DE102020121554A1

DE102020121554A1 - Robotersystem und mobiler Roboter zum Pflücken von stielbehafteten Früchten einer Pflanze

Info

Publication number: DE102020121554A1
Application number: DE102020121554.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: SECKERT, THORSTEN, DE
Priority date: 2020-08-17
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2022-02-17
Also published as: WO2022038057A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mobilen Roboter zum Pflücken von stielbehafteten Früchten (5) einer Pflanze mit mindestens einer an einem fahrbaren Roboterfahrgestell gelagerten Greifvorrichtung (1), wobei der mobile Roboter entlang der Pflanzen fahren kann und die Greifvorrichtung (1) zu einer mit einem Stiel (4) an der Pflanze befestigten und zu pflückenden Frucht (5) der Pflanze verlagerbar ist. Die Früchte (5) werden erfindungsgemäß schonender gepflückt, da die Greifvorrichtung (1) mindestens zwei Klemmelemente (3) mit jeweils einer Stielanlagefläche (6) aufweist, sodass die mindestens zwei Klemmelemente (3) den Stiel (4) mit einer zum Stiel (4) gerichteten Anlagekraft (14) ergreifen, und wobei die Greifvorrichtung (1) ein Schneidwerkzeug (11) aufweist, das den Stiel (4) der zu pflückenden Frucht (5) durchtrennen kann, sodass die zu pflückende Frucht (5) mit einem Rest des Stiels (4) an der Frucht (5) gepflückt werden kann. Die Erfindung betrifft auch ein Robotersystem mit zumindest einem mobilen Roboter, der mit einer zentralen Steuereinrichtung in Verbindung bringbar ist und mit dieser zentralen Steuereinrichtung Messdaten, Befehle und/oder Informationen austauschen kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen mobilen Roboter zum Pflücken von stielbehafteten Früchten einer Pflanze mit mindestens einer an einem fahrbaren Roboterfahrgestell gelagerten Greifvorrichtung, wobei der mobile Roboter entlang der Pflanzen fahren kann und die Greifvorrichtung zu einer mit einem Stiel an der Pflanze befestigten und zu pflückenden Frucht der Pflanze verlagerbar ist.
Die Erfindung kann vorteilhaft am Beispiel von Erdbeeren und Erdbeerpflanzen beschreiben werden, wobei die Erfindung nicht nur auf die beispielhaften Erdbeeren beschränkt ist, sondern auch auf alle ähnlichen Pflanzenarten ausgeweitet werden kann, wie beispielsweise Himbeeren, Pfirsiche, Äpfel, Orangen oder weitere Obst und Beerensorten.
Erdbeeren beispielsweise werden beispielsweise in Deutschland nur innerhalb einer Zeitperiode von sechs bis zwölf Wochen geerntet, und während dieser Zeit muss für eine ausreichende Ausbeute das Erdbeerfeld alle zwei bis drei Tage nach reifgewordenen Erdbeeren abgesucht werden, da der Reifeprozess von Erdbeeren mit dem Pflücken unterbrochen wird.
Die zeitliche Begrenzung, um eine ausreichende und ausgiebige Ernte besagter Früchte zu bewerkstelligen, hat in der Praxis eine Reihe von mobilen Robotern hervorgebracht, die halb- oder vollautomatisiert kontinuierlich die Ernte der Früchte durchführen können, sodass die Ausbeute beispielsweise eines Erdbeerfeldes maximal ist und keine Erdbeeren auf dem Erdbeerfeld übersehen werden und verfaulen.
Aus der Druckschrift WO 2018/015416 A1 ist eine Vorrichtung zum Pflücken von Obst bekannt, die mit einem optischen Erfassungsmittel, einem Roboterarm und einer Verarbeitungseinheit versehen ist. Danach erfasst die optische Erfassungseinheit die Früchte, wobei diese von der Verarbeitungseinheit auf ihre Reife bewertet werden, sodass die Verarbeitungseinheit den Roboterarm derart ansteuert, dass dieser sich mit einem Greifmechanismus um die zu pflückende Frucht herum positioniert. Wird der Greifmechanismus anschließend betätigt, wird die zu pflückende Frucht so um eine im Wesentlichen horizontale Achse oder um eine andere Achse gedreht, wodurch die Frucht von der Pflanze getrennt werden kann. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass diese nur einen Roboterarm aufweist und nur in witterungsgeschützten Räumen einsetzbar ist.
Aus der Druckschrift US 10,292,414 B1 ist ein Entdeckelungsapparat für Früchte mit einem Stiel, einem Kelch und einem Hauptkörper bekannt. Danach klemmt ein Roboterarm die Frucht mit ihrem Stiel in eine in einer Platte eingebrachten Öffnung zwischen zwei Plattenkanten, wobei nur der Stiel der Frucht durch die Öffnung passt und die Frucht selbst nicht. Zum Pflücken übt der Roboterarm eine Zugkraft auf die Frucht aus, sodass die Platte und die für die Frucht zu kleine Öffnung die Frucht von der Pflanze trennen. Der Entdeckelungsapparat ist sperrig und dürfte kaum in der Lage sein, wirtschaftlich sinnvoll zahlreiche kleine Früchte, wie beispielsweise Erdbeeren, erfassen zu können und diese unbeschadet zu pflücken.
Aus der Druckschrift EP 2 371 204 A1 ist weiter eine Maschine zum automatischen Ernten von in Reihen angebauten Früchten bekannt, die ein selbstfahrendes und autonomes Fahrzeug umfasst, wobei ein Roboterarm, eine Beobachtungskamera zum Erkennen der Frucht, ein Kontakt- und Abstandsensor und ein Behälter die Frucht mit einer scharfkantigen in den Behälter eingebrachten Öffnung von der Pflanze trennen, sodass diese in den Behälter fällt. Nachteilig bei dieser Maschine ist, dass die Früchte wenig differenziert mit dem großen Behälter geerntet werden, sodass auch viele noch unreife Früchte mitgeerntet werden.
Alle aus der Praxis bekannten mobilen Roboter zum Pflücken von stielbehafteten Früchten einer Pflanze haben zusätzlich den gemeinsamen Nachteil, dass sie zum Pflücken der Frucht Druck- und Zugkräfte auf sie ausüben. Dadurch kann die Frucht beschädigt werden, wobei mindestens kleine Druckstellen auf der Frucht zurückbleiben. Diese Druckstellen mindern erheblich den Verkaufswert der Früchte, da die Früchte oftmals als von minderer Qualität verkauft werden müssen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen mobilen Roboter zum Pflücken von stielbehafteten Früchten einer Pflanze bereitzustellen, mit dem die Früchte möglichst unversehrt, unbeschadet und ohne wertmindernde Druckstellen gepflückt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Greifvorrichtung mindestens zwei Klemmelemente mit jeweils einer Stielanlagefläche aufweist, wobei die Stielanlageflächen an dem Stiel der zu pflückenden Frucht anliegen können und die mindestens zwei Klemmelemente entlang eines Stielumfangs des Stiels derart auf einer gleichen Stielhöhe verteilt sind, dass die mindestens zwei Klemmelemente den Stiel mit einer zum Stiel gerichteten Anlagekraft ergreifen, und wobei die Greifvorrichtung ein Schneidwerkzeug aufweist, das den Stiel der zu pflückenden Frucht durchtrennen kann, sodass die zu pflückende Frucht mit einem Rest des Stiels an der Frucht gepflückt werden kann.
Die mindesten eine Greifvorrichtung kann schon bei zwei sich gegenüberliegenden Klemmelementen den Stiel der Frucht zuverlässig erfassen und greifen, wobei die Greifvorrichtung einer Daumen-Finger-Funktion nachempfunden ist, die den Stiel feinmotorisch ergreifen kann. Mehrere Klemmleisten sind komplexer anzusteuern aber optional auch realisierbar. Dadurch kann der Stiel der zu pflückenden Frucht fast vollumfänglich ergriffen werden. Das dafür benötigte Drehmoment und die Anlagekraft können kleine Elektromotoren, beispielsweise Servomotoren, bereitstellen. Nachdem das Schneidwerkzeug die Frucht von der Pflanze getrennt hat, kann die Greifvorrichtung, die den Stiel fest im Griff hat, die unversehrte Frucht in einen dafür bereitgestellten Auffangbehälter oder direkt in einen Verkaufskorb ablegen.
Sind mehrere Greifvorrichtungen an dem Roboterfahrgestell gelagert, kann der erfindungsgemäße mobile Roboter mittels geeigneter Algorithmen lernen, die Greifvorrichtungen in einer vorteilhaften Weise zu nutzen, sodass die unabhängigen Greifvorrichtung kooperativ agieren. Künstliche neuronale Netzwerke können dabei helfen die Feinmotorik und Beweglichkeit der Greifvorrichtung zu verbessern. Auch können mit Hilfe von Computer-Vision-Algorithmen und maschinellem Lernen wie z.B. Reinforcement Learning Methoden beispielsweise die Auswahl der reifen Früchte und die Feinmotorik noch weiter verbessert werden. Bearbeiten mehrere Greifvorrichtungen eine Pflanze, kann eine Greifvorrichtung die Blätter und Stängel der Pflanze wegschieben und die zu pflückenden Früchte freilegen, sodass eine andere Greifvorrichtung diese pflücken kann. Auch ist es möglich, dass eine Greifvorrichtung eine gepflückte Frucht einer anderen Greifvorrichtung übergibt, weil sie eventuell vorteilhafter einen noch nicht vollen Auffangbehälter erreichen kann. Es sind erfindungsgemäße mobile Roboter mit acht bis über zwanzig Greifvorrichtungen realisierbar.
Auch kann der erfindungsgemäße mobile Roboter lokal, beispielsweise über eine Bluetooth- oder WLAN-Verbindung, oder über eine Internet-Verbindung mit anderen erfindungsgemäßen mobilen Robotern interagieren. Die Daten können auch mit standardisierten Übertragungseinrichtungen und Übertragungsprotokollen wie beispielsweise mit einem LoRaWAN-Funkmodul zu anderen mobilen Robotern oder zu einer zentralen Datenauswerteeinrichtung übertragen werden. Die zentrale Datenauswerteeinrichtung kann ein Server sein, der sowohl den Betrieb der mobilen Roboter steuert oder überwacht, als auch alle erforderlichen Daten bereithält sowie Informationen über den Betrieb der mobilen Roboter erfasst und speichern kann. Dadurch kann die Effizienz der einzelnen mobilen Roboter erheblich gesteigert werden, da sie Informationen, Erfahrungen und Erlerntes über diese Verbindungen austauschen können. Sind beispielsweise Teile der Pflanzen auf dem Feld noch nicht erntereif, kann ein erfindungsgemäßer mobiler Roboter diese Information mit anderen erfindungsgemäßen mobilen Robotern teilen, sodass diese nicht die Zeit und Energie vergeuden, diesen Teil des Feldes ebenfalls abzusuchen. Ganze Karten über Eigenschaften des Feldes können auf diese Weise erstellt werden mit Informationen über beispielsweise Reifegrad der Früchte, Parasitenbefall, witterungsbedingte Schäden etc. Andere relevante Informationen können beispielsweise schon befahrene Zeilen eines Pflanzenfeldes, Batterieladezustand zur Optimierung des Batterieaustauschs oder volle Kisten bzw. Auffangbehälter sein, sodass der Arbeiter informiert wird, wann er die Kisten/Batterien austauschen muss. Der mobile Roboter benötigt allerdings keine vorgefertigte Map zur Navigation, sondern kann sich spontan und in Echtzeit im Feld orientieren und bewegen und die ihm zugewiesenen Aufgaben erledigen.
Da ein Rest des Stiels an der Frucht verbleibt und durch das Schneidwerkzeug sauber von der Pflanze abgetrennt ist, wird dadurch auch deren sanfter Pflückvorgang verdeutlicht, wobei die Abnehmer der Früchte von einer maximalen Frische und Qualität ausgehen können, da die erfindungsgemäße Funktion, die Frucht am Stiel zu pflücken und nicht durch eine Drehung oder durch Zugkräfte abzureißen, um einiges schonender für die Frucht ist als die bekannten Methoden.
Der erfindungsgemäße mobile Roboter mit seinem Roboterfahrgestell kann kontinuierlich das Pflanzenfeld abfahren, erkannte reife Früchte pflücken und optional auch in einem Kühlgehäuse lagern, sodass ein 24h-Betrieb während der Erntezeit möglich ist. Die gepflückten Früchte müssen nur in regelmäßigen Zeitabständen abgeholt werden und der erfindungsgemäße mobile Roboter auf korrekte Funktion überprüft werden.
Die Nutzungsdauer des erfindungsgemäßen Roboters lässt sich aber auch auf außerhalb der Ernteperiode erweitern. Bei frisch gesetzten Pflanzen müssen oftmals die Blüten abgeschnitten werden, damit die Pflanze erst im darauffolgenden Jahr Früchte tragen kann. Das kann notwendig sein, damit die frisch gesetzten Pflanzen ihre Energie im ersten Jahr vollständig in ihr Wachstum stecken und nicht zu früh in ihre Früchte. Auch hier bietet sich der Einsatz des erfindungsgemäßen mobilen Roboters an, da die Früchte verschiedener Pflanzentypen und auch die Blüten dieser von der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung ergreifbar sind und gepflückt werden können. Auf gleiche Weise kann der erfindungsgemäße mobile Roboter dafür eingesetzt werden, die Felder der Nutzpflanzen von Unkraut zu befreien, da er mit seiner erfindungsgemäßen Greifvorrichtung nicht nur den Stiel einer Frucht ergreifen kann, sondern jeden stielähnlichen Abschnitt einer Pflanze - somit auch die Sprossachse bzw. den Halm eines Unkrauts.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mobilen Roboters kann optional vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug auf einer einer Pflanzenseite gegenüberliegenden Fruchtseite der mindestens zwei Klemmelemente angeordnet ist und den Stiel der zu pflückenden Frucht auf dieser Fruchtseite der mindestens zwei Klemmelemente durchtrennen kann, sodass die zu pflückende Frucht von einem unter der zu pflückenden Frucht angeordneten Auffangbehälter aufgefangen werden kann. Das Material des Auffangbehälters kann aus einem Kunststoff oder einem Metall bestehen, wobei es besonders vorteilhaft erscheint, wenn das Material aus einer Textilie oder einem anderen flexiblen bzw. nicht formstabilen Material besteht. Dadurch entstehen an den gepflückten Früchten keine Druckstellen und Quetschungen, die oftmals erst später sichtbar werden, wenn sie in den Auffangbehälter fallen oder verkauft werden sollen. Der Vorteil ist, die Früchte können einen höheren Umschlag haben und somit schneller geerntet werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mobilen Roboters kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug auf der der Fruchtseite gegenüberliegenden Pflanzenseite der mindestens zwei Klemmelemente angeordnet ist und den Stiel der zu pflückenden Frucht auf dieser Pflanzenseite der mindestens zwei Klemmelemente durchtrennen kann, sodass die Greifvorrichtung die gepflückte Frucht in einen Auffangbehälter befördern kann, während die mindestens zwei Klemmelemente mit ihren Stielanlageflächen den Stiel zwischen der gepflückten Frucht und einer durch das Schneidwerkzeug bewirkten Stieltrennstelle festhalten. Danach erfolgt die Beförderung der gepflückten Früchte in den Auffangbehälter oder direkt in den Verkaufskorb noch sanfter, da die Greifvorrichtung die Früchte sorgfältig in den Behälter oder Korb hineinbewegen und darin ablegen kann. Der Stiel der Frucht wird durchtrennt und die Frucht fällt nicht unkontrolliert in Richtung des Bodens, sondern wird von der Greifvorrichtung über die ganze Zeit bis zur Ablage in den Auffangbehälter getragen und festgehalten. Werden die gepflückten Früchte direkt in einen Verkaufskorb gelegt, kann die Greifvorrichtung die Früchte direkt optisch ansprechend für den Abnehmer oder nach dessen Vorgaben sortieren und positionieren.
Um die zu pflückenden Früchte identifizieren und die mindestens eine Greifvorrichtung während eines Pflückvorgangs ansteuern zu können ist es zweckmäßig, dass sowohl die gerade zu bearbeitende Pflanze als auch die relevanten Komponenten einer Greifvorrichtung mit einer optischen Erfassungseinrichtung überwacht werden, wobei die mit der optischen Erfassungseinrichtung erzeugten Abbildungen und Aufnahmen mit Hilfe einer geeigneten Softwareapplikation ausgewertet und in Steuerbefehle für den mobilen Roboter umgesetzt werden können. Als optische Erfassungseinrichtung kann bevorzugt eine digitale Kamera verwendet werden, die entweder in ausreichend hoher Bildfolge einzelne Abbildungen erzeugt, oder aber eine quasikontinuierliche Videoaufnahme erzeugt. Die Auswertung der mit der optischen Erfassungseinrichtung aufgenommenen Aufnahmen erfolgt vorzugsweise in Echtzeit.
Um auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen beispielsweise in der Dämmerung oder während der Nacht mit dem mobilen Roboter Pflückvorgänge durchführen zu können, die mit einer optischen Erfassungseinrichtung überwacht und gesteuert werden, kann der mobile Roboter eine oder mehrere Leuchtmittel aufweisen, mit welchen die zu bearbeitenden Pflanzen beleuchtet werden können. Die Leuchtmittel können beispielsweise an den Greifvorrichtungen angeordnet sein, um die für den Pflückvorgang besonders wichtige Umgebung der Greifvorrichtung ausleuchten zu können.
Um eine Kontrolle und Steuerung der mindestens einen Greifvorrichtung zu erleichtern ist optional vorgesehen, dass an jeder Greifvorrichtung mindestens eine optische Erfassungseinrichtung angeordnet ist. Die optische Erfassungseinrichtung weist dabei zweckmäßigerweise ein Blickfeld auf, welches die mindestens zwei Klemmelemente sowie deren Umgebung umfasst, sodass ein mit der betreffenden Greifvorrichtung durchgeführter Greifvorgang und ein Pflückvorgang optisch erfasst und überwacht werden können, ohne dass befürchtet werden muss, dass relevante Bildinformationen durch andere Komponenten des mobilen Roboters oder durch die Pflanze selbst verdeckt werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass an jeder Greifvorrichtung zwei optische Erfassungseinrichtungen beabstandet zueinander und mit einem überlappenden Blickfeld angeordnet sind, sodass mit den zwei optischen Erfassungseinrichtungen eine stereoskopische Abbildung erzeugt werden kann. Auf diese Weise können auch Tiefeninformationen bei den mit den beiden optischen Erfassungseinrichtungen aufgenommenen Abbildungen erzeugt und für die Auswertung, bzw. für die Kontrolle und Ansteuerung der betreffenden Greifvorrichtung verwendet werden. Die beiden optischen Erfassungseinrichtungen sind in vorteilhafter Weise auf zwei gegenüberliegenden Seiten eines Greifarms der Greifvorrichtung in der Nähe der Klemmelemente angeordnet.
Um insbesondere bei empfindlichen Früchten einen möglichst schonenden Pflückvorgang durchführen zu können ist gemäß einer optionalen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass der mobile Roboter mindestens eine weitere Greifvorrichtung aufweist, mit welcher ein Auffangbehälter für die gepflückten Früchte ergriffen und verlagert werden kann. Diese weitere Greifvorrichtung weist zweckmäßigerweise zwei oder mehr Klemmelemente auf, benötigt jedoch kein Schneidwerkzeug. Mit der weiteren Greifvorrichtung kann der Auffangbehälter unmittelbar unter die zu pflückende Frucht verlagert werden, um nach dem Durchtrennen des Stiels der zu pflückenden Frucht, was mit einer anderen Greifvorrichtung durchgeführt wird, die gepflückte Frucht in den Auffangbehälter ablegen zu können, ohne dass die Greifvorrichtung mit der gepflückten Frucht große Bewegungen durchführen muss. Der Auffangbehälter kann bereits ein für den anschließenden Transport und Verkauf der gepflückten Früchte vorgesehener Verkaufsbehälter oder eine Verkaufsschale sein. Bei größeren Früchten wie beispielsweise Auberginen kann mit der weiteren Greifvorrichtung auch die Frucht selbst ergriffen und gehalten werden, während mit der für den Pflückvorgang zuständigen Greifvorrichtung der Stiel der Frucht ergriffen und durchtrennt wird.
Es ist ebenfalls möglich, dass mit einer weiteren Greifvorrichtung den Pflückvorgang behindernde Pflanzenteile ergriffen oder verlagert werden, um das Ergreifen und Pflücken einer Frucht mit der dafür vorgesehenen Greifvorrichtung zu erleichtern oder zu ermöglichen. Es kann in Abhängigkeit von den Früchten bzw. den Pflanzen zweckmäßig sein, dass jeder Greifvorrichtung, die zum Pflücken verwendet werden soll, eine weitere Greifvorrichtung zum Halten einer Verkaufsschale oder zum Unterstützen des Pflückvorgangs zugeordnet ist. Dabei kann für jede zum Pflücken verwendete Greifvorrichtung eine dedizierte weitere Greifvorrichtung vorgesehen sein, oder aber eine weitere Greifvorrichtung gleichzeitig mehrere zum Pflücken verwendete Greifvorrichtungen unterstützen. Dadurch kann eine Pflückgeschwindigkeit während des Pflückvorgangs erhöht werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Schneidwerkzeugs kann bei dem erfindungsgemäßen mobilen Roboter optional dadurch erreicht werden, wenn die mindestens zwei Klemmelemente mindestens teilweise aus einem elastischen Material bestehen und das Schneidwerkzeug mindestens zwei scharfkantige Schneidklingen aufweist, die jeweils an einem Klemmelement festgelegt sind und jeweils mit einer Schneidkante mit den Stielanlageflächen gemeinsam an dem Stiel der zu pflückenden Frucht anliegen können, sodass ein Zusammendrücken der mindestens zwei Klemmelemente mit der zum Stiel gerichteten Anlagekraft die mindestens zwei Klemmelemente elastisch verformt und die mindestens zwei scharfkantigen Schneidklingen den Stiel durchtrennen.
Wenn die Klemmelemente rechteckförmig ausgestaltet sind, was sich durchaus anbietet, können die scharfkantigen Schneidklingen mit ihrer flachen Seite an einer flachen Seite der Klemmelemente, die quer an die Stielanlageflächen anschließt, angeordnet werden, sodass die Schneidkanten der scharfkantigen Schneidklingen quer zur Längsrichtung des Stiels der Frucht positioniert sind. Je nach Stiel der zu pflückenden Frucht können metallische oder keramische Schneidklingen aber auch Schneidklingen aus Kunststoff eingesetzt werden.
Das Zusammendrücken der Klemmelemente mit der Anlagekraft bewirkt, dass die elastischen Klemmelemente deformiert werden und die scharfkantigen Schneidklingen in den Stiel der Frucht eindringen. Dabei werden die elastischen Klemmelemente von der Anlagekraft soweit zusammengestaucht bis die Schneidklingen den Stiel der Frucht vollständig durchtrennen - ähnlich der Funktion eines Nagelknipsers. Die elastischen Klemmelemente müssen dabei nicht vollständig elastisch ausgestaltet sein, vielmehr reicht ein elastischer Teil oder ein elastischer vorderer Teil der Klemmelemente, der mit der Stielanlagefläche abschließt und durch die Anlagekraft gegen den Stiel gepresst wird. Optional kann der nichtelastische Teil der Klemmelemente aus einem Kunststoffmaterial oder Metall bestehen, während der vordere elastische Teil aus einem Elastomer oder Schaumstoff bestehen kann. Das hat auch den Vorteil, dass nur der vordere elastische Teil der Klemmleiste einer Abnutzung unterliegt und bei Verschleiß einfach getauscht werden kann.
Um die Anlagekraft erhöhen zu können, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mobilen Roboters vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Klemmelemente gegenüber den mindestens zwei scharfkantigen Schneidklingen des Schneidwerkzeugs in Richtung des Stiels der zu pflückenden Frucht überstehen, wobei eine Verformungsdistanz der Klemmelemente überwunden werden muss, bevor die mindestens zwei scharfkantigen Schneidklingen an dem Stiel anliegen können, sodass die zu pflückende Frucht festhaltende Anlagekraft erhöht ist.
Die Verformungsdistanz kann danach auch einstellbar gestaltet werden, wenn die Schneidklingen einstellbar verlagerbar an den Klemmelementen angeordnet sind. Das kann beispielsweise durch eine kleine lösbare Verschraubung der Schneidklingen an den Klemmelementen erreicht werden, wobei die Verschraubung in eine in den Schneidklingen eingebrachte längliche Öffnung eingreift und die Schneidklingen kraftschlüssig fixiert. Durch die Position der Verschraubung in der länglichen Öffnung kann die Position der Schneidklingen an den Klemmelementen und somit auch die Verformungsdistanz individuell an die zu pflückende Frucht und deren Stieldicke schnell und einfach angepasst werden. Weiter bewirkt die Verformungsdistanz, dass die Anlagekraft erhöht werden muss, bis die Schneidklingen den Stiel vollständig durchdringen. Eine höhere Anlagekraft bewirkt schließlich, dass die Klemmelemente und die Greifvorrichtung die gepflückte Frucht fester halten können und somit auch größere Früchte verschiedener Pflanzen gepflückt werden können.
Optional kann für das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Schneidkanten der mindestens zwei scharfkantigen Schneidklingen entlang des Stiels der zu pflückenden Frucht einen Versatz zueinander aufweisen, sodass die Schneidkanten beim Zusammendrücken durch die Anlagekraft gegeneinander vorbeilaufen. Demnach ergeben die scherenförmig zueinander ausgerichteten Schneidkanten einen präziseren und saubereren Schnitt des Stiels.
Die räumliche Beweglichkeit der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung kann erheblich gesteigert werden, wenn optional vorgesehen ist, dass die mindestens eine Greifvorrichtung mittels eines Roboterarms mit mehreren Roboterarmelementen an dem fahrbaren Roboterfahrgestell gelagert ist, sodass die Greifvorrichtung durch den Roboterarm mit mehr Möglichkeiten und mechanischen Freiheitsgraden verlagert werden kann. Die beispielsweise aus einem Kunststoff oder einem Aluminium hergestellten Roboterarmelemente bilden hierbei eine kinematische Kette mit entsprechend vielen mechanischen Freiheitsgraden - engl. degree of freedom (DOF) - wobei schon vier Roboterarmelemente ausreichend sind, um alle Seiten einer Pflanze erreichen zu können. Besonders vorteilhaft sind hierbei sieben bis neun mechanische Freiheitsgrade.
Die leichte Bauweise der Roboterarmelemente aus einem Kunststoff oder Aluminium ermöglicht den Einsatz kleiner Elektromotoren bzw. Servomotoren, sodass der Roboterarm präzise, energiesparend und effektiv die Greifvorrichtung zu der zu pflückenden Frucht verlagern kann. Da der erfindungsgemäße mobile Roboter mehrere Greifvorrichtungen und damit auch mehrere Roboterarme aufweisen kann, können die Roboterarme sich gegenseitig Hilfestellung beim Pflücken geben. Ein Roboterarm kann beispielsweise das Blattwerk der Pflanze wegschieben und die zu pflückende Frucht freilegen, während ein anderer Roboterarm die Frucht pflückt. Optional dazu kann mit einer zusätzlichen Sensorik und beispielsweise einer Messung der Motorenströme die Anlagekraft gezielt geregelt werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kontrolle und Ansteuerung der mehreren Greifvorrichtungen sowie der Roboterarmelemente mit Hilfe der optischen Erfassungseinrichtungen durchgeführt wird. Darüber hinaus kann auch die Umgebung des mobilen Roboters überwacht werden und beispielsweise ein Pflückvorgang unterbrochen und eine weitere Bewegung der Greifvorrichtungen verhindert werden, falls sich eine Person näher als einen vorgegebenen Abstandswert an den mobilen Roboter annähert.
Gemäß einer optionalen und vorteilhaften Ausgestaltung kann der erfindungsgemäße mobile Roboter modular und an verschieden Erntefelder geeignet angepasst werden, wenn vorgesehen ist, dass das fahrbare Roboterfahrgestell in einer Fahrgestelllänge, einer Fahrgestellbreite und/oder einer Fahrgestellhöhe verstellbar ist. Die zu erntenden Pflanzen werden meistens entlang geraden Pflanzenreihen gepflanzt, wobei der Abstand zwischen den Pflanzenreihen oftmals variieren kann. Auch unterscheiden sich die Pflanzenreihen, ob die Pflanzen innerhalb witterungsgeschützter Räume oder auf dem freien Feld gezogen werden. Nach der ersten Variante befinden sich die Pflanzen in vom Boden erhöhten Zuchtgefäßen.
Um diese Varianz mit einem erfindungsgemäßen mobilen Roboter bewältigen zu können, ist es vorteilhaft das Roboterfahrgestell einstellbar auszugestalten, sodass das Roboterfahrgestell an die unterschiedlichen Pflanzenreihenabstände der Pflanzenreihen und die unterschiedlichen Zuchthöhen der Pflanzen angepasst werden kann. Dafür kann das Roboterfahrgestell leicht aus einer Rohrkonstruktion hergestellt werden, wobei die Rohre jeweils ineinandergreifen und ineinander verschiebbar sind. Die Rohrkonstruktion ermöglicht auch eine element- und modulweise Vormontage, sodass der erfindungsgemäße mobile Roboter unkompliziert in Modulen, beispielsweise mit einem Packmaß von 2m x 2m x 0,7 m (Breite x Länge x Höhe), in einem Transporter von einem Feld zum nächsten Feld transportiert werden kann, wobei die Module erweiternd zu einem großen oder mehreren kleinen erfindungsgemäßen mobilen Roboter zusammengebaut werden können.
Die Bewegungsmöglichkeit und Wendigkeit des erfindungsgemäßen mobilen Roboters kann erhöht werden, wenn vorgesehen ist, dass das fahrbare Roboterfahrgestell mehrere lenkrollenartige Räder aufweist, die um eine quer zur Fahrtrichtung gelegene Schwenkachse drehbar an dem fahrbaren Roboterfahrgestell gelagert sind, wobei mindestens ein Rad des Roboterfahrgestells elektromotorisch angetrieben werden kann.
Mit den lenkrollenartigen Rädern kann der erfindungsgemäße mobile Roboter einfacher die Pflanzenreihen wechseln, wenn eine Pflanzenreihe zu Ende bearbeitet ist. Das ist insbesondere in Räumen vorteilhaft, wo der Wendekreis des erfindungsgemäßen mobilen Roboters maßgeblich durch die Raumwände begrenzt ist. Dabei können beispielsweise die beiden Vorderräder des erfindungsgemäßen mobilen Roboters nicht lenkbar ausgestaltet sein aber elektromotorisch angetrieben werden, wobei die hinteren lenkrollenartigen Räder schwenkbar und beweglich ausgestaltet sein können. Diese staplerähnliche Konstruktion ermöglicht einen optimal kleinen Wendekreis bei geringer Konstruktionskomplexität. Optional kann auch vorgesehen sein, dass die mehreren Räder über Stoßdämpfer mit dem fahrbaren Roboterfahrgestell gekoppelt sind. Dadurch wird die Konstruktion bei Unebenheiten des Bodens geschont.
Komplettiert werden kann das erfindungsgemäße Roboterfahrgestell, wenn optional vorgesehen ist, dass das Roboterfahrgestell Ablageflächen für die Auffangbehälter und/oder die gepflückten Früchte aufweist. Die Ablageflächen können danach auch mit Abstandshaltern, Begrenzungen und Gurten ausgestattet sein, damit die Auffangbehälter und/oder Früchte nicht rausfallen können.
Besonders effizient und effektiv kann ein Pflanzenfeld mit dem erfindungsgemäßen mobilen Roboter geerntet werden, wenn optional vorgesehen ist, dass ein Robotersystem zumindest einen erfindungsgemäßen mobilen Roboter umfasst, wobei der mindestens eine mobile Roboter eine Kommunikationseinrichtung aufweist, mit der er über einen durch die Kommunikationseinrichtung herstellbaren Kommunikationskanal mit einer zentralen Steuereinrichtung in Verbindung bringbar ist, sodass der mobile Roboter und die zentrale Steuereinrichtung Messdaten, Befehle und/oder Informationen austauschen können. Die zentrale Steuereinrichtung kann nur aus einer Software bestehen, die optional auf einem mobilen Endgerät oder auch auf einem Server abläuft, wobei der Kommunikationskanal eine Bluetooth-, eine WLAN-, eine LoRaWAN- oder auch Internet-Verbindung sein kann, sodass nur eine zentrale Steuereinrichtung auch mehrere erfindungsgemäße mobile Roboter aus der Ferne untereinander koordinieren und überwachen kann. Jeder mobile Roboter sowie auch die zentrale Steuereinrichtung kann darüber hinaus mit einer Datenbank verbunden sein, in welcher alle für einen Pflückvorgang relevanten Informationen hinterlegt werden können. Die Informationen können auch dazu verwendet werden, um mit Hilfe geeigneter Algorithmen und gegebenenfalls mit dem Einsatz von künstlicher Intelligenz die Pflückvorgänge eines mobilen Roboters zu verbessern.
Dabei kann die zentrale Steuereinrichtung unter Einbeziehung von Wettervorhersagen berechnen und festlegen, welcher erfindungsgemäße mobile Roboter wann, wo und wie intensiv die jeweiligen Teile der Pflanzenfelder bearbeiten soll. Durch Rückmeldungen der erfindungsgemäßen mobilen Roboter kann die zentrale Steuereinrichtung optimale Erntemengen, Wege und Bearbeitungszeiten berechnen und monitoren.
Für ein besonders vorteilhaftes Robotersystem kann nach einer optionalen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mobilen Roboters vorgesehen sein, dass der mindestens eine mobile Roboter eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist, wobei der mobile Roboter über den durch die Kommunikationseinrichtung herstellbaren Kommunikationskanal von der zentralen Steuereinrichtung Grenzkoordinaten empfangen kann, sodass der mobile Roboter nur innerhalb eines durch die Grenzkoordinaten abgesteckten Gebietes verbleibt und nur innerhalb dieses bewegen kann. Danach kann die zentrale Steuereinrichtung die Grenzkoordinaten derart festlegen, dass sie das Pflanzenfeld umfassen und einen nur für die erfindungsgemäßen mobilen Roboter sichtbaren Grenzzaun bzw. Koordinatenzaun bilden, sodass die erfindungsgemäßen mobilen Roboter mittels ihrer Positionsbestimmungseinrichtung erfassen können, ob sie sich noch auf dem Pflanzenfeld befinden. Ist die zentrale Steuereinrichtung ein mobiles Endgerät, kann ein die erfindungsgemäßen mobilen Roboter überwachender Operator das Pflanzenfeld einmalig zu Beginn der Ernte umlaufen und somit die Grenzkoordinaten erfassen und festlegen. Es ist ebenfalls denkbar, dass automatisiert Satellitenaufnahmen oder mit dem mobilen Roboter selbst erzeugte Bildaufnahmen in Verbindung mit GPS-Koordinaten dazu verwendet werden, das von dem mobilen Roboter zu bearbeitende Pflanzenfeld oder eines Abschnitts daraus vorzugeben.
Nachfolgend wird der erfindungsgemäße mobile Roboter exemplarisch in schematischen Darstellungen gezeigt. Es zeigen:

Die 1 eine Befestigungsvorrichtung mit zwei Klemmelementen, die eine Erdbeere greifen und festhalten,
Die 2 eine Befestigungsvorrichtung mit zwei Klemmelementen, die einen Stiel einer Erdbeere durchtrennen,
Die 3 eine Befestigungsvorrichtung mit zwei Klemmelementen mit einer Verformungsdistanz,
Die 4 eine Befestigungsvorrichtung mit zwei Klemmelementen in einer scherenförmigen Anordnung,
Die 5 einen mobilen Roboter auf einem Erdbeerfeld in Querschnittsdarstellung,
Die 6 einen mobilen Roboter auf einem Erdbeerfeld in perspektivischer Darstellung und
Die 7 ein Robotersystem mit drei mobilen Robotern und einer zentralen Steuereinrichtung.

Die 1 und 2 zeigen jeweils eine Greifvorrichtung 1 eines mobilen Roboters 2. In 1 ist gezeigt, wie zwei Klemmelemente 3 der Greifvorrichtung 1 einen Stiel 4 einer Erdbeere 5 mit jeweils einer an jedem Klemmelement 3 befindlichen Stielanlagefläche 6 ergreifen, wobei die Stielanlageflächen 6 an dem Stiel 4 der Erdbeere 5 anliegen.
Auf einer Pflanzenseite 7 der Klemmelemente 3, die sich gegenüber einer Fruchtseite 8 der Klemmelemente 3 befindet, sind an den Klemmelementen 3 jeweils eine aus einem Kunststoff hergestellte Schneidklinge 9 angeordnet, wobei die Schneidklingen 9 mit den Stielanlageflächen 6 mit jeweils einer Schneidkante 10 bündig abschließen und ebenfalls mit der Schneidkante 10 an dem Stiel 4 der Erdbeere anliegen - die Schneidklingen 9 bilden in dieser Ausgestaltung das Schneidwerkzeug 11. Die Klemmelemente 3 bestehen aus einem unelastischen hinteren Kunststoffkörper 12 und einem elastischen vorderen Schaumstoffkörper 13, wobei die elastischen Schaumstoffkörper 13 noch nicht durch eine Anlagekraft 14 deformiert sind.
Demgegenüber zeigt 2 wie die Anlagekraft 14 die Schaumstoffkörper 13 der Klemmelemente 3 deformiert, wobei die formstabilen und scharkantigen Schneidklingen 9 in den Stiel 4 der Erdbeere 5 eindringen und den Stiel letztlich durchtrennen. Eine Rückstellkraft der deformierten Schaumstoffkörper 12 und die Anlagekraft 14 hält trotz durchtrenntem Stiel 4 die Erdbeere 5 fest, sodass diese nicht zu Boden fallen kann. Anschließend kann die Greifvorrichtung die gepflückte Erdbeere 5 sorgfältig und unversehrt entfernen.
In 3 ist eine alternative Ausgestaltung der Greifvorrichtung 1 gezeigt, in der die Schneidklingen 9 nicht bündig mit den Stielanlageflächen 6 abschließen, sondern zu diesen mit ihrer Schneidkante 10 einen Versatz aufweisen und die Stielanlageflächen 6 in Bezug zu den Schneidkanten 10 in Richtung des Stiels 4 der Erdbeere 5 überstehen. Wird nunmehr die Anlagekraft 14 erhöht, muss diese eine Verformungsdistanz 15 überwinden, bis sich die Schneidkanten 10 der Schneidklingen 9 treffen. Die Wirkung ist dieselbe, der Stiel 4 der Erdbeere 5 wird von den Schneidklingen 9 durchtrennt. In dieser alternativen Ausgestaltung der Greifvorrichtung 1 wird die Erdbeere 5 jedoch mit einer höheren Anlagekraft 14 von den Klemmelementen 3 festgehalten, sodass auch andere schwere Früchte oder Erdbeeren 5 gepflückt werden könnten.
In 4 ist ebenfalls eine alternative Ausgestaltung der Greifvorrichtung 1 gezeigt, bei der die Schneidklingen 10 entlang des Stiels 4 der Erdbeere 5 einen Versatz aufweisen und scherenförmig von der Anlagekraft 14 zusammengeführt werden. Die scherenförmige Zusammenführung ermöglicht eine präzisere und sauberere Schnittstelle 16 des Stiel 4.
In 5 ist der mobiler Roboter 2 in Querschnittsdarstellung dargestellt, wobei er über ein Pflanzenfeld 17 mit Erdbeeren 5 fährt. Der mobile Roboter 2 besteht in dieser Ausgestaltung aus einem fahrbaren Roboterfahrgestell 18, das vier Räder 19 hat, von denen aber wegen der Querschnittsdarstellung nur zwei zu sehen sind. Am fahrbaren Roboterfahrgestell 18 sind insgesamt drei Roboterarme 20 gelagert, die jeweils vier Roboterarmelemente 21 aufweisen, mit denen der Roboterarm 20 die Greifvorrichtung 1 gezielt zu den Stielen 4 der Erdbeeren 5 positionieren kann. Wenn der mobile Roboter 2 mit seiner Greifvorrichtung 1 die Erdbeeren 5 gepflückt hat, kann jeder Roboterarm 20 mindestens einen Auffangbehälter 22, die ebenfalls an dem fahrbaren Roboterfahrgestell 18 angebracht sind, erreichen und die Erdbeeren 5 dort ablegen. Das fahrbare Roboterfahrgestell 18 ist dabei in einer Fahrgestelllänge, einer Fahrgestellbreite und einer Fahrgestellhöhe verstellbar, sodass das fahrbare Roboterfahrgestell 18 an eine andere Pflanzenreihenbreite 23 anpassbar ist.
In 6 ist der mobile Roboter 2 in einer weiteren Ausgestaltung in einer perspektivischen Darstellung gezeigt, wobei er ebenfalls entlang der Erdbeeren 5 fährt und diese pflückt. Abweichend zu 5 sind alle vier Räder 19 zu sehen, zwei Vorderräder 24 und zwei Hinterräder 25. In diesem Ausführungsbeispiel sind nur die zwei Vorderräder 24 elektromotorisch angetrieben während die zwei Hinterräder 25 lenkrollenartig ausgestaltet und schwenkbar sind, wobei ein staplerähnliches Fahrverhalten mit einem sehr kleinen Wendekreis erreicht werden kann.
In 7 ist ein Robotersystem 26 mit drei mobilen Robotern 2 dargestellt, wobei alle drei jeweils über eine Kommunikationseinrichtung 27 mit einer zentralen Steuereinrichtung 28 kommunizieren können. Die zentrale Steuereinrichtung 28 kann den mobilen Robotern 2 Befehle zusenden oder diese autark fahren und pflücken lassen. In einem autarken Betriebsmodus sendet die zentrale Kommunikationseinrichtung 27 den mobilen Robotern 2 Grenzkoordinaten zu, sodass diese einen Koordinatenzaun 29 ausbilden. Jeder mobile Roboter 2 kann mit einer Positionsbestimmungseinrichtung seine eigene Position bestimmen und erfassen, ob er noch innerhalb des Koordinatenzauns 29 ist.
Bezugszeichenliste

1: Greifvorrichtung
2: Mobiler Roboter
3: Klemmelement
4: Stiel
5: Erdbeere
6: Stielanlagefläche
7: Pflanzenseite
8: Fruchtseite
9: Schneidklinge
10: Schneidkante
11: Schneidwerkzeug
12: Kunststoffkörper
13: Schaumstoffkörper
14: Anlagekraft
15: Verformungsdistanz
16: Schnittstelle
17: Pflanzenfeld
18: Roboterfahrgestell
19: Räder
20: Roboterarm
21: Roboterarmelement
22: Auffangbehälter
23: Pflanzenreihenbreite
24: Vorderräder
25: Hinterräder
26: Robotersystem
27: Kommunikationseinrichtung
28: Zentrale Steuereinrichtung
29: Koordinatenzaun

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2018/015416 A1 [0005]
US 10292414 B1 [0006]
EP 2371204 A1 [0007]

Claims

Mobiler Roboter (2) zum Pflücken von stielbehafteten Früchten einer Pflanze mit mindestens einer an einem fahrbaren Roboterfahrgestell (18) gelagerten Greifvorrichtung (1), wobei der mobile Roboter (2) entlang der Pflanzen fahren kann und die Greifvorrichtung (1) zu einer mit einem Stiel an der Pflanze befestigten und zu pflückenden Frucht der Pflanze verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (1) mindestens zwei Klemmelemente (3) mit jeweils einer Stielanlagefläche (6) aufweist, wobei die Stielanlageflächen (6) an dem Stiel der zu pflückenden Frucht anliegen können und die mindestens zwei Klemmelemente (3) entlang eines Stielumfangs des Stiels (4) derart auf einer gleichen Stielhöhe verteilt sind, dass die mindestens zwei Klemmelemente (3) den Stiel (4) mit einer zum Stiel (4) gerichteten Anlagekraft ergreifen, und wobei die Greifvorrichtung (1) ein Schneidwerkzeug (11) aufweist, das den Stiel (4) der zu pflückenden Frucht durchtrennen kann, sodass die zu pflückende Frucht mit einem Rest des Stiels (4) an der Frucht gepflückt werden kann.
Mobiler Roboter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (11) auf einer einer Pflanzenseite (7) gegenüberliegenden Fruchtseite (8) der mindestens zwei Klemmelemente (3) angeordnet ist und den Stiel (4) der zu pflückenden Frucht auf dieser Fruchtseite (8) der mindestens zwei Klemmelemente (3) durchtrennen kann, sodass die zu pflückende Frucht von einem unter der zu pflückenden Frucht angeordneten Auffangbehälter (22) aufgefangen werden kann.
Mobiler Roboter (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (11) auf der der Fruchtseite (8) gegenüberliegenden Pflanzenseite (7) der mindestens zwei Klemmelemente (3) angeordnet ist und den Stiel (4) der zu pflückenden Frucht auf dieser Pflanzenseite (7) der mindestens zwei Klemmelemente (3) durchtrennen kann, sodass die Greifvorrichtung (1) die gepflückte Frucht in einen Auffangbehälter (22) befördern kann, während die mindestens zwei Klemmelemente (3) mit ihren Stielanlageflächen (6) den Stiel (4) zwischen der gepflückten Frucht und einer durch das Schneidwerkzeug (11) bewirkten Stieltrennstelle festhalten.
Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Greifvorrichtung (1) mindestens eine optische Erfassungseinrichtung angeordnet ist.
Mobiler Roboter (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Greifvorrichtung (1) zwei optische Erfassungseinrichtungen beabstandet zueinander und mit einem überlappenden Blickfeld angeordnet sind, sodass mit den zwei optischen Erfassungseinrichtungen eine stereoskopische Abbildung erzeugt werden kann.
Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Roboter (2) mindestens eine weitere Greifvorrichtung (1) aufweist, mit welcher ein Auffangbehälter (22) für die gepflückten Früchte ergriffen und verlagert werden kann.
Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Klemmelemente (3) mindestens teilweise aus einem elastischen Material bestehen und das Schneidwerkzeug (11) mindestens zwei scharfkantige Schneidklingen (9) aufweist, die jeweils an einem Klemmelement (3) festgelegt sind und jeweils mit einer Schneidkante (10) mit den Stielanlageflächen (6) gemeinsam an dem Stiel (4) der zu pflückenden Frucht anliegen können, sodass ein Zusammendrücken der mindestens zwei Klemmelemente (3) mit der zum Stiel (4) gerichteten Anlagekraft die mindestens zwei Klemmelemente (3) elastisch verformt und die mindestens zwei scharfkantigen Schneidklingen (9) den Stiel (4) durchtrennen.
Mobiler Roboter (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Klemmelemente (3) gegenüber den mindestens zwei scharfkantigen Schneidklingen (9) des Schneidwerkzeugs (11) in Richtung des Stiels (4) der zu pflückenden Frucht überstehen, wobei eine Verformungsdistanz der Klemmelemente (3) überwunden werden muss, bevor die mindestens zwei scharfkantigen Schneidklingen (9) an dem Stiel (4) anliegen können, sodass die zu pflückende Frucht festhaltende Anlagekraft erhöht ist.
Mobiler Roboter (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (10) der mindestens zwei scharfkantigen Schneidklingen (9) entlang des Stiels (4) der zu pflückenden Frucht einen Versatz zueinander aufweisen, sodass die Schneidkanten (10) beim Zusammendrücken durch die Anlagekraft gegeneinander vorbeilaufen.
Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Greifvorrichtung (1) mittels eines Roboterarms (20) mit mehreren Roboterarmelementen (21) an dem fahrbaren Roboterfahrgestell (18) gelagert ist, sodass die Greifvorrichtung (1) durch den Roboterarm (20) mit mehr Möglichkeiten und mechanischen Freiheitsgraden verlagert werden kann.
Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrbare Roboterfahrgestell (18) in einer Fahrgestelllänge, einer Fahrgestellbreite und/oder einer Fahrgestellhöhe verstellbar ist.
Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrbare Roboterfahrgestell (18) mehrere lenkrollenartige Räder (19) aufweist, die um eine quer zur Fahrtrichtung gelegene Schwenkachse drehbar an dem fahrbaren Roboterfahrgestell (18) gelagert sind, wobei mindestens ein Rad (19) des Roboterfahrgestells (18) elektromotorisch angetrieben werden kann.
Mobiler Roboter (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Räder (19) über Stoßdämpfer mit dem fahrbaren Roboterfahrgestell (18) gekoppelt sind.
Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Roboterfahrgestell (18) Ablageflächen für die Auffangbehälter (22) und/oder die gepflückten Früchte aufweist.
Robotersystem (26) mit zumindest einem mobilen Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der mindestens eine mobile Roboter (2) eine Kommunikationseinrichtung (27) aufweist, mit der er über einen durch die Kommunikationseinrichtung (27) herstellbaren Kommunikationskanal mit einer zentralen Steuereinrichtung (28) in Verbindung bringbar ist, sodass der mobile Roboter (2) und die zentrale Steuereinrichtung (28) Messdaten, Befehle und/oder Informationen austauschen können.
Robotersystem (26) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine mobile Roboter (2) eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist, wobei der mobile Roboter (2) über den durch die Kommunikationseinrichtung (27) herstellbaren Kommunikationskanal von der zentralen Steuereinrichtung (28) Grenzkoordinaten empfangen kann, sodass der mobile Roboter (2) nur innerhalb eines durch die Grenzkoordinaten abgesteckten Gebietes verbleibt und sich nur innerhalb von diesem Gebiet bewegen kann.