CN115336472A - 一种连续采摘水果爪 - Google Patents

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CN115336472A CN202211067557.8A CN202211067557A CN115336472A CN 115336472 A CN115336472 A CN 115336472A CN 202211067557 A CN202211067557 A CN 202211067557A CN 115336472 A CN115336472 A CN 115336472A
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高国华
王双友
帅词银
李东建
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Beijing University of Technology
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/30—Robotic devices for individually picking crops

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Abstract

本发明公开了一种连续采摘水果爪，用于果蔬采摘机器人采摘球类果实，包括：采摘爪底座，用于连接采摘机械臂和连接采摘手指；采摘手指，用于对果实进行采摘；所述的采摘爪底座，包括固定手指凸台、连接机械臂螺纹孔和视觉识别特征点；所述固定手指凸台用于连接采摘手指；所述连接机械臂螺纹孔用于将采摘爪底座固定在采摘机械臂上；所述的视觉识别特征点用于摄像头对采摘爪进行精确定位控制。具有自动化程度高，采摘效率高，伤果率低，实用性强。

Description

一种连续采摘水果爪
技术领域
本发明涉及果蔬采摘领域，尤其是涉及一种果蔬采摘爪。
背景技术
在水果种植领域中，果实的收获是果农最为关心的问题。针对于大规模的种植中，人工采摘往往人力成本较高，目前果蔬采摘机器人进行采摘时，都需要对末端爪进行单独控制，具有结构复杂，成本高，且需要对果实进行精确定位，对视觉定位精度要求很高，与此同时，对于机械臂结构部分控制要求较高。为此需要发明一种能够进行快速连续采摘，结构简单，对于视觉定位要求不太高，并且伤果率较低的水果采摘装置来解决上述的问题。
发明内容
本发明的技术目的在于设计了一种能够实现连续采摘的机械手爪结构，通过该结构能够进行快速连续采摘，并且降低伤果率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种连续采摘水果爪，用于果蔬采摘机器人采摘球类果实，包括：采摘爪底座，用于连接采摘机械臂和连接采摘手指；采摘手指，用于对果实进行采摘；所述的采摘爪底座，包括固定手指凸台、连接机械臂螺纹孔和视觉识别特征点104；所述固定手指凸台用于连接采摘手指；所述连接机械臂螺纹孔用于将采摘爪底座固定在采摘机械臂上；所述的视觉识别特征点用于摄像头对采摘爪进行精确定位控制。所述的摄像头位于果实采摘机器人采摘平台上，通过摄像头支撑杆与机械臂末端相连，摄像头支撑杆竖直放置，摄像头水平放置；所述的采摘爪的运动范围在摄像头的视野范围内。
进一步的，所述的采摘手指，包括固定指杆，活动指杆，连接弹簧组成；连接弹簧分别和固定指杆与活动指杆进行相连。
进一步的，所述的采摘手指，采摘手指的数量应为多个。
进一步的，所述的采摘手指，采摘手指的个数为8个。
进一步的，所述的采摘手指，固定指杆结构应该是圆形的；
进一步的，所述的采摘手指，固定指杆末端存在一个凹槽，凹槽的两侧各存在一个通孔。
进一步的，所述的采摘手指，固定指杆的内侧存在一个凹槽，用于连接弹簧；
进一步的，所述的采摘手指，固定指杆的材料应为刚性材料；
进一步的，所述的采摘手指，固定指杆的采摘为不锈钢；
进一步的，所述的活动指杆，活动指杆其形状应该是L形的。
进一步的，所述的活动指杆，活动指杆的尾部处存在一个通孔。
进一步的，所示的活动指杆，活动指杆的下部存在一个挂钩槽，用于固定弹簧。
进一步的，所述的采摘手指，固定指杆与活动指杆通过螺栓杆进行连接。
进一步的，所述的活动指杆，L形的末端有一个凸起，用于对活动指杆进行限位；
进一步的，所述的活动指杆，活动指杆的材质应为刚性材料；
进一步的，所述的活动指杆，活动指杆的材料应为不锈钢；
进一步的，所述的螺栓连接，活动指杆可以绕螺栓进行转动；
进一步的，所述的了摄像头支撑杆采用角钢与机器人采摘平台进行连接，具有良好稳定性。
本发明的连续果蔬采摘爪具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的连续果蔬采摘爪用于果蔬采摘机器人对果实进行连续采摘，减少了番茄采摘机器人放置果实的时间，大幅度增加了果蔬采摘机器人采摘的工作效率。
(2)本发明提供的连续果蔬采摘爪上具有视觉识别特征点，能实时的获取采摘爪的位置信息，为采摘机器人机械臂的运动轨迹优化提供帮助。
(3)本发明提供的连续果蔬采摘爪具有结构简单，易于实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是采摘爪的正视图。
图2是采摘爪的俯视图。
图3四采摘爪的仰视图。
图4是活动指杆的正视图。
图5是固定指杆的正视图。
视图标记说明：
100-采摘爪底座；101-固定手指凸台；103-连接机械臂螺纹孔
104-视觉识别特征点。
201-固定指杆；202--活动指杆；203-连接弹簧；
204-螺栓杆；205-螺母；206-挂钩槽；207-限位凸起；
208-固定指杆与活动指杆连接凹槽；
209-固定指杆与连接弹簧连接凹槽；
210-螺栓连接通孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本创新发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本创新发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发创新发明专利的保护的范围。
在本创新发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本创新发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本创新发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本创新发明中的具体含义。本发明提供的果实采摘爪装置，用于采摘机械手对果实的摘取。具体如下所述。
一种连续采摘爪，用于果蔬采摘机器人采摘球类果实，包括：采摘爪底座100，用于连接采摘机械臂和连接采摘手指；采摘手指，用于对果实进行采摘；采摘手指可以进行转动，使果实能够进入采摘爪的内部。
进一步的，所述的采摘爪底座，包括固定手指凸台101，用于连接采摘手指；连接机械臂螺纹孔，用于将采摘爪底座固定在采摘机械臂上，识别视觉识别特征点，用于摄像头对采摘爪进行识别与定位控制。
进一步的，所述的采摘手指，采摘手指的个数为8个，每个手指包括固定指杆201、活动指杆202和连接弹簧203；所述连接弹簧分别和固定指杆与活动指杆进行相连。
进一步的，所述的采摘手指，固定指杆结构应该是圆形的。
需要注意地，这里固定指杆的结构形式是圆形的，只要是杆件是刚性的，能满足固定指杆不会发生形变，具有支撑作用的杆件都行，在此不做限制。
进一步的，所述的采摘手指，固定指杆末端存在一个凹槽，凹槽的两侧各存在一个通孔，活动指杆处存在一个通孔，采用螺母205将两个通孔进行相连，此时活动指杆可以绕螺栓孔进行转动。在限位凸起207的作用下，只能逆时针旋转至活动指杆水平位置处。
进一步的，当果实开始进入采摘爪时，果实推动活动指杆使活动指杆绕螺栓进行转动，果实慢慢进入采摘爪内部；当果实全部进入采摘爪内部，活动指杆在弹簧的作用下，弹簧推动活动指杆到水平位置；当采摘机械臂收回时，由于活动指杆在限位凸起的作用下，只能处于水平位置，因此活动指杆限制水果离开采摘爪，在机械臂拽的作用下，将果实采摘下来。

Claims (10)

1.一种连续采摘水果爪，用于果蔬采摘机器人采摘球类果实，其特征在于，包括：采摘爪底座，用于连接采摘机械臂和连接采摘手指；采摘手指，用于对果实进行采摘；所述的采摘爪底座(100)包括固定手指凸台(101)、连接机械臂螺纹孔(103)和视觉识别特征点(104)，所述固定手指凸台(101)用于连接采摘手指；连接机械臂螺纹孔(103)用于将采摘爪底座固定在采摘机械臂上；视觉识别特征点(104)用于摄像头对采摘爪进行精确定位控制；采摘手指包括固定指杆(201)，活动指杆(202)，连接弹簧(203)组成；连接弹簧分别和固定指杆(201)与活动指杆(202)进行相连；固定指杆结构是圆形；活动指杆形状是L形；所述的摄像头位于果实采摘机器人采摘平台上，通过摄像头支撑杆与机械臂末端相连，摄像头支撑杆竖直放置，摄像头水平放置；所述的采摘爪的运动范围在摄像头的视野范围内。
2.根据权利要求1所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，所述采摘手指的数量为多个。
3.根据权利要求1或2所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，采摘手指，固定指杆末端存在一个凹槽(208)，凹槽的两侧各存在一个通孔。
4.根据权利要求1或2所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，固定指杆的内侧存在一个凹槽(209)，用于连接弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，固定指杆的材料为刚性材料。
6.根据权利要求1所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，活动指杆的尾部处存在一个通孔(210)。
7.根据权利要求1所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，活动指杆的下部存在一个挂钩槽(206)，用于固定弹簧。
8.根据权利要求1所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，固定指杆与活动指杆通过螺栓杆(204)进行连接；活动指杆绕杆(204)转动。
9.根据权利要求1所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，L形的末端有一个凸起(207)，用于对活动指杆进行限位。
10.根据权利要求1所述的一种连续采摘水果爪，其特征在于，活动指杆的材质为刚性材料。
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