品质检测的柔性机械手，其特征在于：所述的传感层（6）包括硅胶层（601）、压力传感器（602）和弯曲传感器（603），压力传感器（602）和弯曲传感器（603）位于硅胶层（601）内部，压力传感器（602）和弯曲传感器（603）与外部计算机电连接；外部计算机同时与有源控制器（13）电连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于水果原位品质检测的柔性机械手，其特征在于：所述的硅胶层（601）末端开设有一个通孔，负压层（7）末端的一个吸盘孔圆心、硅胶层（601）末端的通孔圆心和检测孔（503）圆心在同一直线上，三者中密封穿插有光纤（4）；
所述的光纤（4）靠近负压层（7）的一端为双叉结构，双叉分别连接外部光谱仪（15）和外部卤素灯（16）。
5.一种水果原味品质检测方法，其特征在于：方法采用权利要求1-4任一所述柔性机械手，方法步骤如下：
1) 通过控制移动装置移动柔性机械手，将柔性机械手的多根手指靠近并围住待检测水果；
2) 开启有源控制器（13）和上电磁阀（11），下电磁阀（14）关闭，有源控制器（13）将正压空气从上电磁阀（11）和上气动接头（2）通入上气腔（504）中，使得柔性机械手的上部分朝内弯曲，柔性机械手的下部分不弯曲，柔性机械手弯曲的上部分带动柔性机械手不弯曲的下部分贴近待检测水果，此时柔性机械手的手指的末端的光纤（4）均与待检测水果最大直径位置表面正对；
3) 开启真空泵（10），真空泵（10）将负压空气通入负压层（7）中，使得柔性机械手下部分的大吸盘结构（8）和小吸盘结构（9）产生吸附力吸附贴合在待检测水果的表面；
4) 卤素灯（16）通过光纤（4）从柔性机械手末端向待检测水果发射近红外光，漫反射后的近红外光将待检测水果的光谱数据通过光纤（4）传导至光谱仪（15）中，通过待检测水果的光谱数据判断水果是否成熟；
5) 关闭有源控制器（13）、上电磁阀（11）和真空泵（10），柔性机械手恢复伸直状态，若水果检测未成熟，则控制移动装置移动柔性机械手至下一个待检测水果处，重复上述所有步骤直至检测到成熟的水果；
若水果检测成熟，则控制移动装置将柔性机械手的中间部分移动至与成熟水果的最大直径位置表面正对；
6) 打开有源控制器（13）、上电磁阀（11）、下电磁阀（14）和真空泵（10），使得柔性机械手完全朝内弯曲，柔性机械手上所有的大吸盘结构（8）和小吸盘结构（9）产生吸附力吸附贴合在成熟水果的表面；
此时柔性机械手的传感层（6）中弯曲的压力传感器（602）和弯曲传感器（603）产生的弯曲压力信号反馈传输给外部计算机，有源控制器（13）将自身产生的气压信息传输给外部计算机，外部计算机结合弯曲压力信号和气压信息对成熟水果外部尺寸进行建模；
7) 建模完成后，控制移动装置使用柔性机械手直接摘取成熟水果，并将建模尺寸相同的水果进行集中收集。
6.根据权利要求5所述的一种水果原味品质检测方法，其特征在于：
所述步骤2)中，有源控制器（13）采用气压可调节气体发生器；
所述步骤3)中，真空泵（10）采用流量可调节真空泵。
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