WO2022038057A1 - Robotersystem und mobiler roboter zum pflücken von stielbehafteten früchten einer pflanze - Google Patents

Robotersystem und mobiler roboter zum pflücken von stielbehafteten früchten einer pflanze Download PDF

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WO2022038057A1
WO2022038057A1 PCT/EP2021/072588 EP2021072588W WO2022038057A1 WO 2022038057 A1 WO2022038057 A1 WO 2022038057A1 EP 2021072588 W EP2021072588 W EP 2021072588W WO 2022038057 A1 WO2022038057 A1 WO 2022038057A1
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WO
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mobile robot
fruit
picked
stalk
clamping elements
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PCT/EP2021/072588
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Inventor
Thorsten Seckert
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Thorsten Seckert
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J11/0055—Cutting
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    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices

Definitions

  • the invention relates to a mobile robot for picking stalked fruits of a plant with at least one gripping device mounted on a mobile robot chassis, wherein the mobile robot can drive along the plants and the gripping device can be attached to a stalk on the plant and to be picked fruit of the plant is relocatable.
  • the invention can be advantageously described using the example of strawberries and strawberry plants, whereby the invention is not only limited to the exemplary strawberries, but can also be extended to all similar types of plants, such as raspberries, peaches, apples, oranges or other fruits and berries.
  • Strawberries for example, are harvested in Germany, for example, only within a period of six to twelve weeks, and during this time the strawberry field must be searched for ripe strawberries every two to three days for a sufficient yield, since the The ripening process of strawberries is interrupted when they are picked.
  • the time limit to achieve a sufficient and extensive harvest of said fruits has produced a number of mobile robots that can continuously harvest the fruits semi or fully automatically, so that the yield of a strawberry field, for example, is maximum and none Strawberries are overlooked in the strawberry field and rot.
  • a device for picking fruit is known from publication WO 2018/015416 A1, which is provided with an optical detection means, a robot arm and a processing unit.
  • the optical detection unit detects the fruits, which are evaluated by the processing unit for their ripeness, so that the processing unit controls the robot arm in such a way that it positions itself around the fruit to be picked with a gripping mechanism.
  • the gripping mechanism is subsequently actuated, the fruit to be picked is thus rotated about a substantially horizontal axis or about another axis, as a result of which the fruit can be separated from the plant.
  • the disadvantage of this device is that it only has one robot arm and can only be used in rooms protected from the weather. From publication US Pat. No.
  • an uncapping device for fruit with a stem, a bowl and a main body is known. Then a robotic arm clamps the fruit with its stalk into an opening made in a plate between two plate edges, whereby only the stalk of the fruit fits through the opening and the fruit itself does not. To pick, the robotic arm exerts a pulling force on the fruit so that the plate and the opening that is too small for the fruit separate the fruit from the plant.
  • the uncapping apparatus is bulky and is unlikely to be able to grasp numerous small fruits, such as strawberries, in an economically viable manner and to pick them without damage.
  • a machine for automatically harvesting fruit grown in rows which includes a self-propelled and autonomous vehicle, a robotic arm, a surveillance camera for detecting the fruit, a contact and distance sensor and a Container Use a sharp opening in the container to separate the fruit from the plant so that it falls into the container.
  • the disadvantage of this machine is that the fruits are harvested with little differentiation with the large container, so that many fruits that are still unripe are also harvested.
  • All mobile robots known from practice for picking stalked fruit of a plant also have the common disadvantage that they exert pressure and tensile forces on the fruit to pick it. This can damage the fruit, leaving at least small bruises on the fruit. These bruises significantly reduce the retail value of the fruit as the fruit often has to be sold as being of inferior quality.
  • the gripping device has at least two clamping elements, each with a stem contact surface, the stem contact surfaces being able to bear against the stem of the fruit to be picked and the at least two clamping elements being distributed along a stem circumference of the stem at the same stem height that the at least two clamping elements seize the stem with a contact force directed to the stem, and the gripping device has a cutting tool that can cut through the stem of the fruit to be picked, so that the fruit to be picked with a Rest of the stalk on the fruit can be picked.
  • the at least one gripping device can reliably grasp and grip the stalk of the fruit even with two opposing clamping elements, the gripping device being based on a thumb-finger function that can grip the stalk with fine motor control.
  • Several terminal strips are more complex to control but can also be implemented as an option.
  • Small electric motors such as servomotors, can provide the torque and contact force required for this.
  • the gripping device After the cutting tool has separated the fruit from the plant, the gripping device, which has a firm grip on the stalk, can place the intact fruit in a collection container provided for this purpose or directly in a sales basket.
  • the mobile robot according to the invention can learn using suitable algorithms to use the gripping devices in an advantageous manner, so that the independent gripping devices act cooperatively.
  • Artificial neuronal networks can help to improve the fine motor skills and mobility of the gripping device.
  • machine learning such as B.
  • Reinforcement learning methods for example the selection of ripe fruit and fine motor skills, can be further improved.
  • one gripper can push away the leaves and stems of the plant, exposing the fruit to be picked so that another gripper can pick it. It is also possible for a gripping device to transfer a picked fruit to another gripping device because it may be able to more advantageously reach a collecting container that is not yet full.
  • mobile robots with eight to more than twenty gripping devices can be implemented.
  • the mobile robot according to the invention can also interact locally, for example via a Bluetooth or WLAN connection, or via an Internet connection with other mobile robots according to the invention.
  • the data can also be transmitted to other mobile robots or to a central data evaluation device using standardized transmission devices and transmission protocols such as, for example, a LoRaWAN radio module.
  • the central data evaluation device can be a server that both controls or monitors the operation of the mobile robot and also provides all the necessary data and can record and store information about the operation of the mobile robot. This allows the ef fi ciency of the individual mobile robots be significantly increased as they can share information, experiences and learning through these connections.
  • a mobile robot according to the invention can share this information with other mobile robots according to the invention, so that they do not waste the time and energy searching this part of the field as well.
  • Entire maps of the properties of the field can be created in this way, with information such as the degree of ripeness of the fruit, parasite infestation, weather-related damage, etc.
  • Other relevant information can be, for example, rows in a crop field that have already been driven over, battery charge status to optimize battery replacement or full crates or bins.
  • the mobile robot does not need a ready-made map for navigation, but can orient itself and move in the field spontaneously and in real time and complete the tasks assigned to it.
  • the mobile robot according to the invention with its robot chassis can continuously drive down the plant field, pick recognized ripe fruit and optionally also store it in a refrigerated housing, so that 24-hour operation during the harvest time is possible.
  • the picked fruits only have to be picked up at regular intervals and the mobile robot according to the invention checked for correct functioning.
  • the service life of the robot according to the invention can also be extended outside of the harvest period. With freshly planted plants, the flowers often have to be cut off so that the plant can only bear fruit in the following year. This may be necessary so that the newly planted plants put all their energy into their growth in the first year and not into their fruit too early.
  • the mobile robot according to the invention can be used, since the fruits of different types of plants and also the flowers of these can be grasped and picked by the gripping device according to the invention.
  • the mobile robot according to the invention can be used to free the fields of crops from weeds, since he with his invention gripping device can not only grip the stalk of a fruit, but any stalk-like one
  • Section of a plant thus also the shoot axis or . the stalk of a weed.
  • the cutting tool is arranged on a fruit side of the at least two clamping elements opposite a plant side and can cut through the stalk of the fruit to be picked on this fruit side of the at least two clamping elements, so that the fruit to be picked can be caught by a receptacle arranged under the fruit to be picked.
  • the material of the collecting container can be made of plastic or metal, and it seems particularly advantageous if the material is made of a textile or another flexible or is not dimensionally stable material. As a result, there are no pressure points or bruises on the picked fruit, which often only become visible later when they are in the
  • the advantage is that the fruit can have a higher turnover and can therefore be harvested more quickly.
  • the cutting tool is on the plant side opposite the fruit side the at least two clamping elements are arranged and can cut through the stalk of the fruit to be picked on this plant side of the at least two clamping elements, so that the gripping device can convey the picked fruit into a collecting container, while the at least two clamping elements with their stalk contact surfaces grip the stalk between the picked fruit and a stalk separation point effected by the cutting tool. Thereafter, the conveyance of the picked fruit to the bin or directly to the sales basket is even smoother because the gripping device can carefully move the fruit into the bin or basket and place it there.
  • the stalk of the fruit is severed and the fruit does not fall uncontrolled towards the ground, but is carried and held by the gripping device the entire time until it is deposited in the collecting container. If the picked fruit is placed directly in a sales basket, the gripping device can sort and position the fruit in a way that is visually appealing to the buyer or according to his specifications.
  • both the plant to be processed and the relevant components of a gripping device have an optical Detection device are monitored, the images and recordings generated with the optical detection device using Hil fe a suitable software application can be evaluated and converted into control commands for the mobile robot.
  • a digital camera can preferably be used as the optical detection device, which either generates individual images in a sufficiently high image sequence or else generates a quasi-continuous video recording.
  • the recordings made with the optical recording device are preferably evaluated in real time.
  • the mobile robot can have one or more lamps with which the plants to be processed are illuminated be able .
  • the lighting means can be arranged on the gripping devices, for example, in order to be able to illuminate the area around the gripping device, which is particularly important for the picking process.
  • each gripping device has at least one optical detection device is arranged.
  • the optical detection device expediently has a field of vision that includes the at least two clamping elements and their surroundings, so that a gripping process carried out with the gripping device in question and a picking process can be optically recorded and monitored without having to fear that relevant image information will be lost obscured by other components of the mobile robot or by the plant itself.
  • each gripping device two optical detection devices are arranged at a distance from one another and with an overlapping field of view, so that a stereoscopic image can be generated with the two optical detection devices.
  • depth information can also be generated in the images taken with the two optical detection devices and used for the evaluation or can be used to control and control the relevant gripping device.
  • the two optical detection devices are advantageously arranged on two opposite sides of a gripping arm of the gripping device in the vicinity of the clamping elements.
  • the mobile robot has at least one further gripping device with which a collecting container for the picked fruit can be gripped and moved.
  • This further gripping device expediently has two or more clamping elements, but does not require a cutting tool.
  • the collecting container can be moved directly under the fruit to be picked, in order to be able to deposit the picked fruit in the collecting container after the stalk of the fruit to be picked has been severed, which is carried out with another gripping device without the gripping device having to make large movements with the picked fruit.
  • the collection container can already be a sales container or a sales tray provided for the subsequent transport and sale of the picked fruit.
  • the fruit itself can also be gripped and held with the additional gripping device, while the stalk of the fruit is gripped and severed with the gripping device responsible for the picking process.
  • each gripping device that is to be used for picking is assigned a further gripping device for holding a sales bowl or for supporting the picking process.
  • a dedicated additional gripping device can be provided for each gripping device used for picking, or an additional gripping device can support several gripping devices used for picking at the same time. As a result, a picking speed can be increased during the picking process.
  • An advantageous embodiment of the cutting tool can optionally be achieved with the mobile robot according to the invention if the at least two clamping elements consist at least partially of an elastic material and the cutting tool has at least two sharp-edged cutting blades, each of which is fixed to a clamping element and each with a Cutting edge with the stalk contact surfaces can rest together on the stalk of the fruit to be picked, so that pressing together the at least two clamping elements with the contact force directed towards the stalk elastically deforms the at least two clamping elements and the at least two sharp-edged cutting blades cut through the stalk.
  • the flat side of the sharp-edged cutting blades can be arranged on a flat side of the clamping elements that adjoins the stem contact surfaces transversely, so that the cutting edges of the sharp-edged cutting blades are transverse to the longitudinal direction of the stem of the fruit are positioned .
  • metal or ceramic cutting blades but also cutting blades made of plastic can be used.
  • the compression of the clamping elements with the contact force causes the elastic clamping elements to be deformed and the sharp-edged cutting blades to penetrate the stalk of the fruit.
  • the elastic clamping elements are compressed by the contact force until the cutting blades completely cut through the stalk of the fruit - similar to the function of a nail clipper.
  • the elastic clamping elements do not have to be designed to be completely elastic, rather an elastic part or an elastic front part of the clamping elements is sufficient, which ends with the handle contact surface and is pressed against the handle by the contact force.
  • the non-elastic part of the clamping elements can be made of a plastic material or metal, while the front elastic part can consist of an elastomer or foam material. This also has the advantage that only the front elastic part of the clamping strip is subject to wear and can be easily replaced when worn.
  • the at least two clamping elements project beyond the at least two sharp-edged cutting blades of the cutting tool in the direction of the stem of the fruit to be picked, with a deformation distance of the clamping elements having to be overcome before the at least two sharp-edged cutting blades can rest against the stem, so that the contact force holding the fruit to be picked is increased.
  • the deformation distance can then also be designed to be adjustable if the cutting blades are arranged on the clamping elements so that they can be displaced in an adjustable manner.
  • This can be achieved, for example, by a small, detachable screw connection of the cutting blades to the clamping elements, with the screw connection engaging in an elongated opening made in the cutting blades and fixing the cutting blades in a non-positive manner.
  • the position of the screw connection in the oblong opening can allow the position of the cutting blades on the clamping elements and thus also the Deformation distance can be quickly and easily adjusted individually to the fruit to be picked and its stalk thickness.
  • the deformation distance means that the contact force has to be increased until the cutting blades fully penetrate the stem.
  • a higher contact force means that the clamping elements and the gripping device can hold the picked fruit more firmly, so that larger fruits from different plants can also be picked.
  • the cutting edges of the at least two sharp-edged cutting blades are offset from one another along the stem of the fruit to be picked, so that the cutting edges pass each other when pressed together by the contact force. Accordingly, the scissor-like aligned cutting edges result in a more precise and cleaner cut of the stem.
  • the spatial mobility of the gripping device according to the invention can be significantly increased if it is optionally provided that the at least one gripping device is mounted on the mobile robot chassis by means of a robot arm with several robot arm elements, so that the gripping device has more options and mechanical degrees of freedom thanks to the robot arm can be relocated.
  • a Robot arm elements made of plastic or aluminum form a kinematic chain with a corresponding number of mechanical degrees of freedom. degree of freedom (DOF) - where four robotic arm elements are sufficient to be able to reach all sides of a plant. Seven to nine mechanical degrees of freedom are particularly advantageous here.
  • DOF degree of freedom
  • the lightweight construction of the robot arm elements made of plastic or aluminum enables the use of small electric motors or Servo motors so that the robotic arm can move the gripping device to the fruit to be picked precisely, energy-savingly and effectively.
  • the mobile robot according to the invention can have several gripping devices and thus also several robot arms, the robot arms can give each other help when picking.
  • one robotic arm can push away the plant's foliage, exposing the fruit to be picked, while another robotic arm picks the fruit.
  • the contact force can be specifically controlled with an additional sensor system and, for example, a measurement of the motor currents.
  • the control and activation of the multiple gripping devices and the robot arm elements is carried out with the aid of the optical detection devices.
  • the surroundings of the mobile robot can also be monitored and, for example, a picking process can be interrupted and further movement of the gripping devices can be prevented if a person approaches the mobile robot closer than a predetermined distance value.
  • the mobile robot according to the invention can be modularly and suitably adapted to different harvest fields if it is provided that the mobile robot chassis is adjustable in chassis length, chassis width and/or chassis height.
  • the plants to be harvested are mostly planted along straight rows of plants, where the distance between rows of plants can often vary.
  • the rows of plants also differ in terms of whether the plants are grown in rooms protected from the weather or in the open field.
  • the plants are in cultivation containers raised above the ground.
  • the robot chassis In order to be able to cope with this variance with a mobile robot according to the invention, it is advantageous to design the robot chassis to be adjustable, so that the robot chassis can be adapted to the different plant row spacings of the plant rows and the different cultivation heights of the plants.
  • the robot chassis can easily be made of a tube construction, with the tubes each interlocking and interlocking are movable.
  • the tubular construction also allows element- and module-wise pre-assembly, so that the mobile robot according to the invention can be uncomplicated in modules, for example with a pack size of 2m x 2m x 0.7 m (width x length x height), in a transporter from one field to the next Field can be transported, the modules can be assembled expanding into a large or several small mobile robot according to the invention.
  • the possibility of movement and maneuverability of the mobile robot according to the invention can be increased if it is provided that the mobile robot chassis has several castor-like wheels, which are mounted on the mobile robot chassis so that they can rotate about a pivot axis located transversely to the direction of travel, with at least one wheel of the robot chassis can be driven by an electric motor.
  • the mobile robot according to the invention can change the rows of plants more easily when a row of plants has been processed to the end. This is particularly advantageous in rooms where the turning circle of the mobile robot according to the invention is significantly limited by the walls of the room.
  • the two front wheels of the mobile robot according to the invention cannot be designed to be steerable, but can be driven by an electric motor are, the rear castor-like wheels can be designed to be pivotable and movable.
  • This forklift-like construction enables an optimally small turning circle with low construction complexity.
  • the several wheels are coupled to the mobile robot chassis via shock absorbers. This protects the construction if the floor is uneven.
  • the robot chassis according to the invention can be completed if it is optionally provided that the robot chassis has storage areas for the collecting containers and/or the picked fruit.
  • the storage areas can then also be equipped with spacers, borders and straps so that the collection containers and/or fruit cannot fall out.
  • a plant field can be harvested particularly efficiently and effectively with the mobile robot according to the invention if it is optionally provided that a robot system comprises at least one mobile robot according to the invention, the at least one mobile robot having a communication device with which it can communicate via a Communication device can be established communication channel with a central control device in connection, so that the mobile robot and the central control device measurement data, commands and / or can exchange information.
  • the central control device can only consist of software that optionally runs on a mobile device or on a server, whereby the communication channel can be a Bluetooth, WLAN, LoRaWAN or Internet connection, so that only one central control device can also remotely coordinate and monitor several mobile robots according to the invention.
  • Each mobile robot as well as the central control device can also be connected to a database in which all information relevant to a picking process can be stored.
  • the information can also be used to improve the picking processes of a mobile robot with the help of suitable algorithms and, if necessary, with the use of artificial intelligence.
  • the central control device can calculate and determine which mobile robot according to the invention should process the respective parts of the plant fields when, where and how intensively, taking into account weather forecasts.
  • the central control device can use feedback from the mobile robots according to the invention to calculate and monitor optimum harvest quantities, routes and processing times.
  • the at least one mobile robot has a position determination device, wherein the mobile robot can receive limit coordinates from the central control device via the communication channel that can be set up by the communication device, so that the mobile robot only remains within an area defined by the limit coordinates and can only move within this .
  • the central control device can then define the boundary coordinates in such a way that they include the plant field and a boundary fence or border that is only visible to the mobile robot according to the invention.
  • Form coordinate fence so that the mobile robot according to the invention can detect by means of their position determination device, whether they are still on the plant field.
  • the central control device is a mobile terminal
  • an operator monitoring the mobile robots according to the invention can walk around the plant field once at the beginning of the harvest and thus record and define the boundary coordinates. It is also conceivable that automated satellite images or images generated by the mobile robot itself in conjunction with GPS coordinates are used to specify the plant field to be processed by the mobile robot or a section thereof.
  • the mobile robot according to the invention is shown below as an example in schematic representations. Show it :
  • FIG. 1 shows a fastening device with two clamping elements which grip and hold a strawberry
  • FIG. 2 shows a fastening device with two clamping elements which separate a stalk of a strawberry
  • FIG. 3 shows a fastening device with two clamping elements with a deformation distance
  • FIG. 4 shows a fastening device with two clamping elements in a scissor-like arrangement
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of a mobile robot in a strawberry field
  • FIG. 6 shows a mobile robot in a strawberry field in a perspective view
  • FIG. 7 shows a robot system with three mobile robots and a central control device.
  • FIGS. 1 and 2 each show a gripping device 1 of a mobile robot 2 .
  • FIG. 1 shows how two clamping elements 3 of the gripping device 1 grip a stalk 4 of a strawberry 5 each with a stalk contact surface 6 located on each clamping element 3 , with the stalk contact surfaces 6 resting on the stalk 4 of the strawberry 5 .
  • a cutting blade 9 made of plastic is arranged on the clamping elements 3, the cutting blades 9 with the stalk contact surfaces 6 each having a cutting edge 10 end flush and also rest with the cutting edge 10 on the stalk 4 of the strawberry—the cutting blades 9 form the cutting tool 11 in this embodiment.
  • the clamping elements 3 consist of an inelastic rear plastic body 12 and an elastic front foam body 13 , the elastic foam bodies 13 not yet being deformed by a contact force 14 .
  • FIG. 2 shows how the contact force 14 deforms the foam bodies 13 of the clamping elements 3, with the dimensionally stable and sharp-edged cutting blades 9 penetrating into the stalk 4 of the strawberry 5 and ultimately severing the stalk.
  • a restoring force of the deformed foam body 12 and the contact force 14 hold the strawberry 5 in place despite the severed stem 4 so that it cannot fall to the ground. Then the gripping device can remove picked strawberry 5 carefully and undamaged .
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the gripping device 1, in which the cutting blades 9 are not flush with the handle contact surfaces 6, but instead have an offset with their cutting edge 10 and the handle contact surfaces 6 in relation to the cutting edges 10 in the direction of the handle 4 survive the strawberry 5 . If the contact force 14 is now increased, it must overcome a deformation distance 15 until the cutting edges 10 of the cutting blades 9 meet. The effect is the same, the stalk 4 of the strawberry 5 is severed by the cutting blades 9 . In this alternative embodiment of the gripping device 1, however, the strawberry 5 is held in place by the clamping elements 3 with a higher contact force 14, so that other heavy fruits or strawberries 5 could also be picked.
  • FIG. 4 also shows an alternative embodiment of the gripping device 1 in which the cutting blades 10 are offset along the stalk 4 of the strawberry 5 and are brought together by the contact force 14 in the manner of scissors.
  • the scissors-like combination allows for a more precise and cleaner cutting 16 of the stem 4 .
  • the mobile robot 2 is shown in a cross-sectional view, driving over a plant field 17 with strawberries 5 .
  • the mobile robot 2 consists of a mobile robot chassis 18 which has four wheels 19 , of which only two can be seen because of the cross-sectional view.
  • a total of three robot arms 20 are mounted on the mobile robot chassis 18, each of which has four robot arm elements 21 with which the robot arm 20 can position the gripping device 1 in a targeted manner relative to the stalks 4 of the strawberries 5.
  • each robot arm 20 can reach at least one collecting container 22, which is also attached to the mobile robot chassis 18, and deposit the strawberries 5 there.
  • the mobile robot chassis 18 can be adjusted in terms of a chassis length, a chassis width and a chassis height, so that the mobile robot chassis 18 can be adapted to a different plant row width 23 .
  • the mobile robot 2 is shown in a further embodiment in a perspective view, where it also moves along the strawberries 5 and picks them. Deviating from FIG. 5, all four wheels 19 can be seen, two front wheels 24 and two rear wheels 25. In this example from only the two front wheels 24 is driven by an electric motor while the two rear wheels 25 are designed like castors and can be pivoted, with a forklift-like driving behavior can be achieved with a very small turning circle.
  • FIG. 7 shows a robot system 26 with three mobile robots 2 , all three of which can each communicate with a central control device 28 via a communication device 27 .
  • the central control device 28 can send commands to the mobile robots 2 or let them drive and pick autonomously.
  • the central communication device 27 sends the mobile robots 2 boundary coordinates, so that they form a coordinate fence 29 .
  • Each mobile robot 2 can use a position determination device to determine its own position and detect whether it is still within the coordinate fence 29 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
  • Manipulator (AREA)

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

Thorsten Seckert
Robotersystem und mobiler Roboter zum Pflücken von stielbehafteten Früchten einer Pflanze
Die Erfindung betri f ft einen mobilen Roboter zum Pflücken von stielbehafteten Früchten einer Pflanze mit mindestens einer an einem fahrbaren Roboterf ahrgestell gelagerten Grei fvorrichtung, wobei der mobile Roboter entlang der Pflanzen fahren kann und die Grei fvorrichtung 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 zwöl f Wochen geerntet , und während dieser Zeit muss für eine ausreichende Ausbeute das Erdbeerfeld alle zwei bis drei Tage nach rei f gewordenen Erdbeeren abgesucht werden, da der Rei feprozess 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 Erdbeerf eldes maximal ist und keine Erdbeeren auf dem Erdbeerfeld übersehen werden und verfaulen .
Aus der Druckschri ft WO 2018 / 015416 Al 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 Rei fe bewertet werden, sodass die Verarbeitungseinheit den Roboterarm derart ansteuert , dass dieser sich mit einem Grei fmechanismus um die zu pflückende Frucht herum positioniert . Wird der Grei fmechanismus anschließend betätigt , wird die zu pflückende Frucht so um eine im Wesentlichen hori zontale 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 Druckschri ft US 10 , 292 , 414 Bl 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 Öf fnung zwischen zwei Plattenkanten, wobei nur der Stiel der Frucht durch die Öf fnung 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 Öf fnung 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 Druckschri ft EP 2 371 204 Al ist weiter eine Maschine zum automatischen Ernten von in Reihen angebauten Früchten bekannt , die ein selbst fahrendes 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 Öf fnung von der Pflanze trennen, sodass diese in den Behälter fällt . Nachteilig bei dieser Maschine ist , dass die Früchte wenig di f ferenziert mit dem großen Behälter geerntet werden, sodass auch viele noch unrei fe 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 Grei fvorrichtung mindestens zwei Klemmelemente mit j eweils 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 ergrei fen, und wobei die Grei fvorrichtung 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 Grei fvorrichtung kann schon bei zwei sich gegenüberliegenden Klemmelementen den Stiel der Frucht zuverlässig erfassen und grei fen, wobei die Grei fvorrichtung einer Daumen-Finger- Funktion nachempfunden ist , die den Stiel feinmotorisch ergrei fen kann . Mehrere Klemmleisten sind komplexer anzusteuern aber optional auch realisierbar . Dadurch kann der Stiel der zu pflückenden Frucht fast vollumfänglich ergri f fen 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 Grei fvorrichtung, die den Stiel fest im Gri f f hat , die unversehrte Frucht in einen dafür bereitgestellten Auf f angbehälter oder direkt in einen Verkaufskorb ablegen .
Sind mehrere Grei fvorrichtungen an dem Roboterf ahrgestell gelagert , kann der erfindungsgemäße mobile Roboter mittels geeigneter Algorithmen lernen, die Grei fvorrichtungen in einer vorteilhaften Weise zu nutzen, sodass die unabhängigen Grei fvorrichtung kooperativ agieren . Künstliche neuronale Netzwerke können dabei hel fen die Feinmotorik und Beweglichkeit der Grei fvorrichtung zu verbessern . Auch können mit Hil fe von Computer-Vision-Algorithmen und maschinellem Lernen wie z . B . Reinforcement Learning Methoden beispielsweise die Auswahl der rei fen Früchte und die Feinmotorik noch weiter verbessert werden . Bearbeiten mehrere Grei fvorrichtungen eine Pflanze , kann eine Grei fvorrichtung die Blätter und Stängel der Pflanze wegschieben und die zu pflückenden Früchte freilegen, sodass eine andere Grei fvorrichtung diese pflücken kann . Auch ist es möglich, dass eine Grei fvorrichtung eine gepflückte Frucht einer anderen Grei fvorrichtung übergibt , weil sie eventuell vorteilhafter einen noch nicht vollen Auf f angbehälter erreichen kann . Es sind erfindungsgemäße mobile Roboter mit acht bis über zwanzig Grei fvorrichtungen 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 Ef fi zienz 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 ernterei f , 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 Rei fegrad 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 .
Auf f angbehälter 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 Roboterf ahrgestell kann kontinuierlich das Pflanzenfeld abfahren, erkannte rei fe 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 darauf folgenden 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 Grei fvorrichtung ergrei fbar 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 Grei fvorrichtung nicht nur den Stiel einer Frucht ergrei fen kann, sondern j eden 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 Auf f angbehälter aufgefangen werden kann . Das Material des Auf f angbehälters kann aus einem Kunststof f 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
Auf f angbehälter 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 Grei fvorrichtung die gepflückte Frucht in einen Auf f angbehälter 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 Auf f angbehälter oder direkt in den Verkaufskorb noch sanfter, da die Grei fvorrichtung 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 Grei fvorrichtung über die ganze Zeit bis zur Ablage in den Auf f angbehälter getragen und festgehalten . Werden die gepflückten Früchte direkt in einen Verkaufskorb gelegt , kann die Grei fvorrichtung die Früchte direkt optisch ansprechend für den Abnehmer oder nach dessen Vorgaben sortieren und positionieren .
Um die zu pflückenden Früchte identi fi zieren und die mindestens eine Grei fvorrichtung während eines Pflückvorgangs ansteuern zu können ist es zweckmäßig, dass sowohl die gerade zu bearbeitende Pflanze als auch die relevanten Komponenten einer Grei fvorrichtung mit einer optischen Erfassungseinrichtung überwacht werden, wobei die mit der optischen Erfassungseinrichtung erzeugten Abbildungen und Aufnahmen mit Hil fe 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 auf genommenen 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 Grei fvorrichtungen angeordnet sein, um die für den Pflückvorgang besonders wichtige Umgebung der Grei fvorrichtung ausleuchten zu können .
Um eine Kontrolle und Steuerung der mindestens einen Grei fvorrichtung zu erleichtern ist optional vorgesehen, dass an j eder Grei fvorrichtung 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 betref fenden Grei fvorrichtung durchgeführter Grei fvorgang 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 j eder Grei fvorrichtung 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 auf genommenen Abbildungen erzeugt und für die Auswertung, bzw . für die Kontrolle und Ansteuerung der betref fenden Grei fvorrichtung verwendet werden . Die beiden optischen Erfassungseinrichtungen sind in vorteilhafter Weise auf zwei gegenüberliegenden Seiten eines Grei farms der Grei fvorrichtung 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 Grei fvorrichtung aufweist , mit welcher ein Auf f angbehälter für die gepflückten Früchte ergri f fen und verlagert werden kann . Diese weitere Grei fvorrichtung weist zweckmäßigerweise zwei oder mehr Klemmelemente auf , benötigt j edoch kein Schneidwerkzeug . Mit der weiteren Grei fvorrichtung kann der Auf f angbehälter unmittelbar unter die zu pflückende Frucht verlagert werden, um nach dem Durchtrennen des Stiels der zu pflückenden Frucht , was mit einer anderen Grei fvorrichtung durchgeführt wird, die gepflückte Frucht in den Auf f angbehälter ablegen zu können, ohne dass die Grei fvorrichtung mit der gepflückten Frucht große Bewegungen durchführen muss . Der Auf f angbehälter 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 Grei fvorrichtung auch die Frucht selbst ergri f fen und gehalten werden, während mit der für den Pflückvorgang zuständigen Grei fvorrichtung der Stiel der Frucht ergri f fen und durchtrennt wird .
Es ist ebenfalls möglich, dass mit einer weiteren Grei fvorrichtung den Pflückvorgang behindernde Pflanzenteile ergri f fen oder verlagert werden, um das Ergrei fen und Pflücken einer Frucht mit der dafür vorgesehenen Grei fvorrichtung zu erleichtern oder zu ermöglichen . Es kann in Abhängigkeit von den Früchten bzw . den Pflanzen zweckmäßig sein, dass j eder Grei fvorrichtung, die zum Pflücken verwendet werden soll , eine weitere Grei fvorrichtung zum Halten einer Verkaufsschale oder zum Unterstützen des Pflückvorgangs zugeordnet ist . Dabei kann für j ede zum Pflücken verwendete Grei fvorrichtung eine dedi zierte weitere Grei fvorrichtung vorgesehen sein, oder aber eine weitere Grei fvorrichtung gleichzeitig mehrere zum Pflücken verwendete Grei fvorrichtungen 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 j eweils an einem Klemmelement festgelegt sind und j eweils 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 Kunststof f 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 Kunststof fmaterial oder Metall bestehen, während der vordere elastische Teil aus einem Elastomer oder Schaumstof f 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 Öf fnung eingrei ft und die Schneidklingen kraf tschlüssig fixiert . Durch die Position der Verschraubung in der länglichen Öf fnung 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 Grei fvorrichtung 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 Grei fvorrichtung kann erheblich gesteigert werden, wenn optional vorgesehen ist , dass die mindestens eine Grei fvorrichtung mittels eines Roboterarms mit mehreren Roboterarmelementen an dem fahrbaren Roboterf ahrgestell gelagert ist , sodass die Grei fvorrichtung durch den Roboterarm mit mehr Möglichkeiten und mechanischen Freiheitsgraden verlagert werden kann . Die beispielsweise aus einem Kunststof f 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 Kunststof f oder Aluminium ermöglicht den Einsatz kleiner Elektromotoren bzw . Servomotoren, sodass der Roboterarm präzise , energiesparend und ef fektiv die Grei fvorrichtung zu der zu pflückenden Frucht verlagern kann . Da der erfindungsgemäße mobile Roboter mehrere Grei fvorrichtungen und damit auch mehrere Roboterarme aufweisen kann, können die Roboterarme sich gegenseitig Hil festellung 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 Grei fvorrichtungen sowie der Roboterarmelemente mit Hil fe 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 Grei fvorrichtungen 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 Roboterf ahrgestell 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 Roboterf ahrgestell einstellbar aus zugestalten, sodass das Roboterf ahrgestell an die unterschiedlichen Pflanzenreihenabstände der Pflanzenreihen und die unterschiedlichen Zuchthöhen der Pflanzen angepasst werden kann . Dafür kann das Roboterf ahrgestell leicht aus einer Rohrkonstruktion hergestellt werden, wobei die Rohre j eweils ineinandergrei fen und ineinander verschiebbar sind . Die Rohrkonstruktion ermöglicht auch eine element- und modulweise Vormontage , sodass der erfindungsgemäße mobile Roboter unkompli ziert 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 Roboterf ahrgestell mehrere lenkrollenartige Räder aufweist , die um eine quer zur Fahrtrichtung gelegene Schwenkachse drehbar an dem fahrbaren Roboterf ahrgestell gelagert sind, wobei mindestens ein Rad des Roboterf ahrgestells 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 Roboterf ahrgestell gekoppelt sind . Dadurch wird die Konstruktion bei Unebenheiten des Bodens geschont .
Komplettiert werden kann das erfindungsgemäße Roboterf ahrgestell , wenn optional vorgesehen ist , dass das Roboterf ahrgestell Ablageflächen für die Auf f angbehälter und/oder die gepflückten Früchte aufweist . Die Ablageflächen können danach auch mit Abstandshaltern, Begrenzungen und Gurten ausgestattet sein, damit die Auf f angbehälter und/oder Früchte nicht raus fallen können .
Besonders ef fi zient und ef fektiv 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 Hil fe 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 j eweiligen Teile der Pflanzenfelder bearbeiten soll . Durch Rückmeldungen der erfindungsgemäßen mobilen Roboter kann die zentrale Steuereinrichtung optimale Erntemengen, Wege und Bearbeitungs zeiten 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 Kommuni kationseinrichtung 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 Grenz zaun bzw . Koordinatenzaun bilden, sodass die erfindungsgemäßen mobilen Roboter mittels ihrer Positionsbestimmungseinrichtung erfassen können, ob sie sich noch auf dem Pflanzenfeld befinden . I st 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 Figur 1 eine Befestigungsvorrichtung mit zwei Klemmelementen, die eine Erdbeere grei fen und festhalten,
Die Figur 2 eine Befestigungsvorrichtung mit zwei Klemmelementen, die einen Stiel einer Erdbeere durch trennen,
Die Figur 3 eine Befestigungsvorrichtung mit zwei Klemmelementen mit einer Verformungsdistanz ,
Die Figur 4 eine Befestigungsvorrichtung mit zwei Klemmelementen in einer scherenförmigen Anordnung,
Die Figur 5 einen mobilen Roboter auf einem Erdbeerfeld in Querschnittsdarstellung,
Die Figur 6 einen mobilen Roboter auf einem Erdbeerfeld in perspektivischer Darstellung und
Die Figur 7 ein Robotersystem mit drei mobilen Robotern und einer zentralen Steuereinrichtung .
Die Figuren 1 und 2 zeigen j eweils eine Grei fvorrichtung 1 eines mobilen Roboters 2 . In Figur 1 ist gezeigt , wie zwei Klemmelemente 3 der Grei fvorrichtung 1 einen Stiel 4 einer Erdbeere 5 mit j eweils einer an j edem Klemmelement 3 befindlichen Stielanlagefläche 6 ergrei fen, 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 j eweils eine aus einem Kunststof f hergestellte Schneidklinge 9 angeordnet , wobei die Schneidklingen 9 mit den Stielanlageflächen 6 mit j eweils 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 Kunststof f körper 12 und einem elastischen vorderen Schaumstof f körper 13 , wobei die elastischen Schaumstof f körper 13 noch nicht durch eine Anlagekraft 14 deformiert sind .
Demgegenüber zeigt Figur 2 wie die Anlagekraft 14 die Schaumstof f körper 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 Schaumstof f körper 12 und die Anlagekraft 14 hält trotz durchtrenntem Stiel 4 die Erdbeere 5 fest , sodass diese nicht zu Boden fallen kann . Anschließend kann die Grei fvorrichtung die gepflückte Erdbeere 5 sorgfältig und unversehrt entfernen .
In Figur 3 ist eine alternative Ausgestaltung der Grei fvorrichtung 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 tref fen . Die Wirkung ist dieselbe , der Stiel 4 der Erdbeere 5 wird von den Schneidklingen 9 durchtrennt . In dieser alternativen Ausgestaltung der Grei fvorrichtung 1 wird die Erdbeere 5 j edoch mit einer höheren Anlagekraft 14 von den Klemmelementen 3 festgehalten, sodass auch andere schwere Früchte oder Erdbeeren 5 gepflückt werden könnten .
In Figur 4 ist ebenfalls eine alternative Ausgestaltung der Grei fvorrichtung 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 Figur 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 Roboterf ahrgestell 18 , das vier Räder 19 hat , von denen aber wegen der Querschnittsdarstellung nur zwei zu sehen sind . Am fahrbaren Roboterf ahrgestell 18 sind insgesamt drei Roboterarme 20 gelagert , die j eweils vier Roboterarmelemente 21 aufweisen, mit denen der Roboterarm 20 die Grei fvorrichtung 1 gezielt zu den Stielen 4 der Erdbeeren 5 positionieren kann . Wenn der mobile Roboter 2 mit seiner Grei fvorrichtung 1 die Erdbeeren 5 gepflückt hat , kann j eder Roboterarm 20 mindestens einen Auf f angbehälter 22 , die ebenfalls an dem fahrbaren Roboterf ahrgestell 18 angebracht sind, erreichen und die Erdbeeren 5 dort ablegen . Das fahrbare Roboterf ahrgestell 18 ist dabei in einer Fahrgestelllänge , einer Fahrgestellbreite und einer Fahrgestellhöhe verstellbar, sodass das fahrbare Roboterf ahrgestell 18 an eine andere Pflanzenreihenbreite 23 anpassbar ist .
In Figur 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 Figur 5 sind alle vier Räder 19 zu sehen, zwei Vorderräder 24 und zwei Hinterräder 25 . In diesem Aus führungsbeispiel 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 Figur 7 ist ein Robotersystem 26 mit drei mobilen Robotern 2 dargestellt , wobei alle drei j eweils über eine Kommunikationseinrichtung 27 mit einer zentralen Steuereinrichtung 28 kommuni zieren 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 .
B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
1. Greifvorrichtung
2. Mobiler Roboter
3. Klemmelement
4. Stiel
5. Erdbeere
6. Stielanlagefläche
7. Pflanzenseite
8. Fruchtseite
9. Schneidklinge
10. Schneidkante
11. Schneidwerkzeug
12. Kunststoff körper
13. Schaumstoff körper
14. Anlagekraft
15. Verformungsdistanz
16. Schnittstelle
17. Pflanzenfeld
18. Roboterf ahrgestell
19. Räder
20. Roboterarm
21. Roboterarmelement
22. Auf f angbehälter
23. Pflanzenreihenbreite
24. Vorderräder
25. Hinterräder
26. Robotersystem
27. Kommunikationseinrichtung
28. Zentrale Steuereinrichtung
29. Koordinatenzaun

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Mobiler Roboter (2) zum Pflücken von stielbehafteten Früchten einer Pflanze mit mindestens einer an einem fahrbaren
Roboterf ahrgestell (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.
2. 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 Auf f angbehälter (22) aufgefangen werden kann.
3. 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 Auf f angbehälter (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.
4. Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Greifvorrichtung (1) mindestens eine optische Erfassungseinrichtung angeordnet ist.
5. 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.
6. Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Roboter (2) mindestens eine weitere Greifvorrichtung (1) aufweist, mit welcher ein Auf f angbehälter (22) für die gepflückten Früchte ergriffen und verlagert werden kann.
7. 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 .
8. 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.
9. 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.
10. 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 Roboterf ahrgestell (18) gelagert ist, sodass die Greifvorrichtung (1) durch den Roboterarm (20) mit mehr Möglichkeiten und mechanischen Freiheitsgraden verlagert werden kann.
11. Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrbare Roboterf ahrgestell (18) in einer Fahrgestelllänge, einer Fahrgestellbreite und/oder einer Fahrgestellhöhe verstellbar ist.
12. Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrbare Roboterf ahrgestell (18) mehrere lenkrollenartige Räder (19) aufweist, die um eine quer zur Fahrtrichtung gelegene Schwenkachse drehbar an dem fahrbaren Roboterf ahrgestell (18) gelagert sind, wobei mindestens ein Rad (19) des Roboterf ahrgestells (18) elektromotorisch angetrieben werden kann.
13. Mobiler Roboter (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Räder (19) über Stoßdämpfer mit dem fahrbaren Roboterf ahrgestell (18) gekoppelt sind.
14. Mobiler Roboter (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Roboterf ahrgestell (18) Ablageflächen für die
Auf f angbehälter (22) und/oder die gepflückten Früchte aufweist.
15. 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.
16. 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.
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