CN116669912A - 包装的改进以及与包装相关的改进 - Google Patents

Abstract

一种农产品装填装置，包括：具有末端执行器的机器人定位设备，其中所述机器人定位设备提供至少三个自由度以相对于待包装的农产品在三个轴向(x、y和z)方向或这些方向中的至少两个方向的组合方向上移动所述末端执行器，其中所述末端执行器适用于单个地拾取农产品；传感器，所述传感器用于确定呈送给所述机器人定位设备和末端执行器的多个农产品中的每个农产品的尺寸；以及控制器，所述控制器被配置成接收来自所述传感器的一个或多个输出，并且：基于来自所述传感器的所述一个或多个输出来确定对要从所述多个农产品拾取的农产品选集，以在包装内实现农产品的可接受堆叠高度；并且使所述机器人定位设备和末端执行器移动并拾取所述农产品选集并将其直接放置在所述包装内。

Description

包装的改进以及与包装相关的改进

申请

本申请基于就新西兰专利申请号770536提交的临时说明书，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于将物品包装在管中的设备，特别涉及一种用于将诸如水果或其他易腐/食品之类的农产品装填在管中的设备。

背景技术

传统上将苹果和其他水果包装在盒子中。为了最小化对水果的损坏，通常将水果支撑在盒子内的托盘中以保持水果与相邻水果分离。单个盒子可以包括一层或多层水果，每层均由托盘支撑。

申请人介绍了通过将水果(苹果)装填在管中而不是盒子中的托盘中来包装水果(苹果)的新颖方法。每个管通常容纳两个或更多个水果，例如五个苹果。

管的形状可以是圆柱形的或者可以具有其他剖面形状，例如正方形、三角形或其他形状。管的内部尺寸与水果的外部尺寸相称，使得当充满时，管容纳单行或单列水果。

例如，在圆柱形管中，管的内径优选地略大于水果的最大预期直径。水果的预期最大直径可以基于特定种类和/或类型的水果的已知水果尺寸分布。

在管中装填水果会在装填过程中引入低效率。由于水果之间的物理撞击会在装填期间对水果造成损坏(擦伤)，因此每个水果均不能掉落到管中。

而且，与在盒子中装填水果不同，每个水果必须一次一个地单独添加至管。因此，这种形式的包装/装填过程耗时、劳动密集并且给装填过程增加了另外的成本。

在管中装填水果的另一个问题在于，水果尺寸的自然变化可能导致管顶部的空的顶部空间的量发生变化。理想地，管内的空的顶部空间的量应保持最小，以避免水果在管内滚动或移动得太多。

例如，包装在太长的管(即，具有过多空的顶部空间的管)中的水果在运输期间可能导致水果在管内显著移动，并且撞击相邻的水果，从而导致损坏。

在若干较小的水果一起装填在管中的情况下，管的顶端处的顶部空间可能太大，使得管看起来空空的，并且管内存在过多供水果移动的余地，从而损坏水果。

相反，所需数量的水果可能太大以至于不能装配在管内，从而需要排空管来重新开始装填过程。

为了管理管内空的顶部空间的量，可以提供具有可变长度的管，例如具有两个相对部分的管，这两个相对部分一起伸缩/滑动以改变管长度。包括多个部分的管可能为水果包装添加另外的成本和/或复杂性。

所有参考文献(包括本说明书中引用的任何专利或专利申请)通过引用并入于此。不承认任何参考文献构成现有技术。对参考文献的讨论陈述了这些文献的作者的主张，申请人保留对所引用文件的准确性和相关性提出质疑的权利。将清楚地理解，尽管本文中提及了许多现有技术出版物，但是该参考文献并不构成承认这些文献中的任何文献构成了本领域、新西兰或任何其他国家的公知常识的一部分。

发明内容

本发明的目的是解决一个或多个前述问题，或者至少为公众提供有用的选择。

根据本发明的一个方面，提供了一种农产品装填装置，所述农产品装填装置包括：

具有末端执行器的机器人定位设备，

其中，所述机器人定位设备提供至少三个自由度以相对于待包装的农产品在三个轴向(x、y和z)方向上或在这些轴向方向中的至少两个轴向方向的组合方向上移动所述末端执行器，

其中，所述末端执行器适用于单个地拾取农产品；

传感器，所述传感器用于确定呈送给所述机器人定位设备和末端执行器的多个农产品中的每个农产品的尺寸；以及

控制器，所述控制器被配置成接收来自所述传感器的一个或多个输出，并且：

基于来自所述传感器的所述一个或多个输出来确定要从所述多个农产品拾取的农产品选集，以在包装内实现农产品的可接受堆叠高度；

并且使所述机器人定位设备和末端执行器移动并拾取所述农产品选集并将其放置在所述包装内。

在一些实施方式中，所述可接受堆叠高度由目标堆叠高度和/或可接受堆叠高度范围限定，其中，所述可接受堆叠高度范围从最小可接受堆叠高度到最大可接受堆叠高度。

在一些实施方式中，一旦包装好，每个农产品就在所述包装内采取一位置，并且所述可接受堆叠高度范围和/或目标堆叠高度是针对所述包装内的每个位置处的所述农产品限定的。

在一些实施方式中，所述控制器被配置成：

(i)基于来自所述传感器的所述一个或多个输出，确定所述多个农产品的当前子集中的每个农产品的尺寸(高度)，并且从所述当前子集确定要由具有末端执行器的所述机器人定位设备拾取的所述农产品选集。

在一些实施方式中，所述装置包括传送器，以将所述多个农产品传送到所述机器人定位装置，并且农产品的所述当前子集是横跨所述传送器间隔开的一排农产品。

在一些实施方式中，所述控制器被配置成当所述一排农产品沿着所述传送器被传送时跟踪所述一排农产品。

在一些实施方式中，所述控制器被配置成用来确定不止一排农产品中的每个农产品的尺寸，并且当所述不止一排农产品沿着所述传送器传送时跟踪所述不止一排农产品。

在一些实施方式中，所述控制器被配置成：

(ii)评估所述当前子集中的所述农产品的高度，以确定是否存在来自所述当前子集的一个或多个由一个或多个农产品构成的选集，以实现在可接受堆叠高度范围内的堆叠高度；以及

(iii)如果存在在所述可接受堆叠高度范围内的由一个或多个农产品构成的单个选集，则所述控制器被配置成使所述机器人定位设备和末端执行器拾取由一个或多个农产品构成的所述单个选集。

在一些实施方式中：

(iii)(b)如果不存在在所述可接受堆叠高度范围内的农产品选集；以及

(iii)(b)(i)如果所述当前子集中的所述农产品的所述堆叠高度大于最大可接受堆叠高度，则所述控制器被配置成忽略来自所述当前子集的最大农产品；或者

(iii)(b)(ii)如果所述当前子集中的所述农产品的所述堆叠高度小于最小可接受堆叠高度，则所述控制器被配置成忽略来自所述当前子集的最小农产品，并且

(iii)(c)如果在所述当前子集中剩下不止一个农产品，则所述控制器被配置成返回到步骤(ii)。

在一些实施方式中，在步骤(iii)(c)中，所述控制器被配置成：

如果所述当前子集中仅剩下一个农产品，即所述当前子集中的最后一个农产品，并且

(iii)(c)(i)如果所述当前子集中的所述最后一个农产品在所述可接受堆叠高度范围内，则所述控制器被配置成：

使所述机器人定位装置和末端执行器拾取所述当前子集中的所述最后一个农产品。

在一些实施方式中，在步骤(iii)(c)中，所述控制器被配置成：

(iii)(c)(ii)如果所述当前子集中的所述最后一个农产品在所述可接受堆叠高度范围之外，则所述控制器被配置成：

(iii)(c)(ii)(a)基于来自所述传感器的所述一个或多个输出，确定一个或多个接下来的子集中的每个农产品的尺寸(高度)以确定所述一个或多个接下来的子集中是否存在与所述最后一个农产品一起实现在所述可接受堆叠高度范围内的堆叠高度的农产品，以及

(iii)(c)(ii)(a)(i)如果在所述一个或多个接下来的子集中存在与所述最后一个农产品一起实现在所述可接受堆叠高度范围内的堆叠高度的农产品，则所述控制器被配置成：

使所述机器人定位设备和末端执行器拾取所述当前子集中的所述最后一个农产品，以及

(iii)(c)(ii)(a)(ii)如果在所述一个或多个接下来的子集中不存在与所述最后一个农产品一起实现在所述可接受堆叠高度范围内的堆叠高度的农产品，则所述控制器被配置成：

将所述多个农产品中的下一个子集设置为所述当前子集并返回到步骤(i)。

在一些实施方式中，在步骤(ii)之后，如果所述当前子集中存在不止一个由一个或多个农产品构成的选集来实现在可接受堆叠高度范围内的堆叠高度，则所述控制器被配置成：

(iv)确定一个或多个由一个或多个农产品构成的所述选集是否实现最接近或等于目标堆叠高度的堆叠高度，以及

(iv)(a)如果存在实现最接近或等于所述目标堆叠高度的堆叠高度的仅一个由一个或多个农产品构成的选集，则所述控制器被配置成使所述机器人定位设备和末端执行器拾取所述选集；以及

(iv)(b)如果存在实现最接近或等于所述目标堆叠高度的堆叠高度的不止一个由一个或多个农产品构成的选集，则所述控制器被配置成使所述机器人定位设备和末端执行器拾取具有最大或最小农产品的选集。

在一些实施方式中，如果由一个或多个农产品构成的选集的堆叠高度等于所述目标堆叠高度加上或减去阈值，则所述选集的所述堆叠高度等于所述目标堆叠高度。

在一些实施方式中，在所述控制器使所述机器人定位设备拾取由一个或多个农产品构成的所述选集之后，所述控制器还被配置成：

(v)确定所述包装是否被充满，并且

(v)(a)如果所述包装没被充满，则所述控制器被配置成将所述多个农产品中的下一个子集设置为所述当前子集并返回到步骤(i)以继续填充所述包装。

在一些实施方式中，所述末端执行器适用于保持所述包装并且由于所述末端执行器拾取所述农产品而将所述农产品放置在所述包装中，并且其中在步骤(v)中：

(v)(b)如果所述包装是充满的，则完成当前装填操作，并且所述控制器被配置成使所述机器人定位设备将所述末端执行器移动到释放区域并从所述末端执行器释放充满的包装。

在一些实施方式中，所述控制器被配置成：

(v)(c)使所述机器人定位设备将所述末端执行器移动到包装分配器以在所述末端执行器中接收空包装，并且

将所述多个农产品中的下一个子集设置为所述当前子集并返回到步骤(i)以开始填充所述空包装。

在一些实施方式中，所述末端执行器适用于保持所述包装并且由于所述末端执行器拾取所述农产品而将所述农产品放置在所述包装中，并且所述末端执行器包括：

至少一个可致动移动元件，所述至少一个可致动移动元件位于所述末端执行器上以便邻近由所述末端执行器保持的管的开放端；其中所述可致动移动元件被配置成能够在以下位置之间操作：

延伸位置，其至少部分地在由所述末端执行器保持的管的所述开放端上方延伸，以至少部分地阻塞所述管的所述开放端；以及

缩回位置，使得所述容器的所述开放端基本上不被阻塞，以允许农产品被接收在所述管中；并且

其中，为了拾取农产品，所述控制器被配置成在所述可致动元件处于所述缩回位置的情况下并且在将要填充空管的情况下进行如下操作：

A)控制所述机器人定位设备至少在：

-x和y方向上；或

-x方向和y方向的组合方向上；

定位所述末端执行器，以便处在由一个或多个农产品构成的所述选集的第一农产品的竖直上方；并且竖直向下移动所述末端执行器以将所述第一农产品接收在所述末端执行器内的所述管中，并且

B)将所述可致动移动元件从所述缩回位置致动到所述延伸位置，以将所述第一农产品保留在所述包装中，以及

C)使所述机器人定位设备竖直向上移动所述末端执行器，从而拾取所述农产品。

在一些实施方式中，所述控制器还被编程为：

D)使所述机器人定位设备在所述x和y方向上移动所述末端执行器，以将所述末端执行器竖直地定位在由一个或多个农产品构成的所述选集中的另一农产品上方，并且竖直向下移动所述末端执行器，以将所述第一农产品定位成与所述另一农产品相邻或接触；

E)将所述可致动移动元件从所述延伸位置致动到所述缩回位置；

F)控制所述机器人定位设备继续竖直向下移动所述末端执行器以在所述末端执行器内的所述包装中接收所述另一农产品；

G)将所述可致动移动元件从所述缩回位置致动到所述延伸位置，以将所述第一农产品和所述另一农产品保留在所述包装中，以及

H)使所述机器人定位设备竖直向上移动所述末端执行器，以及

F)重复步骤D至H，直到所述机器人定位设备和末端执行器已经拾取了由一个或多个农产品构成的所述选集。

在一些实施方式中，所述装置包括传送器，以将所述多个农产品传送到具有末端执行器的所述机器人定位装置，并且农产品的所述子集是跨所述传送器间隔开的一排农产品，并且其中，为了将所述末端执行器定位在农产品竖直上方，所述控制器被配置成：

使所述机器人定位设备将所述末端执行器在农产品上方竖直移动并以所述传送器的速度在传送方向上移动，使得所述末端执行器保持在所述农产品竖直上方。

在一些实施方式中，所述末端执行器适用于保持所述包装并且由于所述末端执行器拾取所述农产品而将所述农产品放置在所述包装中。

在一些实施方式中，所述装置包括分割单元(singulation unit)，所述分割单元用于将所述农产品间隔开并且将分割的农产品呈送给所述机器人定位设备的触及范围。

在一些实施方式中，所述分割单元将所述农产品以二维阵列间隔开。

根据本发明的另一个方面，提供了一种将农产品直接包装到管状容器中的方法，所述方法包括以下步骤：

a)在给定时间点，感测位于传送器上的农产品的尺寸和形状数据，所述农产品位于所述传送器上的离散的不可变数据点位置处；

b)评估所述传送器上的所述农产品的如在步骤a)处确定的所述尺寸和形状数据，以识别所述传送器上是否存在适合于处在所述管的内部尺寸内并且对于所述管状容器而言实现在从最小堆叠高度到最大堆叠高度的可接受高度范围内的堆叠高度的一个或多个物品。

在一些实施方式中，所述方法还包括以下步骤：

c)使用来自步骤a)的所识别的农产品的数据点位置来：

i)移动机器人定位装置，以便保持定位在所选择的农产品的正上方；以及ii)操纵末端执行器，使得所述管状容器能够在其中接收和保留所述农产品。

在一些实施方式中，所述方法还包括以下步骤：

d)根据需要重复步骤a)至c)，直到所述管状容器填充有期望数量的农产品。根据本发明的另一方面，提供了一种包装物品的方法，所述方法包括以下步骤：

-a)利用机器人定位设备来操纵所述机器人定位设备上的末端执行器，以在感测到离散的农产品的尺寸和形状之后从传送器拾取所述离散的农产品，并且将所述离散的农产品直接递送到管状包装中。

在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：

-b)重复步骤a)以拾取一个或多个另外的农产品，直到所述管状包装被充满。根据本发明的另一个方面，提供了一种包装物品的方法，所述方法包括以下步骤：

-a)利用控制器来操纵机器人定位设备以及所述机器人定位设备上的末端执行器，以基于对所选择的农产品的各个尺寸、或各个尺寸和形状、或各个尺寸、形状和取向、以及集体尺寸、集体尺寸和形状、或集体尺寸、形状和取向的评估来选择待放置在容器中的一个或多个农产品，以便确保共同装配在所述容器内的农产品在目标堆叠高度内这一最终结果。

在一些实施方式中，所述方法包括另一步骤，其中，对集体尺寸、集体尺寸和形状、或者集体尺寸、形状和取向的评估用于确定将农产品装填到管中的顺序。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于机器人定位装置的末端执行器，所述末端执行器包括：

-框架，所述框架能够在其中接收和保持管状容器；

-所述末端执行器包括可致动元件，所述可致动元件能在延伸位置和缩回位置之间移动；

其中，所述末端执行器操作成从所述延伸位置打开(如果尚未打开)到所述缩回位置，以在其中接收或保持新的农产品；

其中，在所述末端执行器移动到所述缩回位置的操作进行的同时、刚好之前或刚好之后；或者在所述末端执行器开始向下移动以接收新的农产品之时或前后，致动振动所述末端执行器和其中的管状容器两者的振动机构。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于管包装操作的传感器系统，所述传感器系统被配置成：

a)具有至少一个传感器，所述至少一个传感器跟踪并且记录一段时间内的多个测量结果，所述多个测量结果包括：宽度；长度；以及取向信息；用于传送器上的单个农产品；

b)计算物品的最小和最大宽度/高度尺寸，以帮助确定在可接受误差界限内的管的堆叠高度。

在一些实施方式中，用于管包装操作的所述传感器系统还被配置成：

c)识别与所述管的包装约束不相容的异常水果，使得它们能够被从所述传送器去除和/或被所述机器人定位设备忽略。

贯穿该说明书，词语“包括”或其变体(包含)将被理解成暗指包括所述的元件、整数或步骤、或者元件、整数或步骤的组，并非排除任何其他元件、整数或步骤、或者整数、整体或步骤的组。

本发明的其他方面和优点将从接下来的描述中显而易见，该描述仅以实施例的方式给出。

定义

下文中，术语“机器人”应理解为是指具有一个或多个关节的机械手/操纵器或工业机器人，该机械手/操作器或工业机器人特别可以进行平移和/或旋转移动，从而使机器人的一个或多个末端执行器具有不同的位置(空间位置或位置)。平移和/或旋转移动可以包括沿着一条或多条导轨的移动，机器人的部件/手臂(连杆)在这些导轨上被引导。甚至这样的导轨会形成运动链意义上的关节，其描述了机器人移动的可能性。如本文中所使用的术语“机器人”可理解为是指包括直角坐标机器人/龙门式机器人、SCARA机器人/水平铰接式机器人、圆柱形机器人/圆柱坐标机器人、球形机器人/球面坐标机器人、铰接式机器人的设备。一般而言，本文所用的术语“机器人”或“机器人定位设备”可以理解为是指被配置成以至少三个自由度(包括三个平移自由度)移动的装置，或者被配置成以至少三个平移自由度和至少一个旋转自由度移动的设备。

本文所用的术语“软”是指材料对物理压力的屈服能力。

本文所用的术语“弹性”是指材料在由于所施加的力而变形之后恢复到其原始形状的能力。

本文所用的术语“管”是指具有基部、一个或多个侧壁以及开放的顶部和中空内部的任何细长容器。因此，术语“管”和“管状”可以互换使用，并且涵盖具有不同横截面(包括圆形、矩形、三角形、五边形、六边形，仅举几个可能的横截面轮廓)的细长容器。

附图说明

根据接下来的描述，本发明的其他方面将变得显而易见，接下来的描述仅以实施例的方式并参考附图给出，在附图中：

图1示出了用于将农产品放置在管状包装中的农产品装填装置。所示的装填线特别适于装填苹果；

图2示出了图1的农产品装填装置的分割单元(singulation unit)，用于将农产品分割或分离成2-D阵列；

图3示出了图1的农产品装填装置的一部分，该农产品装填装置包括具有末端执行器的机器人定位设备，末端执行器用于拾取用于装填在管状包装中的农产品；

图4示出了图1的农产品装填装置的一部分，该农产品装填装置包括具有末端执行器的机器人定位设备，其中识别出了机器人定位设备的跟踪区域；

图5示出了末端执行器，该末端执行器被配置成将管状容器保持在倒置取向中并拾取农产品以填充由末端执行器保持的管状容器；

图6是保持已填充有苹果的管状包装的图5的末端执行器的剖视图；

图7是容纳有五个苹果的管状包装的剖视图；

图8至图10是示出由图1至图4的农产品装填装置进行的装填操作的流程图。

图11示出了根据本发明的优选实施方式的其上包括振动机构的执行器。

图12示出了在图5至图7所示的末端执行器上使用的优选可致动元件的立体图。

具体实施方式

图1至图4示出了用于将诸如水果之类的农产品装填在管状包装中的农产品装填装置或系统100。优选地，所述水果为苹果。

农产品装填装置或系统(在本文中为装填装置)100包括至少一个机器人定位设备3，该机器人定位设备3具有用于将农产品放置在管状包装中的末端执行器1(参考图3和图4)。所示实施方式具有三个机器人定位设备3，每个机器人定位设备3均携带有末端执行器1。然而，可以存在一个、两个、三个或更多个具有末端执行器1的机器人定位设备3。

所示的装置100包括分割单元101，该分割单元101被配置成分割(分离)要呈送给具有末端执行器1的机器人定位设备3的农产品。

分割单元101分离农产品以在至少一行或一排中将农产品间隔开。

在所示的实施方式中，分割单元101经由行分隔器103将农产品分离到六个通道C中以将农产品在两个维度上间隔开，即，以二维阵列间隔开。

一旦位于通道C中，农产品就会遇到壁区段，该壁区段止挡通道中领先的农产品在提升区段上的向前运动，提升区段具有顶表面，水果沿下游方向向下倾斜地就位于该顶表面上。提升区段跨越通道C的基部，并且操作成升高邻近壁的领先的农产品，以经由其有坡度的顶表面将领先的农产品递送到向下的斜坡区段C1，向下的斜坡区段C1在其端部处具有门G。该提升操作被定时为刚好在门G已经打开之后发生，以将农产品释放到保持器108中。

优选地，斜坡由具有高摩擦表面的特氟隆制成，以便有助于减缓农产品的下降。

如上所述，从通道C的下游端释放农产品由门G来控制(门G由致动器A打开和关闭)，使得通道C中的农产品可以按定时间隔释放到保持器108中。下文对此进行进一步描述。

然后，农产品在x和y方向上间隔开。

分割单元101包括传送器109，以将分割的农产品运输到机器人定位设备3或每个机器人定位设备3的触及范围(reach envelope)内。

传送器109可以描述为分割传送器109，这是因为传送器109将每个农产品支撑成与相邻农产品充分间隔开，以允许机器人定位设备3和末端执行器1拾取单个农产品而不接触相邻农产品。

分割传送器109包括承载多个保持器108的连续传送回路或带110。

保持器108沿着传送带110在传送方向(y方向)上间隔开。

在所示的实施方式中，分割传送器包括保持器108，这些保持器108沿着传送带110在传送方向上间隔开并且横跨传送带(x方向)正交于传送方向，从而在两个维度上间隔开，以按照二维阵列将农产品呈送给机器人定位设备和末端执行器。

每个保持器108均保持单个单独的农产品并且表示传送器上(或二维阵列中)的位置。

在一些实施方式中，一个或多个人可以将农产品放置到传送器109的保持器108上。然而，在所示实施方式中，分割单元101包括进给传送器102和多个行分隔器103。

进给传送器可以包括一个或多个传送设备(例如传送带)，以在传送方向上移动农产品。

进给传送器102朝向行分隔器103(图2)传送农产品，以将农产品分离成至少一列或至少一排农产品(并且优选多个相邻的农产品列)，以对应于跨分割传送器109间隔开的保持器108的数量。

农产品继续在进给传送器102上沿着由行分隔器103限定的列朝向分离装置104传送。

分离装置被配置成在纵向或传送方向上将农产品间隔开(使得每个农产品被接收到分割传送器的保持器108上)。

一旦每个农产品已经被放置到保持器108上，其就与其他农产品分割开并且准备好随后由具有末端执行器的机器人定位设备拾取。

在待审的专利申请NZ763219中描述了包括进给传送器102、行分隔器103、分离装置104和具有保持器108的分割传送器109的示例性分割单元101，该待审专利申请的全部内容通过引用并入本文。

机器人定位设备3可以包括铰接式机器人臂或能够在三维空间中移动末端执行器的其他设备。

机器人定位设备3提供至少三个移动自由度，使得机器人定位设备适于在x、y和z平移方向上移动末端执行器以将末端执行器定位在三维空间中。在最优选的实施方式中，机器人定位设备3提供至少四个移动自由度，使得机器人定位设备适于在x、y和z平移方向上移动末端执行器，并且包括至少一个旋转方向(例如，滚动)以允许末端执行器绕水平轴线旋转以被倒置。

例如，绕水平轴线的旋转可以将管倒置，使得管具有颠倒的取向(管的开放的顶端大致面向下)，或者将管重新取向以使开放的顶端此刻大致竖直地面向上。

x方向可以是水平方向(例如，横跨传送器)，y方向可以是与x方向正交的水平方向(例如，传送器的传送方向)，并且z方向是竖直方向。

参考图5和图6，在优选实施方式中，末端执行器1适于将顶部开放的管状容器2保持在倒置取向下，其中容器的开放顶部向下。

末端执行器1具有两个可致动移动元件7，这两个可致动移动元件7邻近由末端执行器1保持的管2的开放端。

可致动移动元件7被配置成可在延伸位置和缩回位置之间操作，该延伸位置至少部分地在由末端执行器1保持的管2的开放端上方延伸以至少部分地阻塞管的开放端，该缩回位置使得容器的开放端2基本上不被阻塞以允许农产品被接收在管中。

末端执行器优选地还包括保持布置10，该保持布置被配置成能够夹持管状容器，以将管状容器保持在末端执行器1内。

待审的专利申请NZ763219中描述了优选的末端执行器，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。

然而，可以利用其他末端执行器布置，例如以拾取农产品并将农产品放置在未由末端执行器承载的管中。

图12示出了可致动移动元件7，该可致动移动元件具有苹果止挡部分7a，当可致动移动元件处于延伸位置时，苹果止挡部分7a将苹果保持在管中。可致动移动元件7具有用于将可致动移动元件7连接到致动器(未示出)的孔7b。在使用中，存在一对相对的可致动移动元件7，其各自连接到自己的致动器。可致动移动元件7可以由蓝色聚氨酯或类似材料制成。

装填操作

在装填操作开始时，管状容器2(参考图5至图7)被接收在末端执行器1的框架5中，该框架的形状大致上为圆柱形。例如，机器人定位设备3可以将末端执行器1移动到管分配器120(如图4所示)，以从管分配器120的上端或下端将管2接收在框架5中。另选地，人可将管状容器插入或放置到末端执行器1的框架5中。

提供控制器(例如PLC)以控制机器人定位设备3的移动和末端执行器1的致动。控制器可以在机器人定位设备的内部或外部(即，远离机器人定位设备)。

机器人定位设备被控制成首先移动末端执行器1——以倒置位置携载管状容器2——以竖直地位于传送器102上的保持器108上的选定农产品上方。机器人定位装置可以在三个轴向方向(x、y和z)或这些轴向方向中的至少两个的组合上按矢量方向的性质移动。

然后控制机器人定位设备，使得末端执行器1一直竖直地定位在传送器上的农产品上方，并因此保持末端执行器1以与传送器相同的速度在传送方向(方向y)上移动。

在管状容器2的开放端定位在农产品正上方的情况下，机器人定位设备3使末端执行器1在农产品上方竖直向下移动，其中相对的一对可致动移动元件7均处于缩回位置，以将农产品接收在由末端执行器1保持的管状包装2中。可致动移动元件7均由致动器9驱动。

一旦被接收在管状包装2中，可致动元件就被致动以从缩回位置移动到延伸位置，以将农产品保持在容器2中，并且机器人定位设备3从保持器108提升末端执行器并因此提升农产品。

如果选定待包装的下一个物品与刚刚保留/保持在容器中的物品相邻，则机器人定位设备保持以传送器109的速度在传送方向上移动，然后横向移动(即，在x方向上)。

一旦农产品被接收在末端执行器1中并且从保持器108提升，机器人定位设备3可以随后被控制成根据需要移动和加速，以将末端执行器1定位在下一个或另外的待包装的农产品上，并且向下然后向上竖直移动(即，z方向)，同时在传送方向上移动，一旦与已经被选定进行包装的下一个物品对准，就重复以上操作以拾取该农产品。

为了拾取另外的农产品，机器人定位设备竖直向下移动末端执行器1，使得已经接收在管中的第一或先前的农产品与另外的农产品相邻或接触。

可致动移动元件7被致动以移动到缩回位置，并且末端执行器向下移动以将另外的农产品接收在管中。

一旦农产品被接收在管状包装2中，可致动元件就被致动成从缩回位置移动到延伸位置，以将第一或先前的农产品和另外的农产品保持在管中。

机器人定位设备3提升末端执行器且因此提升农产品，同时仍以传送器109的速度在传送方向上移动。

随着末端执行器1和因此包装2在下一个农产品上方竖直向下移动，每个下一个农产品均将前一个农产品进一步移位到容器2中。

具有末端执行器1的机器人定位设备3继续拾取另外的农产品，直到管状容器被充满。

优选地，具有末端执行器的机器人定位设备3继续利用末端执行器拾取农产品，直到管状容器2中接收了预定数量的农产品。

一旦管状容器被充满，机器人定位设备就可以使末端执行器1在倒置取向与直立取向之间旋转。机器人定位设备3将末端执行器1移动到释放区域121(参考图3和图4)，以从末端执行器1释放管状容器2。

然后，机器人定位设备3将末端执行器1提升离开管状容器2。在所示的实施方式中，将释放区域121致动成使充满的包装移动到出口传送器122上，以从装填装置100运输充满的包装。

图7示出了容纳有五个苹果的充满的管状容器或包装。

管状包装具有封闭端和开放端。帽或盖(未示出)可以装配到管状包装的开放端以封闭包装并完成装填操作。

在装填操作中，农产品在到达分割传送器109的端部之前可以不被包装。到达传送器的端部的任何农产品可以被收集并返回到进给传送器102，以再次被分割而用于装填。农产品可以被(例如由人)收集在容器中并且返回到进给传送器。

农产品装填装置100包括传感器布置111，以感测或检测分割传送器上的分割的农产品中的每个农产品。

装置100包括与传感器布置111通信的具有存储器的控制器。该控制器被配置成在存储器中存储与保持有农产品的相应保持器108相关联的每个农产品的位置的数据点。

在优选实施方式中，分割单元101在二维阵列中呈现农产品，并且控制器在存储器中存储二维阵列中的每个位置的数据点。

每个位置可以由x、y坐标表示。

当传送器在传送方向上移动分割的农产品时，控制器跟踪每个农产品的位置。

机器人定位装置3将末端执行器1移动到保持器以基于与该保持器相关联的农产品的数据点收集农产品。

传感器布置111包括用于检测每个农产品的尺寸的传感器。

例如，传感器可以包括距离测量传感器112(参考图3)以确定传感器112与每个农产品之间的距离，根据该距离可以确定每个农产品的高度测量结果。

优选地，传感器112一次一排地检测传送器上的一排农产品中的每个农产品的高度。

示例性传感器是飞行时间传感器，例如由IFM^TM提供的型号为O3D302的传感器。

每个农产品的高度被传达给控制器。当在装填装置的传送方向上传送所述排时，控制器跟踪所述排在传送器上的位置。

当农产品被分割并且由传送器的保持器108跨传送器以已知间隔关系保持时，通过在排沿着传送器前进时跟踪排的位置，控制器被配置成跟踪排中的每个农产品的位置。

控制器确定要由机器人定位设备3和末端执行器1拾取每排中的哪个农产品，以确保管状包装在单个容器中容纳正确数量的农产品，并且在容器中实现期望的农产品堆叠高度。

优选地，控制器选择每个农产品，以确保一旦管状容器中具有期望数量的农产品，管状容器内的空的顶部空间的量将在期望或可接受的范围内。

该选择过程有助于确保容器内的农产品在运输期间不会在容器内滚动或过度移动，以避免损坏：

-农产品；和/或

-将农产品维持在容器2内的期望取向，例如以通过容器的透视侧壁呈现农产品(例如苹果)的发红(红色)侧或农产品的其他期望特性。

应当理解，由传感器测量的尺寸可以是高度或宽度。例如，如果农产品在本质上大致是球形的，或者在x、y和z轴方面具有相对对称的形状，则可以使用宽度来评估堆叠高度。

现在参考图8至图10描述装填装置实施的用于确定在单个容器内拾取哪个农产品以实现期望的农产品堆叠高度的优选方法或步骤顺序。以实施例的方式提供了将苹果堆叠在管中，然而，该方法或步骤顺序可以用于包装其他类型的农产品。

该方法涉及根据期望的或可接受的堆叠高度装填农产品。期望或可接受的堆叠高度由可接受的最小堆叠高度、目标堆叠高度和可接受的最大堆叠高度限定。当管被填充时(即一旦包装起的每个农产品就位于或位于管内的位置处)，针对每个农产品限定最小、目标和最大的堆叠高度，并且管内的每个位置均具有最小、目标和最大的堆叠高度。例如，对于一个5个苹果的管子，提供了下面的示例最小、目标和最大的堆叠高度(以毫米为单位)，这些高度考虑到了管填充5个苹果后可接受的顶部空间：

在该具体实施例中，管状包装可以具有约260mm的长度，使得管的端部处的顶部空间的长度最大为20mm。

如上所述，控制器从传感器112接收指示排中每个苹果的尺寸(即，高度)的一个或多个输出。参考图8，在步骤201处，控制器根据来自传感器112的一个或多个输出确定传送器上的当前排的苹果中的每个苹果的高度测量结果。该排是呈现给机器人定位设备的多个农产品中的农产品的子集。当该排沿着传送器传送时，控制器跟踪该当前排。

图4示出了跟踪窗口113，在该跟踪窗口中，当排(或农产品的子集)沿着传送器移动时，控制器跟踪一排或多排。

在步骤202处，控制器评估当前排的苹果中的苹果的高度，以确定排中选定的一个或多个苹果中是否存在一个或多个入选者，以实现最小堆叠高度至最大堆叠高度的可接受堆叠高度范围内的堆叠高度。

如果苹果选集中没有一个以上(或多于一个)的入选者来实现在可接受堆叠高度范围内的堆叠高度，则在步骤203处，控制器评定是否存在由一个或多个苹果构成的单个选集来实现可接受堆叠高度范围。

如果存在由一个或多个苹果构成的选集来实现可接受堆叠高度范围，则在步骤204处，控制器使机器人定位装置和末端执行器拾取一个或多个苹果以实现可接受堆叠高度范围内的堆叠高度。

在步骤208处，控制器评估添加到管的苹果以确定管是否被充满。如果管被充满，则装填操作完成，并且控制器使机器人定位设备将末端执行器移动到释放区域120并从末端执行器释放充满的管。

控制器可以使具有末端执行器的机器人定位设备拾取新的空管并开始新的装填操作。

如果管未充满，则在步骤209处，控制器“剔除”当前排，因为控制器已经完成其对当前排的评估，并且选择传送器上的下一排成为用于评估的当前排，并且控制器返回到该方法的开始以重复该方法，从而继续在期望的堆叠极限范围内填充管。

在步骤203处，如果没有苹果选集实现可接受范围内的堆叠高度，则在步骤205处，如果堆叠高度大于最大堆叠高度，则控制器从控制器对当前排苹果的评估中“去除”或“剔除”(即，控制器忽略)最大的苹果，或者，如果堆叠高度小于最小堆叠高度，则控制器从控制器对当前排苹果的评估中“去除”或“剔除”(即，控制器忽略)最小的苹果。

在步骤206处，控制器确定排中是否剩余不止一个苹果可供选择。

如果排中剩余不止一个苹果用来评估，则控制器返回到步骤202。

在步骤202处，控制器再次评估排中剩余的苹果以供选择。

例如，如果控制器当前已经从该排剔除了一个苹果并且管当前容纳有零个苹果，则可接受的堆叠高度范围是190mm至210mm。另外，如果苹果选集中没有一个以上(或多于一个)的入选者来实现堆叠高度范围内的堆叠高度，则控制器重复步骤203、205和206，直到排中剩余的苹果的堆叠高度在可接受范围内并且控制器移动到步骤204，或者排中只留下一个苹果用来评估，控制器移动到步骤207。

在步骤207处，如果在当前排中剩下的用于评估的最后一个苹果在可接受堆叠高度范围内，则在步骤204处，控制器使机器人定位装置和末端执行器拾取该苹果。

在步骤208处，如果管被充满，则装填操作完成，否则，在步骤209处，控制器选择传送器上的下一排成为用于评估的当前排，并且控制器返回到方法的开始以重复该方法，从而继续在可接受的堆叠极限范围内填充管。

在步骤207处，如果在当前排中剩下的用于评估的最后一个苹果在堆叠极限范围之外，则参考图9，在步骤301处，控制器根据来自传感器112的一个或多个输出确定传送器上的接下来三排中的每个苹果的高度测量结果，并且在步骤302处，评估接下来三排中的苹果的高度以确定在接下来三排中是否有将堆叠高度回到可接受的堆叠高度范围内的苹果。如果在接下来的三排中有使堆叠高度回到范围内的苹果，则在步骤303处，控制器使机器人定位设备和末端执行器从当前排拾取最后一个苹果。

经过步骤208移动到步骤209，控制器选择传送器上的下一排成为用于评估的当前排，并且控制器返回到该方法的开始以重复该方法，从而继续在可接受的堆叠极限范围内填充管。

虽然在所描述的实施方式中，在步骤207处，控制器评估接下来的三排中的苹果高度以尝试并定位苹果，以使堆叠高度回到范围内，但是本领域技术人员将理解，在一些实施方式中，控制器可以仅评估接下来的一排，或接下来的两排，或接下来的三排，或接下来的不止三排，以尝试并定位苹果，以使堆叠高度回到范围内。评估接下来的三排仅作为实施例提供。

在步骤202处，如果控制器确定来自当前排的苹果的由一个或多个苹果构成的选集中存在不止一个入选者来实现可接受堆叠高度，则参考图10，在步骤401处，控制器评估当前排的农产品并且确定当前排中的由一个或多个农产品构成的哪个选集最接近或等于目标堆叠高度。

在步骤402处，控制器确定是否存在不止一个最接近或等于目标堆叠高度的由一个或多个苹果构成的选集。

例如，控制器可以确定接近或等于目标堆叠高度的堆叠高度，或者确定所测量的堆叠高度是否等于目标堆叠高度加上或减去阈值。

阈值可以是农产品特定的和/或可调节的，例如表示为堆叠高度极限的百分比。如果存在最接近或等于目标的由一个或多个苹果构成的仅一个选集，则在步骤403处，控制器使具有末端执行器的机器人定位设备拾取堆叠高度最接近或等于目标堆叠高度的农产品选集。

在步骤402处，如果存在堆叠高度最接近或等于目标堆叠高度的不止一个选集的农产品，则控制器使机器人定位装置拾取包括最大异常值的选集的农产品，该最大异常值的农产品是具有可接受堆叠高度范围内的堆叠高度的农产品选集中的最大或最小的农产品。控制器可以确定每个农产品的异常值分数。异常值分数可以基于农产品的实际尺寸(高度)与标称尺寸(高度)之间的差。

异常值分数可以是农产品的实际尺寸(高度)与标称尺寸(高度)之间的差的2次方。

另外，参考以上实施例，农产品的标称尺寸是50mm。对于55mm的农产品尺寸，异常值分数为25。

在农产品装填装置100包括不止一个具有末端执行器的机器人定位装置的情况下，拾取具有最大异常值的农产品选集的步骤是有用的，因为从待装填的农产品中去除最大异常值的农产品提高了具有末端执行器的下一个机器人定位装置在期望的堆叠高度范围内成功地填充管的可能性。

如上所述，一旦控制器已经使具有末端执行器的机器人定位设备拾取选集的苹果以实现堆叠高度目标或范围，则在步骤208处，控制器确定管是否已被充满。

如果管被充满，则装填操作完成，并且控制器使机器人定位设备将末端执行器移动到释放区域120并从末端执行器释放充满的管。控制器可以使具有末端执行器的机器人定位设备拾取新的空管并开始新的装填操作。然后，控制器将传送器上的下一排设置为用于评估的当前排，并重复用于填充新管的方法。

如果管未充满，则在步骤209处，控制器“剔除”当前排，因为控制器已经完成其对当前排的评估，并且选择传送器上的下一排成为用于评估的当前排，并且控制器返回到方法的开始以重复该方法，从而继续在可接受的堆叠高度范围内填充管。

图11是优选的“异常值”的末端执行器1A的剖视图，该末端执行器可以处理除了来自待包装的一般水果群体的10％的上限和下限异常值外剩余的90％的待包装在管中的水果。

该末端执行器1具有框架5，该框架5经由一对套环1101a、1101b和柔性接头1102附接到异常值接收器区段1100。柔性接头可以由热塑性塑料或其他合适的材料制成。

异常值接收器区段1100具有振动马达和壳体1103，该振动马达和壳体1103在异常值接收器区段1100接收要接收并保留在管(未示出)中的新的农产品时振动异常值接收器区段1100。

该末端执行器1A的另一特征是钩1104，该钩帮助将管正确地定位到末端执行器1A中。

实施例1：异常值水果

本发明人已经发现，在不同的生长季节中，苹果的水果尺寸和/或形状的均匀性会变化，例如，异常苹果可以是长的、粗矮的、叶形的或企鹅的形状。这些尺寸和形状与苹果的平均尺寸/形状的差异可能导致难以由本发明的机器人定位装置将苹果直接自动包装到容器中。

在一些情况下，形状、尺寸(直径)和/或表皮粘附性可能导致将苹果放置到管中的卡塞问题。

本发明人已经能够通过利用末端执行器上的振动机构来克服这些问题中的90％的问题，该振动机构在管填充过程期间操作以使管振动。

图11示出了末端执行器1，该末端执行器包括马达M，马达M旋转偏心质量块以振动管2。马达M经由套环C1和C2附接到末端执行器1的框架。

还经由两个Sick Inspector PIM60智能2D相机(相机系统)形式的传感器系统来实现评估不会装配在管2内的极端异常水果，每个相机在机器人定位设备3上游同时查看传送器109的三个通路L。

相机系统可以在跨越三个苹果位置的四个对角线上测量苹果直径，与实际直径的标准偏差为0.27mm。

大约95％的测量结果比实际直径小0.54mm。使用花萼/花茎位置的苹果取向被识别为在竖直方向20度内。

该相机系统能够检测到超出+/-0.5mm的公差的异常水果。利用由该视觉系统产生的赤道直径数据和现有的飞行时间系统，可以制作每个苹果的伸长曲线。然后，自动包装机可以决定拒绝它或将它添加到其管拾取组合中。

因此，本发明的传感器系统可以在一段时间内对农产品进行多次测量，以确定其是否能装配入管内。如果该水果不能装配入管内，该水果将被识别。传感器系统还可以协助对机器人定位设备3进行编程，使其拾取最小的水果，使其首先在管内形成堆叠，而堆叠中的最大水果最后进入管内。

这种方法有助于减轻装填操作中因卡塞而造成的停顿。

在一些实施方式中，可通过额外的下游机器人定位装置拾取极端异常的水果，该下游机器人定位装置具有用于接收极端异常农产品的适当过大或过小直径的管。

另选地或另外地，可以存在一个或多个另外的附加下游机器人装置，用于拾取将不装配在管内的被拒绝的农产品。

本发明还可以被认为广泛地包括本申请的说明书中提到或指示的部件、元件和特征，这些部件、元件和特征以单独或集体地、以两个或更多个所述部件、元件或特征的任何或所有组合的形式存在。

已经仅通过实施例的方式描述了本发明的各方面，并且应当理解，可以在不脱离所附权利要求中限定的范围的情况下，对其进行变型和补充。

Claims (32)

1.一种农产品装填装置，所述农产品装填装置包括：

具有末端执行器的机器人定位设备，

其中，所述机器人定位设备提供至少三个自由度以相对于待包装的农产品在三个轴向(x、y和z)方向上或在这些轴向方向中的至少两个轴向方向的组合方向上移动所述末端执行器，

其中，所述末端执行器适用于单个地拾取农产品；

传感器，所述传感器用于确定呈送给所述机器人定位设备和末端执行器的多个农产品中的每个农产品的尺寸；以及

控制器，所述控制器被配置成接收来自所述传感器的一个或多个输出，并且：

基于来自所述传感器的所述一个或多个输出来确定要从所述多个农产品拾取的农产品选集，以在包装内实现农产品的可接受堆叠高度；

并且使所述机器人定位设备和末端执行器移动并拾取所述农产品选集并将其放置在所述包装内。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可接受堆叠高度由目标堆叠高度和/或可接受堆叠高度范围限定，其中，所述可接受堆叠高度范围从最小可接受堆叠高度到最大可接受堆叠高度。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，一旦包装好，每个农产品就在所述包装内采取一位置，并且所述可接受堆叠高度范围和/或目标堆叠高度是针对所述包装内的每个位置处的所述农产品限定的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制器被配置成：

(i)基于来自所述传感器的所述一个或多个输出，确定所述多个农产品的当前子集中的每个农产品的尺寸(高度)，并且从所述当前子集确定要由具有末端执行器的所述机器人定位设备拾取的所述农产品选集。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述装置包括传送器，以将所述多个农产品传送到所述机器人定位装置，并且农产品的所述当前子集是横跨所述传送器间隔开的一排农产品。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述控制器被配置成当所述一排农产品沿着所述传送器被传送时跟踪所述一排农产品。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其中，所述控制器被配置成用来确定不止一排农产品中的每个农产品的尺寸，并且当所述不止一排农产品沿着所述传送器传送时跟踪所述不止一排农产品。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的装置，其中，所述控制器被配置成：

(ii)评估所述当前子集中的所述农产品的高度，以确定是否存在来自所述当前子集的一个或多个由一个或多个农产品构成的选集，以实现在可接受堆叠高度范围内的堆叠高度；以及

(iii)如果存在在所述可接受堆叠高度范围内的由一个或多个农产品构成的单个选集，则所述控制器被配置成使所述机器人定位设备和末端执行器拾取由一个或多个农产品构成的所述单个选集。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述控制器被配置成：

(iii)(b)如果不存在在所述可接受堆叠高度范围内的农产品选集；以及

(iii)(b)(i)如果所述当前子集中的所述农产品的所述堆叠高度大于最大可接受堆叠高度，则所述控制器被配置成忽略来自所述当前子集的最大农产品；或者

(iii)(b)(ii)如果所述当前子集中的所述农产品的所述堆叠高度小于最小可接受堆叠高度，则所述控制器被配置成忽略来自所述当前子集的最小农产品，并且

(iii)(c)如果在所述当前子集中剩下不止一个农产品，则所述控制器被配置成返回到步骤(ii)。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，在步骤(iii)(c)中，所述控制器被配置成：

如果所述当前子集中仅剩下一个农产品，即所述当前子集中的最后一个农产品，并且

(iii)(c)(i)如果所述当前子集中的所述最后一个农产品在所述可接受堆叠高度范围内，则所述控制器被配置成：

使所述机器人定位装置和末端执行器拾取所述当前子集中的所述最后一个农产品。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，在步骤(iii)(c)中，所述控制器被配置成：

(iii)(c)(ii)如果所述当前子集中的所述最后一个农产品在所述可接受堆叠高度范围之外，则所述控制器被配置成：

(iii)(c)(ii)(a)基于来自所述传感器的所述一个或多个输出，确定一个或多个接下来的子集中的每个农产品的尺寸(高度)以确定所述一个或多个接下来的子集中是否存在与所述最后一个农产品一起实现在所述可接受堆叠高度范围内的堆叠高度的农产品，以及

(iii)(c)(ii)(a)(i)如果在所述一个或多个接下来的子集中存在与所述最后一个农产品一起实现在所述可接受堆叠高度范围内的堆叠高度的农产品，则所述控制器被配置成：

使所述机器人定位设备和末端执行器拾取所述当前子集中的所述最后一个农产品，以及

(iii)(c)(ii)(a)(ii)如果在所述一个或多个接下来的子集中不存在与所述最后一个农产品一起实现在所述可接受堆叠高度范围内的堆叠高度的农产品，则所述控制器被配置成：

将所述多个农产品中的下一个子集设置为所述当前子集并返回到步骤(i)。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的装置，其中，在步骤(ii)之后，如果所述当前子集中存在不止一个由一个或多个农产品构成的选集来实现在可接受堆叠高度范围内的堆叠高度，则所述控制器被配置成：

(iv)确定一个或多个由一个或多个农产品构成的所述选集是否实现最接近或等于目标堆叠高度的堆叠高度，以及

(iv)(a)如果存在实现最接近或等于所述目标堆叠高度的堆叠高度的仅一个由一个或多个农产品构成的选集，则所述控制器被配置成使所述机器人定位设备和末端执行器拾取所述选集；以及

(iv)(b)如果存在实现最接近或等于所述目标堆叠高度的堆叠高度的不止一个由一个或多个农产品构成的选集，则所述控制器被配置成使所述机器人定位设备和末端执行器拾取具有最大或最小农产品的选集。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，如果由一个或多个农产品构成的选集的堆叠高度等于所述目标堆叠高度加上或减去阈值，则所述选集的所述堆叠高度等于所述目标堆叠高度。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的装置，其中，在所述控制器使所述机器人定位设备拾取由一个或多个农产品构成的所述选集之后，所述控制器还被配置成：

(v)确定所述包装是否被充满，并且

(v)(a)如果所述包装没被充满，则所述控制器被配置成将所述多个农产品中的下一个子集设置为所述当前子集并返回到步骤(i)以继续填充所述包装。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述末端执行器适用于保持所述包装并且由于所述末端执行器拾取所述农产品而将所述农产品放置在所述包装中，并且其中在步骤(v)中：

(v)(b)如果所述包装是充满的，则完成当前装填操作，并且所述控制器被配置成使所述机器人定位设备将所述末端执行器移动到释放区域并从所述末端执行器释放充满的包装。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述控制器被配置成：

(v)(c)使所述机器人定位设备将所述末端执行器移动到包装分配器以在所述末端执行器中接收空包装，并且

将所述多个农产品中的下一个子集设置为所述当前子集并返回到步骤(i)以开始填充所述空包装。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述末端执行器适用于保持所述包装并且由于所述末端执行器拾取所述农产品而将所述农产品放置在所述包装中，并且所述末端执行器包括：

至少一个可致动移动元件，所述至少一个可致动移动元件位于所述末端执行器上以便邻近由所述末端执行器保持的管的开放端；其中所述可致动移动元件被配置成能够在以下位置之间操作：

-延伸位置，其至少部分地在由所述末端执行器保持的管的所述开放端上方延伸，以至少部分地阻塞所述管的所述开放端；以及

-缩回位置，使得所述容器的所述开放端基本上不被阻塞，以允许农产品被接收在所述管中；并且

其中，为了拾取农产品，所述控制器被配置成在所述可致动元件处于所述缩回位置的情况下并且在将要填充空管的情况下进行如下操作：

A)控制所述机器人定位设备至少在：

-x和y方向上；或

-x方向和y方向的组合方向上；

定位所述末端执行器，以便处在由一个或多个农产品构成的所述选集的第一农产品的竖直上方；并且竖直向下移动所述末端执行器以将所述第一农产品接收在所述末端执行器内的所述管中，并且

B)将所述可致动移动元件从所述缩回位置致动到所述延伸位置，以将所述第一农产品保留在所述包装中，以及

C)使所述机器人定位设备竖直向上移动所述末端执行器，从而拾取所述农产品。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述控制器还被编程为：

D)使所述机器人定位设备在所述x和y方向上移动所述末端执行器，以将所述末端执行器定位在由一个或多个农产品构成的所述选集中的另一农产品的竖直上方，并且竖直向下移动所述末端执行器，以将所述第一农产品定位成与所述另一农产品相邻或接触；

E)将所述可致动移动元件从所述延伸位置致动到所述缩回位置；

F)控制所述机器人定位设备继续竖直向下移动所述末端执行器以在所述末端执行器内的所述包装中接收所述另一农产品；

G)将所述可致动移动元件从所述缩回位置致动到所述延伸位置，以将所述第一农产品和所述另一农产品保留在所述包装中，以及

H)使所述机器人定位设备竖直向上移动所述末端执行器，以及

F)重复步骤D至H，直到所述机器人定位设备和末端执行器已经拾取了由一个或多个农产品构成的所述选集。

19.根据权利要求17或18所述的装置，其中，所述装置包括传送器，以将所述多个农产品传送到具有末端执行器的所述机器人定位装置，并且农产品的所述子集是跨所述传送器间隔开的一排农产品，并且其中，为了将所述末端执行器定位在农产品的竖直上方，所述控制器被配置成：

使所述机器人定位设备将所述末端执行器在农产品上方竖直移动并以所述传送器的速度在传送方向上移动，使得所述末端执行器保持在所述农产品的竖直上方。

20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述末端执行器适用于保持所述包装并且由于所述末端执行器拾取所述农产品而将所述农产品放置在所述包装中。

21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置包括分割单元，所述分割单元用于将所述农产品间隔开并且将分割的农产品呈送给所述机器人定位设备的触及范围。

22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述分割单元将所述农产品以二维阵列间隔开。

23.一种将农产品直接包装到管状容器中的方法，所述方法包括以下步骤：

a)在给定时间点，感测位于传送器上的农产品的尺寸和形状数据，所述农产品位于所述传送器上的离散的不可变数据点位置处；

b)评估所述传送器上的所述农产品的如在步骤a)处确定的所述尺寸和形状数据，以识别所述传送器上是否存在适合于处在所述管的内部尺寸内并且对于所述管状容器而言实现在从最小堆叠高度到最大堆叠高度的可接受高度范围内的堆叠高度的一个或多个物品。

24.根据权利要求23所述的包装农产品的方法，所述方法还包括以下步骤：

c)使用来自步骤a)的所识别的农产品的数据点位置来：

i)移动机器人定位装置，以便保持定位在所选择的农产品的正上方；以及

ii)操纵末端执行器，使得所述管状容器能够在其中接收和保留所述农产品。

25.根据权利要求24所述的包装农产品的方法，所述方法还包括以下步骤：

d)根据需要重复步骤a)至c)，直到所述管状容器填充有期望数量的农产品。

26.一种包装物品的方法，所述方法包括以下步骤：

-a)利用机器人定位设备来操纵所述机器人定位设备上的末端执行器，以在感测到离散的农产品的尺寸和形状之后从传送器拾取所述离散的农产品，并且将所述离散的农产品直接递送到管状包装中。

27.根据权利要求26所述的包装物品的方法，所述方法包括以下步骤：

-b)重复步骤a)以拾取一个或多个另外的农产品，直到所述管状包装被充满。

28.一种包装物品的方法，所述方法包括以下步骤：

-a)利用控制器来操纵机器人定位设备以及所述机器人定位设备上的末端执行器，以基于对所选择的农产品的各个尺寸、或各个尺寸和形状、或各个尺寸、形状和取向、以及集体尺寸、集体尺寸和形状、或集体尺寸、形状和取向的评估来选择待放置在容器中的一个或多个农产品，以便确保共同装配在所述容器内的农产品在目标堆叠高度内这一最终结果。

29.根据权利要求28所述的包装方法，其中，对集体尺寸、集体尺寸和形状、或者集体尺寸、形状和取向的评估用于确定将农产品装填到管中的顺序。

30.一种用于机器人定位装置的末端执行器，所述末端执行器包括：

-框架，所述框架能够在其中接收和保持管状容器；

-所述末端执行器包括可致动元件，所述可致动元件能在延伸位置和缩回位置之间移动；

其中，所述末端执行器操作成从所述延伸位置打开(如果尚未打开)到所述缩回位置，以在其中接收或保持新的农产品；

其中，在所述末端执行器移动到所述缩回位置的操作进行的同时、刚好之前或刚好之后；或者在所述末端执行器开始向下移动以接收新的农产品之时或前后，致动振动所述末端执行器和其中的管状容器两者的振动机构。

31.一种用于管包装操作的传感器系统，所述传感器系统被配置成：

a)具有至少一个传感器，所述至少一个传感器跟踪并且记录一段时间内的多个测量结果，所述多个测量结果包括：宽度；长度；以及取向信息；用于传送器上的单个农产品；

b)计算物品的最小和最大宽度/高度尺寸，以帮助确定在可接受误差界限内的管的堆叠高度。

32.根据权利要求30所述的用于管包装操作的传感器系统，所述传感器系统还被配置成：

c)识别与所述管的包装约束不相容的异常水果，使得它们能够被从所述传送器去除和/或被所述机器人定位设备忽略。