WO2023169633A1 - Device for gripping, separating, and weighing crops - Google Patents

Device for gripping, separating, and weighing crops Download PDF

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WO2023169633A1
WO2023169633A1 PCT/DE2023/100182 DE2023100182W WO2023169633A1 WO 2023169633 A1 WO2023169633 A1 WO 2023169633A1 DE 2023100182 W DE2023100182 W DE 2023100182W WO 2023169633 A1 WO2023169633 A1 WO 2023169633A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
anvil
crop
weighing
cutting lever
lever
Prior art date
Application number
PCT/DE2023/100182
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nico Radajewski
Detlef Riedel
Ronny Weber
Sebastian Unger
Original Assignee
Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr filed Critical Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr
Publication of WO2023169633A1 publication Critical patent/WO2023169633A1/en

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/30—Robotic devices for individually picking crops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
    • B25J11/0055—Cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
    • B25J15/022—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers actuated by articulated links

Definitions

  • the present invention relates to a device for gripping, separating and weighing crops with the features according to the patent claims.
  • Such a device is, for example, prior art according to CN111887026A.
  • This device takes up a lot of space, especially with regard to its longitudinal extent.
  • Such a device which is not very compact, is not well suited for harvesting strawberries, for example, especially because there is little space available, i.e. H. Fruits and foliage are close together.
  • such a long device counteracts rapid adjustment movements or is sluggish, which reduces the efficiency of the harvest.
  • a sensor for weighing the crop is provided in this device, this sensor is arranged on this device in such a way that a significant part of the device's own weight, in particular the weight of the telescopic cylinder, the piston and the elastic grippers, acts on this sensor even when no crop has been harvested yet.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention for gripping, separating and weighing crops, which is used, for example, for picking parts of plants, such as fruit, fruits, flowers or vegetables, etc., especially in the field of horticulture (hence referred to below in simplified form/summarized as crops).
  • this device particularly sensitive fruits, such as. B. Strawberries are grabbed by machine, fixed and separated from the plant.
  • the device initially has an anvil 1.
  • a clamping lever 3 and a cutting lever 4 are arranged in relation to the fixed anvil 1 and can be rotated/pivoted about a common axis 2.
  • the clamping lever 3 By means of the clamping lever 3, the stem of a fruit/crop to be harvested is clamped or gripped/fixed.
  • the stem is then separated using the cutting lever 4.
  • clamping lever 3 and cutting lever 4 are spaced from the anvil 1, i.e. H. the device is open in the area of the side facing the crop, and the crop can be gripped, fixed, separated and weighed in the further course.
  • the clamping lever 3 and the cutting lever 4 are each in active contact or in operative connection with an armature 5 or plunger of an electric magnetic actuator or lifting magnet 6 in an area on the side facing away from the crop.
  • the armature 5 is arranged in the magnetic field of a coil and is linearly movable. I.e. the armature 5 can be moved linearly relative to the coil in an armature space by a magnetic field generated by the coil.
  • the lifting magnet 6 used is in particular an electric linear lifting magnet (push-pull electric solenoid).
  • the linear movement of the armature 5 is transmitted to the cutting lever 4 via a fork head 7. Assume that the armature 5 moves in the direction of the lifting magnet 6 (see arrow). As a result, the cutting lever 4 is pivoted about the axis 2 and moves in the direction of the anvil 1.
  • the clamping lever 3 follows this movement or is at least temporarily connected to the cutting lever 4 by the force of a (torsion) spring 8, the spring 8 presses the clamping lever 3 against a locking bolt 9 until the stem of a fruit to be harvested is clamped or gripped/fixed between the clamping lever 3 and the anvil 1, with further (retraction) movement of the anchor 5 the clamping lever 3 now with a through the
  • the force defined by the spring 8 fixes the stem and does not move any further, so that the temporary connection between the clamping lever 3 and the cutting lever 4 is eliminated, since the locking bolt 9 now also no longer moves, but this does not apply to the cutting lever 4, which is now separates and removes the locking bolt 9 and then cuts or separates the stem of the fruit/crop.
  • the lifting magnet e and the anvil 1 are in particular firmly arranged or fixed on a holder or a base body 10, which corresponds to a certain extent to an abutment, ie a basic structure suitable for the forces or loads occurring in the present case.
  • the base body 10 has a connection area 11 at the end facing away from the crop, in which the device according to the invention can be connected to the arm of a robot, which is not shown in Figure 1.
  • the device according to the invention therefore corresponds in particular to a robot gripper.
  • the crop is further held between the clamping lever 3 and the anvil 1 (through the action of the torsion spring 8) and the device according to the invention is moved away from the plant by a movement, in particular of the robot arm on which the device is arranged the harvested material is stored in a suitable manner.
  • the anvil 1 is penetrated by the common axis 2, which is designed in particular as a screw bolt.
  • the anvil 1 encloses the common axis 2 and is effectively connected to the common axis 2 in a form-fitting and resting manner.
  • the device according to a second embodiment also initially has an anvil 1.
  • a cutting lever 4 is arranged to be rotatable/pivotable about an axis 2 relative to the fixed anvil 1.
  • a clamping or leaf spring 8' is arranged or fastened to the anvil 1 by means of fastening elements or screws 3' in such a way that it is pretensioned so that the crop, after being separated, continues to move between the leaf spring 8' and the anvil 1 through the action of this spring 8 ', ie is held by their preload.
  • a (potential) spring force acts on the anvil 1, namely on the (contact/side) surface of the anvil 1 between the leaf spring 8' and Anvil 1, which is opposite the cutting lever 4 (particularly when the scissors formed by the anvil 1 and the cutting lever 4 are in the open position), as shown in Figure 1, or points/is directed in the direction of the cutting lever 4, ie towards the surface of the anvil 1 , on which the leaf spring 8 'rests (at its maximum), in a rest position, i.e. when no crop is being gripped or held/fixed. i.e.
  • the stem of a fruit/crop to be harvested is clamped or gripped/fixed.
  • the stem is then separated using the cutting lever 4 (the cutting edge on the cutting lever 4 points in the direction of the anvil 1).
  • the clamping spring 8 'and cutting lever 4 are spaced from the anvil 1, ie the device is in the area of the The side facing the crop is opened and the crop can be gripped, fixed, separated and weighed later. i.e.
  • the clamping/leaf spring 8' is flat and extends along the area where it is connected/attached to the anvil 1, which faces away from the crop, along the side surface of the anvil 1 facing the cutting lever 4, between which and the leaf spring 8 'holds/fixes the crop, up to an area that faces the crop.
  • the leaf spring 8' in particular has a longitudinal extent/length that is larger/longer than that of the anvil 1.
  • the leaf spring 8' is in particular as long/almost as long as the cutting lever 4.
  • the cutting lever 4 is in effective contact or in operative connection with an anchor 5 or plunger of an electric magnet actuator or lifting magnet 6 in an area on the side facing away from the crop.
  • the armature 5 is arranged in the magnetic field of a coil and is linearly movable. I.e. the armature 5 can be moved linearly relative to the coil in an armature space by a magnetic field generated by the coil.
  • the lifting magnet 6 used is in particular also an electric linear lifting magnet (push-pull electric solenoid).
  • the linear movement of the armature 5 is transmitted to the cutting lever 4 via a fork head 7.
  • the armature 5 moves in a direction that leads away from the solenoid 6 (see arrow).
  • the cutting lever 4 is pivoted about the axis 2 and moves in the direction of the anvil 1.
  • the clamping spring 8 ' follows this movement or reinforces this movement by the preload on the one hand and by the additional tension on the other hand, which is caused by the (shown in Figure 2 ) Deformation in a direction that leads away from the anvil 1 and leads to the cutting lever 4.
  • the scissors, which are formed by anvil 1 and cutting lever 4 have, due to the action of the clamping spring 8 ', the inherent tendency, so to speak, that the scissors are closed or that anvil 1 and cutting lever 4 move towards each other.
  • the clamping spring 8 ' is/stands with the cutting lever 4 via an abutment that acts as an abutment
  • Pin 9 ' which is arranged on the cutting lever 4 in an area facing the crop, in (active) connection, whereby the clamping spring 8 'runs or is mounted on the side of the pin 9' which faces away from the anvil 1, so that when the cutting lever 4 is moved away from the anvil 1, the leaf spring 8 'lifts off from the anvil 1 and the deformation of the clamping spring 8' described above (and shown in Figure 2) is effected and crop or the stem of a fruit to be harvested can be guided/introduced between the anvil 1 and the leaf spring 8' or cutting lever 4 in order to be held/fixed later, separated from a plant and continued to be kept. i.e.
  • the leaf spring 8' is connected to the pin 9' in such a way that the clamping spring 8' is/can be guided along the pin 9' in the area of its longitudinal extent which faces the crop, but by the pretension of the clamping spring 8 ' even if anvil 1 and cutting lever 4 have come as close as possible to each other or overlap and cutting/separating crops is taking place or could take place (i.e. if no part of a plant/stem is clamped between anvil 1 and clamping spring 8' / gripped / fixed / held), rests on the pin 9 'or is pressed against it.
  • the cutting lever 4 when the cutting lever 4 is pivoted further about the axis 2 and moves further in the direction of the anvil 1, the stem of a fruit to be harvested is clamped or gripped/fixed between the clamping spring 8 'and the anvil 1, with further (outward) ) Movement of the anchor 5, the clamping spring 8' now only fixes the stem with the force defined by the pretension of the clamping spring 8' and does not move any further, so that the (temporary) connection between the clamping spring 8' and the cutting lever 4 via pin 9' (also) is (could be) lifted, with the pin 9 'or the cutting lever 4 moving further and in the further course cutting or separating the stem of the fruit/crop.
  • the cutting edge or the cutting lever 4 passes over the anvil 1.
  • the cutting lever 4 is, as shown in Figure 2, longer than the anvil 1, so that collisions between the cutting lever 4 (with pin 9 ') and the anvil 1 are avoided.
  • the lifting magnet e and the anvil 1 are also firmly arranged or fixed, in particular, on a holder or a base body 10, which corresponds to a certain extent to an abutment, ie a basic structure suitable for the forces or loads occurring in the present case.
  • the base body 10 has a connection area 11 at the end facing away from the crop, in which the device according to the invention can be connected to the arm of a robot, which is not shown in Figure 2.
  • the device according to the invention according to FIG. 2 therefore also corresponds in particular to a robot gripper.
  • the crop After being separated from the plant, the crop is further held between the clamping spring 8' and the anvil 1 (through the action of the leaf spring 8') and the device according to the invention is removed from the plant by a movement, in particular of the robot arm on which the device is arranged moved away and the crop is sent to storage in a suitable manner.
  • the anvil 1 is penetrated by the axis 2, which is also designed in particular as a screw bolt.
  • the anvil 1 encloses the axis 2 and is effectively connected to the axis 2 in a form-fitting and resting manner.
  • the leaf spring 8' does not have an opening effect, but rather a closing effect (on the cutting lever 4 opposite the anvil 1 or the “scissors” thus formed). i.e. the unactuated position corresponds to the closed scissors.
  • the embodiment according to FIG. 1 where the scissors are open when the lifting magnet 6 is not active/actuated.
  • the scissors are only opened for a short time directly before the gripping process. In this way, the total number of magnet cycles/cycles when the lifting magnet e is active is significantly reduced in practice.
  • the storage (in the area of the axis 2) is significantly more robust and the weighing cell 13 receives no or significantly less feedback from tensions in the actuated solenoid 6. This also reduces the fact that If there is no clamping lever 3, there is a risk that parts of the crop or plant parts will get caught in the clamping-cutting mechanism. Overall, this results in a more stable function of the weighing cell 13.
  • the lifting magnet 6 can be mounted directly on the base plate 10 or closer to the connection area 11, which leads to a more stable connection and in particular in the basic structure axial length of the entire device is reduced even further, since the coil spring shown in Figure 1 (and not numbered), which pushes the clamping and cutting lever 3, 4 back into the starting or rest position, is omitted in the embodiment according to Figure 2 or is replaced by the leaf spring 8 '.
  • numerous individual components are eliminated (clamping lever, coil spring), which saves costs and weight. In any case, a relatively high potential energy can be stored or made available in the leaf spring 8 'when the lifting magnet 6 is activated according to FIG.
  • the anvil 1 points according to the invention over the course of its longitudinal extent, on the side facing away from the crop, starting from the (common axis) 2 in the direction of the base body 10, i.e. H. between the (common) axis 2 and the base body 10 or the connecting area 11, an area 12 in which a weighing device 13, i.e. H. a force sensor is arranged.
  • the weighing device 13 can be attached, for example by means of screw connections, on the one hand to the anvil 1 and on the other hand to the base body 10, so that the weighing device 13 connects the anvil 1 and the base body 10 to one another or to each other weighing device 13 attached to the anvil 1 is supported on the base body 10.
  • the anvil 1 has a (first) area on the side facing the crop, which interacts with the clamping lever 3/the clamping spring 8 'for the purpose of gripping and fixing or clamping crop, in particular a stalk, as well on the side facing away from the crop there is a (second) area 12, which is designed for the purpose of weighing the crop.
  • the weighing device 13 is, for example, a Sauter CK 300-0P4 single-point load cell. It is also possible to arrange several such weighing devices 13, which are then arranged one above the other or stacked, so that redundancy is achieved and/or a comparison of measured values of the individual weighing devices 13 can be carried out, for example for diagnostic purposes or to further improve the accuracy the weighing.
  • the (second) region 12 of the anvil 1 and thus the anvil 1 itself is designed as a weighing device 13, in particular the deformation of the anvil 1 in the (second) region 12 being recorded by means of strain gauges.
  • the weight of the crop ie a fruit, which is (s) by means of anvil 1 and Clamping lever 3/clamping spring 8' is fixed or has been gripped and has been separated from a plant by means of the cutting lever 4, determined depending on the load that results from the separated and fixed crop or fruit in addition to the resting load on the weighing device 13 , whereby the rest load corresponds to the sum of the comparatively low dead weight of the anvil 1, at least part of the dead weight of the axis 2, the clamping lever 3/the clamping spring 8 'and the cutting lever 4. i.e. It is an advantage over the prior art that only a few and comparatively light components are weighed when determining the weight of the crop.
  • the (second) region 12 of the anvil 1 extends parallel or essentially parallel and spatially as close as possible along the lifting magnet 6, so that particularly little installation space is required and the overall assembly is particularly compact, which has a favorable effect on its inertia and thus enables quick and effective harvesting.
  • the anvil 1 is on the side facing away from the crop, starting from the (common) axis 2 in the direction of the base body 10, i.e. H. between the (common) axis 2 and the base body 10, i.e. in the area 12, is cranked, in particular between the (common) axis 2 and the weighing device 13, so that the anvil 1, including the weighing device 13, has the spatial contour of the lifting magnet 6 spatially surrounds or encloses or follows this contour with the smallest possible distance and thus the anvil 1, including the weighing device 13 and the lifting magnet 6 are close together and consequently the entire device is particularly compact and has only a low inertia.
  • an offset or offset of the anvil 1 on the side facing away from the crop, between the (common) axis 2 and the base body 10, i.e. in the area 12, results in a particularly short, squat design.
  • the device has a small longitudinal extent and rapid and effective harvesting is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)

Abstract

The aim of the invention is to facilitate a harvesting process which is as effective as possible and a precise weighing of the crops. According to the invention, this is achieved by means of a device for gripping, separating, and weighing crops, wherein - a cutting lever (4) is rotatably arranged about an axis (2) relative to a stationary anvil (1), and the crops are further held by the effect of a spring (8, 8') after being separated, - the cutting lever (4) is operatively connected to an armature (5) of a lifting magnet (6) in a region on the side facing away from the crops, and - the anvil (1) has a region (12) on the side facing away from the crops, said region running in a spatially proximal manner along the lifting magnet (6) and being equipped with a weighing device (13).

Description

Vorrichtung zum Greifen, Abtrennen und Wiegen von Erntegut Device for gripping, separating and weighing crops
Beschreibung Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen, Abtrennen und Wiegen von Erntegut mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen. The present invention relates to a device for gripping, separating and weighing crops with the features according to the patent claims.
Eine derartige Vorrichtung ist zum Beispiel gemäß der CN111887026A Stand der Technik. Diese Vorrichtung nimmt viel Bauraum in Anspruch, insbesondere hinsichtlich ihrer Längserstreckung. Ein solche, wenig kompakte Vorrichtung ist für eine Ernte von beispielsweise Erdbeeren nicht gut geeignet, insbesondere, weil dabei wenig Platz zur Verfügung steht, d. h. Früchte sowie Blattwerk eng beieinander liegen. Zudem wirkt eine derart lang bauende Vorrichtung zügigen Stellbewegungen entgegen bzw. ist träge, was die Effizienz der Ernte verringert. Ein Sensor zum Wiegen des Ernteguts ist bei dieser Vorrichtung zwar vorgesehen, jedoch ist dieser Sensor derart an dieser Vorrichtung angeordnet, dass ein wesentlicher Teil des Eigengewichts der Vorrichtung, insbesondere das Gewicht des Teleskopzylinders, des Kolbens und der elastischen Greifer auf diesen Sensor wirkt und zwar schon dann, wenn überhaupt noch kein Erntegut gegriffen wurde.Such a device is, for example, prior art according to CN111887026A. This device takes up a lot of space, especially with regard to its longitudinal extent. Such a device, which is not very compact, is not well suited for harvesting strawberries, for example, especially because there is little space available, i.e. H. Fruits and foliage are close together. In addition, such a long device counteracts rapid adjustment movements or is sluggish, which reduces the efficiency of the harvest. Although a sensor for weighing the crop is provided in this device, this sensor is arranged on this device in such a way that a significant part of the device's own weight, in particular the weight of the telescopic cylinder, the piston and the elastic grippers, acts on this sensor even when no crop has been harvested yet.
Wird nun zum Bespiel eine Erdbeere gegriffen bzw. abgetrennt, welche nur ein Gewicht von wenigen Gramm aufweist, dann erhöht sich das auf den Sensor wirkende Gewicht nur unwesentlich und es ist fraglich, ob anhand der genannten Vorrichtung eine ausreichend genaue Gewichtsbestimmung möglich ist. If, for example, a strawberry is picked up or separated, which only weighs a few grams, then the weight acting on the sensor increases only insignificantly and it is questionable whether a sufficiently precise weight determination is possible using the device mentioned.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine möglichst effektive Ernte und ein genaues Wiegen des Ernteguts zu ermöglichen. It is therefore the object of the present invention to enable the most effective harvest and accurate weighing of the crop.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen gelöst. This object is achieved according to the invention by means of a device with the features according to the patent claims.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sowie den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen. Further advantageous embodiments of the present invention can be found in the following exemplary embodiments and the dependent patent claims.
In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Greifen, Abtrennen und Wiegen von Erntegut, welche beispielsweise zum Pflücken von Pflanzenteilen, wie Obst, Früchten, Blüten oder Gemüse u. ä. insbesondere im Bereich des Gartenbaus (daher folgend vereinfacht/zusammengefasst als Erntegut bezeichnet) geeignet ist, in einer räumlichen Darstellung gezeigt. Mit anderen Worten, handelt es sich gemäß der vorliegenden Erfindung um einen Erntekopf oder Pflücker. Mit dieser Vorrichtung können insbesondere empfindliche Früchte, wie z. B. Erdbeeren maschinell ergriffen, fixiert und von der Pflanze getrennt werden. 1 shows the device according to the invention for gripping, separating and weighing crops, which is used, for example, for picking parts of plants, such as fruit, fruits, flowers or vegetables, etc., especially in the field of horticulture (hence referred to below in simplified form/summarized as crops). is suitable, shown in a spatial representation. In other words, it is in accordance with the present invention around a harvest head or picker. With this device, particularly sensitive fruits, such as. B. Strawberries are grabbed by machine, fixed and separated from the plant.
Die Vorrichtung weist gemäß einer ersten Ausführung zunächst einen Amboss 1 auf. Gegenüber dem feststehenden Amboss 1 sind um eine gemeinsame Achse 2 drehbar/schwenkbar ein Klemmhebel 3 und ein Schneidhebel 4 angeordnet. Mittels des Klemmhebels 3 wird von einer/dem zu erntenden Frucht/Erntegut der Stängel geklemmt bzw. gegriffen/fixiert. Mittels des Schneidhebels 4 wird der Stängel im weiteren Verlauf abgetrennt. Gemäß Figur 1 sind Klemmhebel 3 und Schneidhebel 4 vom Amboss 1 beabstandet, d. h. die Vorrichtung ist im Bereich der dem Erntegut zugewandten Seite geöffnet, ein Greifen, Fixieren, Abtrennen und Wiegen von Erntegut kann im weiteren Verlauf erfolgen. According to a first embodiment, the device initially has an anvil 1. A clamping lever 3 and a cutting lever 4 are arranged in relation to the fixed anvil 1 and can be rotated/pivoted about a common axis 2. By means of the clamping lever 3, the stem of a fruit/crop to be harvested is clamped or gripped/fixed. The stem is then separated using the cutting lever 4. According to Figure 1, clamping lever 3 and cutting lever 4 are spaced from the anvil 1, i.e. H. the device is open in the area of the side facing the crop, and the crop can be gripped, fixed, separated and weighed in the further course.
Der Klemmhebel 3 und der Schneidhebel 4 stehen jeweils in einem Bereich auf der dem Erntegut abgewandten Seite mit einem Anker 5 bzw. Plunger eines elektrischen Magnet- Aktors bzw. Hubmagneten 6 in Wirkkontakt bzw. in Wirkverbindung. Wie allgemein bekannt, ist der Anker 5 im Magnetfeld einer Spule angeordnet und linear beweglich. D. h. der Anker 5 ist durch ein von der Spule erzeugtes Magnetfeld relativ zur Spule in einem Ankerraum linear bewegbar. Bei dem verwendeten Hubmagneten 6 handelt es sich insbesondere um einen elektrischen Linear-Hubmagneten (push-pull-electric-solenoid). The clamping lever 3 and the cutting lever 4 are each in active contact or in operative connection with an armature 5 or plunger of an electric magnetic actuator or lifting magnet 6 in an area on the side facing away from the crop. As is generally known, the armature 5 is arranged in the magnetic field of a coil and is linearly movable. I.e. the armature 5 can be moved linearly relative to the coil in an armature space by a magnetic field generated by the coil. The lifting magnet 6 used is in particular an electric linear lifting magnet (push-pull electric solenoid).
Gemäß der in Figur 1 gezeigten ersten Ausführung wird die lineare Bewegung des Ankers 5 über einen Gabelkopf 7 auf den Schneidhebel 4 übertragen. Angenommen, der Anker 5 bewegt sich in Richtung des Hubmagneten 6 (siehe Pfeil). Infolgedessen wird der Schneidhebel 4 um die Achse 2 geschwenkt und bewegt sich in Richtung des Ambosses 1. Der Klemmhebel 3 folgt dieser Bewegung bzw. ist mit dem Schneidhebel 4 durch die Kraft einer (Dreh-)Feder 8 zumindest zeitweise verbunden, wobei die Feder 8 den Klemmhebel 3 solange gegen einen Rastbolzen 9 drückt, bis zwischen Klemmhebel 3 und Amboss 1 der Stängel einer zu erntenden Frucht geklemmt bzw. gegriffen/fixiert wird, wobei bei weiterer (Rückzugs-)Bewegung des Ankers 5 der Klemmhebel 3 nun mit einer durch die Feder 8 definierten Kraft den Stängel fixiert und sich nicht weiter bewegt, so dass die zeitweise Verbindung zwischen Klemmhebel 3 und Schneidhebel 4 aufgehoben wird, da sich nun auch der Rastbolzen 9 nicht weiter bewegt, was jedoch für den Schneidhebel 4 nicht zutrifft, der sich jetzt vom Rastbolzen 9 trennt und entfernt und im weiteren Verlauf den Stängel der Frucht/des Ernteguts schneidet bzw. abtrennt. Der Hubmagnet e und der Amboss 1 sind insbesondere an einem Halter bzw. einem Grundkörper 10 fest angeordnet bzw. fixiert, welcher gewissermaßen einem Widerlager entspricht, d. h. einer für die im vorliegenden Fall auftretenden Kräfte bzw. Belastungen geeigneten Grundstruktur. Der Grundkörper 10 weist an dem Ende, welches dem Erntegut abgewandt ist, einen Verbindungsbereich 11 auf, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Arm eines Roboters verbunden werden kann, was in Figur 1 nicht gezeigt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht somit insbesondere einem Robotergreifer. According to the first embodiment shown in Figure 1, the linear movement of the armature 5 is transmitted to the cutting lever 4 via a fork head 7. Assume that the armature 5 moves in the direction of the lifting magnet 6 (see arrow). As a result, the cutting lever 4 is pivoted about the axis 2 and moves in the direction of the anvil 1. The clamping lever 3 follows this movement or is at least temporarily connected to the cutting lever 4 by the force of a (torsion) spring 8, the spring 8 presses the clamping lever 3 against a locking bolt 9 until the stem of a fruit to be harvested is clamped or gripped/fixed between the clamping lever 3 and the anvil 1, with further (retraction) movement of the anchor 5 the clamping lever 3 now with a through the The force defined by the spring 8 fixes the stem and does not move any further, so that the temporary connection between the clamping lever 3 and the cutting lever 4 is eliminated, since the locking bolt 9 now also no longer moves, but this does not apply to the cutting lever 4, which is now separates and removes the locking bolt 9 and then cuts or separates the stem of the fruit/crop. The lifting magnet e and the anvil 1 are in particular firmly arranged or fixed on a holder or a base body 10, which corresponds to a certain extent to an abutment, ie a basic structure suitable for the forces or loads occurring in the present case. The base body 10 has a connection area 11 at the end facing away from the crop, in which the device according to the invention can be connected to the arm of a robot, which is not shown in Figure 1. The device according to the invention therefore corresponds in particular to a robot gripper.
Das Erntegut wird nach dem Abtrennen von der Pflanze weiter zwischen Klemmhebel 3 und Amboss 1 gehalten (durch die Wirkung der Drehfeder 8) und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch eine Bewegung, insbesondere des Roboterarms, an dem die Vorrichtung angeordnet ist, von der Pflanze wegbewegt und das Erntegut wird auf geeignete Weise einer Lagerung zugeführt. After being separated from the plant, the crop is further held between the clamping lever 3 and the anvil 1 (through the action of the torsion spring 8) and the device according to the invention is moved away from the plant by a movement, in particular of the robot arm on which the device is arranged the harvested material is stored in a suitable manner.
Wie in Figur 1 gezeigt, wird der Amboss 1 von der gemeinsamen Achse 2 durchdrungen, die insbesondere als Schraubenbolzen ausgeführt ist. Mit anderen Worten, umschließt der Amboss 1 die gemeinsame Achse 2 und ist gewissermaßen formschlüssig und ruhend mit der gemeinsamen Achse 2 wirkverbunden. As shown in Figure 1, the anvil 1 is penetrated by the common axis 2, which is designed in particular as a screw bolt. In other words, the anvil 1 encloses the common axis 2 and is effectively connected to the common axis 2 in a form-fitting and resting manner.
Wie in Figur 2 gezeigt, weist die Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung ebenfalls zunächst einen Amboss 1 auf. Gegenüber dem feststehenden Amboss 1 ist um eine Achse 2 drehbar/schwenkbar ein Schneidhebel 4 angeordnet. Am Amboss 1 ist mittels Befestigungselementen bzw. Schrauben 3' eine Klemm- bzw. Blattfeder 8' derart mit einer Vorspannung angeordnet bzw. befestigt, dass das Erntegut nach dem Abtrennen weiter zwischen der Blattfeder 8' und dem Amboss 1 durch die Wirkung dieser Feder 8', d. h. durch deren Vorspannung gehalten wird. Mit anderen Worten wirkt durch die Vorspannung, mit der die Blattfeder 8' am Amboss 1 angeordnet ist, eine (potenzielle) Federkraft auf den Amboss 1 , und zwar auf die (Kontakt-/Seiten-) Fläche des Ambosses 1 zwischen Blattfeder 8' und Amboss 1 , die dem Schneidhebel 4 (insbesondere bei geöffneter Stellung der sich durch Amboss 1 und Schneidhebel 4 bildenden Schere), wie in Figur 1 gezeigt, gegenüberliegt bzw. in Richtung des Schneidhebels 4 weist/gerichtet ist, d. h. auf die Fläche des Ambosses 1 , an dem die Blattfeder 8' (maximal) anliegt, in einer Ruhestellung, also wenn kein Erntegut gegriffen bzw. gehalten/fixiert wird. D. h. mittels der Klemmfeder 8' wird von einer/dem zu erntenden Frucht/Erntegut der Stängel geklemmt bzw. gegriffen/fixiert. Mittels des Schneidhebels 4 wird der Stängel im weiteren Verlauf abgetrennt (die Schneide am Schneidhebel 4 weist in Richtung des Ambosses 1). Gemäß Figur 2 sind Klemmfeder 8' und Schneidhebel 4 vom Amboss 1 beabstandet, d. h. die Vorrichtung ist im Bereich der dem Erntegut zugewandten Seite geöffnet, ein Greifen, Fixieren, Abtrennen und Wiegen von Erntegut kann im weiteren Verlauf erfolgen. D. h. wird der Schneidhebel 4 von dem Amboss 1 wegbewegt, hebt die Blattfeder 8' von dem Amboss 1 ab und es wirkt vorübergehend keine Federkraft auf die Kontaktfläche des Ambosses 1 zwischen Blattfeder 8' und Amboss 1 , wobei wenn der Schneidhebel 4 zum Abtrennen des Ernteguts wieder zu dem Amboss 1 hinbewegt wird, durch die Wirkung der Blattfeder 8' das Erntegut nach dem Abtrennen weiter zwischen Blattfeder 8' und Amboss 1 gehalten wird. Die Klemm-/Blattfeder 8' ist flach ausgeführt und erstreckt sich längs von dem Bereich, an dem sie mit dem Amboss 1 verbunden/befestigt ist, der dem Erntegut abgewandt ist, entlang der dem Schneidhebel 4 zugewandten Seitenfläche des Ambosses 1 , zwischen welcher und der Blattfeder 8' das Erntegut gehalten/fixiert wird, bis in einen Bereich, der dem Erntegut zugewandt ist. Die Blattfeder 8' weist insbesondere eine Längserstreckung/Länge auf, die größer/länger ist als die des Ambosses 1. Die Blattfeder 8' ist insbesondere so lang/fast so lang wie der Schneidhebel 4. As shown in Figure 2, the device according to a second embodiment also initially has an anvil 1. A cutting lever 4 is arranged to be rotatable/pivotable about an axis 2 relative to the fixed anvil 1. A clamping or leaf spring 8' is arranged or fastened to the anvil 1 by means of fastening elements or screws 3' in such a way that it is pretensioned so that the crop, after being separated, continues to move between the leaf spring 8' and the anvil 1 through the action of this spring 8 ', ie is held by their preload. In other words, due to the preload with which the leaf spring 8 'is arranged on the anvil 1, a (potential) spring force acts on the anvil 1, namely on the (contact/side) surface of the anvil 1 between the leaf spring 8' and Anvil 1, which is opposite the cutting lever 4 (particularly when the scissors formed by the anvil 1 and the cutting lever 4 are in the open position), as shown in Figure 1, or points/is directed in the direction of the cutting lever 4, ie towards the surface of the anvil 1 , on which the leaf spring 8 'rests (at its maximum), in a rest position, i.e. when no crop is being gripped or held/fixed. i.e. By means of the clamping spring 8', the stem of a fruit/crop to be harvested is clamped or gripped/fixed. The stem is then separated using the cutting lever 4 (the cutting edge on the cutting lever 4 points in the direction of the anvil 1). According to Figure 2, the clamping spring 8 'and cutting lever 4 are spaced from the anvil 1, ie the device is in the area of the The side facing the crop is opened and the crop can be gripped, fixed, separated and weighed later. i.e. If the cutting lever 4 is moved away from the anvil 1, the leaf spring 8 'lifts off from the anvil 1 and there is temporarily no spring force acting on the contact surface of the anvil 1 between the leaf spring 8' and the anvil 1, whereby when the cutting lever 4 is used to separate the crop again is moved towards the anvil 1, through the action of the leaf spring 8 'the crop is held further between the leaf spring 8' and the anvil 1 after separation. The clamping/leaf spring 8' is flat and extends along the area where it is connected/attached to the anvil 1, which faces away from the crop, along the side surface of the anvil 1 facing the cutting lever 4, between which and the leaf spring 8 'holds/fixes the crop, up to an area that faces the crop. The leaf spring 8' in particular has a longitudinal extent/length that is larger/longer than that of the anvil 1. The leaf spring 8' is in particular as long/almost as long as the cutting lever 4.
Der Schneidhebel 4 steht gemäß Figur 2 in einem Bereich auf der dem Erntegut abgewandten Seite mit einem Anker 5 bzw. Plunger eines elektrischen Mag net- Aktors bzw. Hubmagneten 6 in Wirkkontakt bzw. in Wirkverbindung. Wie allgemein bekannt, ist der Anker 5 im Magnetfeld einer Spule angeordnet und linear beweglich. D. h. der Anker 5 ist durch ein von der Spule erzeugtes Magnetfeld relativ zur Spule in einem Ankerraum linear bewegbar. Bei dem verwendeten Hubmagneten 6 handelt es sich insbesondere ebenfalls um einen elektrischen Linear-Hubmagneten (push-pull-electric-solenoid). 2, the cutting lever 4 is in effective contact or in operative connection with an anchor 5 or plunger of an electric magnet actuator or lifting magnet 6 in an area on the side facing away from the crop. As is generally known, the armature 5 is arranged in the magnetic field of a coil and is linearly movable. I.e. the armature 5 can be moved linearly relative to the coil in an armature space by a magnetic field generated by the coil. The lifting magnet 6 used is in particular also an electric linear lifting magnet (push-pull electric solenoid).
Gemäß der in Figur 2 gezeigten zweiten Ausführung wird die lineare Bewegung des Ankers 5 über einen Gabelkopf 7 auf den Schneidhebel 4 übertragen. Angenommen, der Anker 5 bewegt sich in einer Richtung, die vom Hubmagneten 6 wegführt (siehe Pfeil). Infolgedessen wird der Schneidhebel 4 um die Achse 2 geschwenkt und bewegt sich in Richtung des Ambosses 1. Die Klemmfeder 8' folgt dieser Bewegung bzw. verstärkt diese Bewegung durch die Vorspannung einerseits und durch die zusätzliche Spannung andererseits, die durch die (in Figur 2 gezeigte) Verformung in einer Richtung, die vom Amboss 1 wegführt und zu dem Schneidhebel 4 hinführt, bedingt ist. D. h. die Schere, welche durch Amboss 1 und Schneidhebel 4 gebildet wird, hat durch die Wirkung der Klemmfeder 8' gewissermaßen die inhärente Neigung, dass die Schere geschlossen wird bzw. Amboss 1 und Schneidhebel 4 sich aufeinander zu bewegen. According to the second embodiment shown in Figure 2, the linear movement of the armature 5 is transmitted to the cutting lever 4 via a fork head 7. Assume that the armature 5 moves in a direction that leads away from the solenoid 6 (see arrow). As a result, the cutting lever 4 is pivoted about the axis 2 and moves in the direction of the anvil 1. The clamping spring 8 'follows this movement or reinforces this movement by the preload on the one hand and by the additional tension on the other hand, which is caused by the (shown in Figure 2 ) Deformation in a direction that leads away from the anvil 1 and leads to the cutting lever 4. I.e. The scissors, which are formed by anvil 1 and cutting lever 4, have, due to the action of the clamping spring 8 ', the inherent tendency, so to speak, that the scissors are closed or that anvil 1 and cutting lever 4 move towards each other.
Die Klemmfeder 8' ist/steht mit dem Schneidhebel 4 über einen als Widerlager wirkendenThe clamping spring 8 'is/stands with the cutting lever 4 via an abutment that acts as an abutment
Stift 9', der am Schneidhebel 4 in einem dem Erntegut zugewandten Bereich angeordnet ist, in (Wirk-)Verbindung, wobei die Klemmfeder 8' auf der Seite des Stifts 9' verläuft bzw. gelagert ist, die dem Amboss 1 abgewandt ist, so dass dann, wenn der Schneidhebel 4 von dem Amboss 1 wegbewegt wird, die Blattfeder 8' von dem Amboss 1 abhebt und die oben beschriebene (und in Figur 2 gezeigte) Verformung der Klemmfeder 8' bewirkt wird und Erntegut bzw. der Stängel einer zu erntenden Frucht zwischen Amboss 1 und Blattfeder 8' bzw. Schneidhebel 4 geführt/eingebracht werden kann, um im weiteren Verlauf gehalten/fixiert, von einer Pflanze abgetrennt und weiter gehalten werden kann. D. h. die Blattfeder 8' ist insofern mit dem Stift 9' verbunden, als dass die Klemmfeder 8' im dem Bereich ihrer Längserstreckung der dem Erntegut zugewandt ist an dem Stift 9' entlanggeführt ist/wird bzw. entlanggeführt kann, jedoch durch die Vorspannung der Klemmfeder 8' selbst dann, wenn Amboss 1 und Schneidhebel 4 sich maximal angenähert haben bzw. sich überdecken und ein Schneiden/Abtrennen von Erntegut erfolgt bzw. erfolgt ist oder erfolgen könnte (also wenn kein Teil einer Pflanze/Stängel zwischen Amboss 1 und Klemmfeder 8' geklemmt/gegriffen/fixiert/gehalten wird), am Stift 9' anliegt bzw. an diesen herangedrückt wird. Pin 9 ', which is arranged on the cutting lever 4 in an area facing the crop, in (active) connection, whereby the clamping spring 8 'runs or is mounted on the side of the pin 9' which faces away from the anvil 1, so that when the cutting lever 4 is moved away from the anvil 1, the leaf spring 8 'lifts off from the anvil 1 and the deformation of the clamping spring 8' described above (and shown in Figure 2) is effected and crop or the stem of a fruit to be harvested can be guided/introduced between the anvil 1 and the leaf spring 8' or cutting lever 4 in order to be held/fixed later, separated from a plant and continued to be kept. i.e. the leaf spring 8' is connected to the pin 9' in such a way that the clamping spring 8' is/can be guided along the pin 9' in the area of its longitudinal extent which faces the crop, but by the pretension of the clamping spring 8 ' even if anvil 1 and cutting lever 4 have come as close as possible to each other or overlap and cutting/separating crops is taking place or could take place (i.e. if no part of a plant/stem is clamped between anvil 1 and clamping spring 8' / gripped / fixed / held), rests on the pin 9 'or is pressed against it.
Jedenfalls wird dann, wenn der Schneidhebel 4 weiter um die Achse 2 geschwenkt wird und sich weiter in Richtung des Ambosses 1 bewegt zwischen Klemmfeder 8' und Amboss 1 der Stängel einer zu erntenden Frucht geklemmt bzw. gegriffen/fixiert, wobei bei weiterer (Auswärts-)Bewegung des Ankers 5 die Klemmfeder 8' nun nur noch mit der durch die Vorspannung der Klemmfeder 8' definierten Kraft den Stängel fixiert und sich nicht weiter bewegt, so dass die (zeitweise) Verbindung zwischen Klemmfeder 8' und Schneidhebel 4 via Stift 9' (auch) aufgehoben (werden könnte) wird, wobei sich der Stift 9' bzw. der Schneidhebel 4 weiter bewegt und im weiteren Verlauf den Stängel der Frucht/des Ernteguts schneidet bzw. abtrennt. Während des Schnittprozesses überfährt die Schneide bzw. der Schneidhebel 4 den Amboss 1. Der Schneidhebel 4 ist, wie in Figur 2 gezeigt länger als der Amboss 1 , so dass Kollisionen zwischen Schneidhebel 4 (mit Stift 9') und Amboss 1 vermieden werden. In any case, when the cutting lever 4 is pivoted further about the axis 2 and moves further in the direction of the anvil 1, the stem of a fruit to be harvested is clamped or gripped/fixed between the clamping spring 8 'and the anvil 1, with further (outward) ) Movement of the anchor 5, the clamping spring 8' now only fixes the stem with the force defined by the pretension of the clamping spring 8' and does not move any further, so that the (temporary) connection between the clamping spring 8' and the cutting lever 4 via pin 9' (also) is (could be) lifted, with the pin 9 'or the cutting lever 4 moving further and in the further course cutting or separating the stem of the fruit/crop. During the cutting process, the cutting edge or the cutting lever 4 passes over the anvil 1. The cutting lever 4 is, as shown in Figure 2, longer than the anvil 1, so that collisions between the cutting lever 4 (with pin 9 ') and the anvil 1 are avoided.
Der Hubmagnet e und der Amboss 1 sind ebenfalls insbesondere an einem Halter bzw. einem Grundkörper 10 fest angeordnet bzw. fixiert, welcher gewissermaßen einem Widerlager entspricht, d. h. einer für die im vorliegenden Fall auftretenden Kräfte bzw. Belastungen geeigneten Grundstruktur. Der Grundkörper 10 weist an dem Ende, welches dem Erntegut abgewandt ist, einen Verbindungsbereich 11 auf, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Arm eines Roboters verbunden werden kann, was in Figur 2 nicht gezeigt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Figur 2 entspricht somit ebenfalls insbesondere einem Robotergreifer. Das Erntegut wird nach dem Abtrennen von der Pflanze weiter zwischen Klemmfeder 8' und Amboss 1 gehalten (durch die Wirkung der Blattfeder 8') und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch eine Bewegung, insbesondere des Roboterarms, an dem die Vorrichtung angeordnet ist, von der Pflanze wegbewegt und das Erntegut wird auf geeignete Weise einer Lagerung zugeführt. The lifting magnet e and the anvil 1 are also firmly arranged or fixed, in particular, on a holder or a base body 10, which corresponds to a certain extent to an abutment, ie a basic structure suitable for the forces or loads occurring in the present case. The base body 10 has a connection area 11 at the end facing away from the crop, in which the device according to the invention can be connected to the arm of a robot, which is not shown in Figure 2. The device according to the invention according to FIG. 2 therefore also corresponds in particular to a robot gripper. After being separated from the plant, the crop is further held between the clamping spring 8' and the anvil 1 (through the action of the leaf spring 8') and the device according to the invention is removed from the plant by a movement, in particular of the robot arm on which the device is arranged moved away and the crop is sent to storage in a suitable manner.
Wie in Figur 2 gezeigt, wird der Amboss 1 von der Achse 2 durchdrungen, die ebenfalls insbesondere als Schraubenbolzen ausgeführt ist. Mit anderen Worten, umschließt der Amboss 1 die Achse 2 und ist gewissermaßen formschlüssig und ruhend mit der Achse 2 wirkverbunden. As shown in Figure 2, the anvil 1 is penetrated by the axis 2, which is also designed in particular as a screw bolt. In other words, the anvil 1 encloses the axis 2 and is effectively connected to the axis 2 in a form-fitting and resting manner.
Die gemäß Figur 2 gezeigte Ausführung ist zusammengefasst dadurch charakterisiert, dass die Blattfeder 8' auch in der geschlossenen Scherenposition (= Klemmposition) bereits vorgespannt ist. Die Blattfeder 8' wirkt nicht öffnend, sondern schließend (auf den Schneidhebel 4 gegenüber dem Amboss 1 bzw. die somit gebildete „Schere“). D. h. die unbetätigte Position entspricht der geschlossenen Schere. Das ist bei der Ausführung gemäß Figur 1 nicht der Fall, dort ist die Schere geöffnet, wenn der Hubmagnet 6 nicht aktiv ist/betätigt wird. Gemäß der Ausführung nach Figur 2 ist es umgekehrt. Die Schere wird nur kurzzeitig direkt vor dem Greifvorgang geöffnet. Auf diese Weise wird die Gesamtanzahl der Magnetzyklen/der Zyklen, wenn der Hubmagnet e aktiv ist, in der Praxis deutlich reduziert. Dadurch, dass gemäß der Ausführung nach Figur 2 kein Klemmhebel 3 existiert, ist die Lagerung (im Bereich der Achse 2) deutlich robuster und die Wägezelle 13 erhält keine bzw. deutlich weniger Rückkopplung aus Verspannungen des betätigten Hubmagneten 6. Zudem verringert sich dadurch, dass kein Klemmhebel 3 vorhanden ist die Gefahr, dass sich Teile des Ernteguts bzw. Pflanzenteile im Klemm-Schneid-Mechanismus verfangen. Insgesamt ergibt sich so eine stabilere Funktion der Wägezelle 13. Darüber hinaus kann bei der Ausführung nach Figur 2, der Hubmagnet 6 direkt auf der Grundplatte 10 bzw. näher am Verbindungsbereich 11 montiert werden, was zu einer stabileren Anbindung führt und im Grundaufbau wird insbesondere die axiale Länge der gesamten Vorrichtung noch weiter reduziert, da die in Figur 1 gezeigte (und nicht nummerierte) Schraubenfeder, die den Klemm- und Schneidhebel 3, 4 wieder in die Ausgangs- bzw. Ruheposition drängt, bei der Ausführung nach Figur 2 entfällt bzw. durch die Blattfeder 8' ersetzt wird. Zudem sind zahlreiche Einzelkomponenten entfallen (Klemmhebel, Schraubenfeder), was Kosten und Gewicht spart. Jedenfalls kann in der Blattfeder 8' bei Aktivierung des Hubmagneten 6 gemäß Figur 2 eine relativ hohe potenzielle Energie gespeichert bzw. zur Verfügung gestellt werden, in der geöffneten Scherenposition bzw. wenn der Schneidhebel 4 von dem Amboss 1 beabstandet ist. Die sich aus dieser potenziellen Energie ergebende entsprechende kinetische Energie kann vorteilhaft beim Schneid-/Abtrennvorgang eingesetzt werden, wobei der Magnet 6 dann nicht mehr aktiv/stromlos ist und gleichzeitig der Magnet 6 wieder in die Ausgangsposition gezogen wird. Wie schon beschrieben werden somit die Einschaltzeiten und Zyklenzahl des Magneten 6 deutlich reduziert. Je nach Auslegung der Blattfeder 8' besteht das Potential, einen kleineren Magneten 6 einzusetzen. Durch die geringeren Einschaltzeiten (=geringere Temperaturentwicklung) sind Punkte höherer Kraft im Kennfeld des Magneten 6 erreichbar. The embodiment shown in FIG. 2 is characterized in summary by the fact that the leaf spring 8' is already pretensioned even in the closed scissor position (=clamping position). The leaf spring 8' does not have an opening effect, but rather a closing effect (on the cutting lever 4 opposite the anvil 1 or the “scissors” thus formed). i.e. the unactuated position corresponds to the closed scissors. This is not the case in the embodiment according to FIG. 1, where the scissors are open when the lifting magnet 6 is not active/actuated. According to the embodiment according to Figure 2, it is the other way around. The scissors are only opened for a short time directly before the gripping process. In this way, the total number of magnet cycles/cycles when the lifting magnet e is active is significantly reduced in practice. Because there is no clamping lever 3 according to the embodiment according to Figure 2, the storage (in the area of the axis 2) is significantly more robust and the weighing cell 13 receives no or significantly less feedback from tensions in the actuated solenoid 6. This also reduces the fact that If there is no clamping lever 3, there is a risk that parts of the crop or plant parts will get caught in the clamping-cutting mechanism. Overall, this results in a more stable function of the weighing cell 13. In addition, in the embodiment according to Figure 2, the lifting magnet 6 can be mounted directly on the base plate 10 or closer to the connection area 11, which leads to a more stable connection and in particular in the basic structure axial length of the entire device is reduced even further, since the coil spring shown in Figure 1 (and not numbered), which pushes the clamping and cutting lever 3, 4 back into the starting or rest position, is omitted in the embodiment according to Figure 2 or is replaced by the leaf spring 8 '. In addition, numerous individual components are eliminated (clamping lever, coil spring), which saves costs and weight. In any case, a relatively high potential energy can be stored or made available in the leaf spring 8 'when the lifting magnet 6 is activated according to FIG. 2, in the open scissor position or when the cutting lever 4 is removed from the anvil 1 is spaced apart. The corresponding kinetic energy resulting from this potential energy can be used advantageously in the cutting/severing process, with the magnet 6 then no longer being active/de-energized and at the same time the magnet 6 being pulled back into the starting position. As already described, the switch-on times and number of cycles of the magnet 6 are significantly reduced. Depending on the design of the leaf spring 8', there is the potential to use a smaller magnet 6. Due to the shorter switch-on times (=lower temperature development), points of higher force can be reached in the characteristic field of the magnet 6.
Der Amboss 1 weist gemäß der zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführung erfindungsgemäß im Verlauf seiner Längserstreckung, auf der dem Erntegut abgewandten Seite, ausgehend von der (gemeinsamen Achse) 2 in Richtung des Grundkörpers 10, d. h. zwischen der (gemeinsamen) Achse 2 und dem Grundkörper 10 bzw. dem Verbindungsbereich 11, einen Bereich 12 auf, in dem eine Wägevorrichtung 13, d. h. ein Kraftsensor angeordnet ist. Wie in Figur 1 oder 2 gezeigt, kann die Wägevorrichtung 13, zum Beispiel mittels Schraubverbindungen, einerseits an dem Amboss 1 und andererseits an dem Grundkörper 10 befestigt sein, so dass die Wägevorrichtung 13 den Amboss 1 und den Grundkörper 10 miteinander verbindet bzw. sich die am Amboss 1 befestigte Wägevorrichtung 13 am Grundkörper 10 abstützt. According to the previously described first and second embodiments, the anvil 1 points according to the invention over the course of its longitudinal extent, on the side facing away from the crop, starting from the (common axis) 2 in the direction of the base body 10, i.e. H. between the (common) axis 2 and the base body 10 or the connecting area 11, an area 12 in which a weighing device 13, i.e. H. a force sensor is arranged. As shown in Figure 1 or 2, the weighing device 13 can be attached, for example by means of screw connections, on the one hand to the anvil 1 and on the other hand to the base body 10, so that the weighing device 13 connects the anvil 1 and the base body 10 to one another or to each other weighing device 13 attached to the anvil 1 is supported on the base body 10.
Mit anderen Worten, weist der Amboss 1 auf der dem Erntegut zugewandten Seite einen (ersten) Bereich auf, der mit dem Klemmhebel 3/der Klemmfeder 8' zum Zweck des Greifens und Fixierens bzw. Klemmens von Erntegut, insbesondere eines Stängels, zusammenwirkt, sowie auf der dem Erntegut abgewandten Seite einen (zweiten) Bereich 12 auf, der zum Zweck des Wiegens des Ernteguts ausgeführt ist. Die Wägevorrichtung 13 ist beispielsweise eine Sauter CK 300-0P4 Single-Point-Wägezelle. Möglich ist auch die Anordnung mehrerer solcher Wägevorrichtungen 13, welche dann übereinander bzw. gestapelt angeordnet sind, so dass eine Redundanz erreicht wird und/oder ein Abgleich von Messwerten der einzelnen Wägevorrichtungen 13 durchgeführt werden kann, beispielsweise zu Diagnosezwecken oder für eine weitere Verbesserung der Genauigkeit der Wägung. In einer Ausführung ist der (zweite) Bereich 12 des Ambosses 1 und somit der Amboss 1 selbst als Wägevorrichtung 13 ausgeführt, wobei insbesondere die Verformung des Ambosses 1 im (zweiten) Bereich 12 mittels Dehnungsmessstreifen erfasst wird. In other words, the anvil 1 has a (first) area on the side facing the crop, which interacts with the clamping lever 3/the clamping spring 8 'for the purpose of gripping and fixing or clamping crop, in particular a stalk, as well on the side facing away from the crop there is a (second) area 12, which is designed for the purpose of weighing the crop. The weighing device 13 is, for example, a Sauter CK 300-0P4 single-point load cell. It is also possible to arrange several such weighing devices 13, which are then arranged one above the other or stacked, so that redundancy is achieved and/or a comparison of measured values of the individual weighing devices 13 can be carried out, for example for diagnostic purposes or to further improve the accuracy the weighing. In one embodiment, the (second) region 12 of the anvil 1 and thus the anvil 1 itself is designed as a weighing device 13, in particular the deformation of the anvil 1 in the (second) region 12 being recorded by means of strain gauges.
Bei jeder der beiden genannten Alternativen (Verwendung einer Wägezelle, Verwendung mehrerer Wägezellen oder Verwendung Dehnungsmessstreifen an dem Amboss 1 selbst) wird das Gewicht des Ernteguts, d. h. einer Frucht, welche(s) mittels Amboss 1 und Klemmhebel 3/Klemmfeder 8' fixiert ist bzw. gegriffen wurde und mittels des Schneidhebels 4 von einer Pflanze abgetrennt wurde, in Abhängigkeit der Belastung bestimmt, die sich durch das abgetrennte und fixierte Erntegut bzw. die Frucht zusätzlich zu der Ruhebelastung auf die Wägevorrichtung 13 ergibt, wobei die Ruhebelastung der Summe aus dem vergleichsweise geringen Eigengewicht des Ambosses 1 , zumindest zum Teil des Eigengewichts der Achse 2, des Klemmhebels 3/der Klemmfeder 8' und des Schneidhebels 4 entspricht. D. h. es ist gegenüber dem Stand der Technik von Vorteil, dass nur wenige und vergleichsweise leichte Bauteile bei der Gewichtsbestimmung des Ernteguts mitgewogen werden. For each of the two alternatives mentioned (use of a load cell, use of several load cells or use of strain gauges on the anvil 1 itself), the weight of the crop, ie a fruit, which is (s) by means of anvil 1 and Clamping lever 3/clamping spring 8' is fixed or has been gripped and has been separated from a plant by means of the cutting lever 4, determined depending on the load that results from the separated and fixed crop or fruit in addition to the resting load on the weighing device 13 , whereby the rest load corresponds to the sum of the comparatively low dead weight of the anvil 1, at least part of the dead weight of the axis 2, the clamping lever 3/the clamping spring 8 'and the cutting lever 4. i.e. It is an advantage over the prior art that only a few and comparatively light components are weighed when determining the weight of the crop.
Erfindungsgemäß erstreckt sich der (zweite) Bereich 12 des Ambosses 1 parallel bzw. im Wesentlichen parallel und räumlich möglichst nahe entlang des Hubmagneten 6, so dass besonders wenig Bauraum in Anspruch genommen wird und die Gesamtbaugruppe besonders kompakt ist, was sich günstig auf deren Trägheit auswirkt und somit ein zügiges bzw. effektives Ernten ermöglicht. According to the invention, the (second) region 12 of the anvil 1 extends parallel or essentially parallel and spatially as close as possible along the lifting magnet 6, so that particularly little installation space is required and the overall assembly is particularly compact, which has a favorable effect on its inertia and thus enables quick and effective harvesting.
Insbesondere ist der Amboss 1 auf der dem Erntegut abgewandten Seite, ausgehend von der (gemeinsamen) Achse 2 in Richtung des Grundkörpers 10, d. h. zwischen der (gemeinsamen) Achse 2 und dem Grundkörper 10, also im Bereich 12, gekröpft ausgeführt, und zwar insbesondere zwischen der (gemeinsamen) Achse 2 und der Wägevorrichtung 13 gekröpft ausgeführt, so dass der Amboss 1, einschließlich der Wägevorrichtung 13 die räumliche Kontur des Hubmagneten 6 räumlich umgreift oder umschließt bzw. dieser Kontur mit möglichst geringem Abstand folgt und somit der Amboss 1 , einschließlich der Wägevorrichtung 13 sowie der Hubmagnet 6 eng beieinander liegen und folglich die gesamte Vorrichtung besonders kompakt ist und nur eine geringe Trägheit aufweist. Mit anderen Worten wird durch einen Versprung bzw. eine Kröpfung des Ambosses 1 auf der dem Erntegut abgewandten Seite, zwischen der (gemeinsamen) Achse 2 und dem Grundkörper 10, also im Bereich 12, eine besonders kurze, gedrungene Bauform bewirkt. Noch anders gesagt, wird somit wenig Bauraum in Anspruch genommen, die Vorrichtung weist eine geringe Längserstreckung auf und ein zügiges sowie effektives Ernten ist möglich. In particular, the anvil 1 is on the side facing away from the crop, starting from the (common) axis 2 in the direction of the base body 10, i.e. H. between the (common) axis 2 and the base body 10, i.e. in the area 12, is cranked, in particular between the (common) axis 2 and the weighing device 13, so that the anvil 1, including the weighing device 13, has the spatial contour of the lifting magnet 6 spatially surrounds or encloses or follows this contour with the smallest possible distance and thus the anvil 1, including the weighing device 13 and the lifting magnet 6 are close together and consequently the entire device is particularly compact and has only a low inertia. In other words, an offset or offset of the anvil 1 on the side facing away from the crop, between the (common) axis 2 and the base body 10, i.e. in the area 12, results in a particularly short, squat design. In other words, little installation space is required, the device has a small longitudinal extent and rapid and effective harvesting is possible.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Vorrichtung zum Greifen, Abtrennen und Wiegen von Erntegut, wobei 1. Device for gripping, separating and weighing crops, whereby
- gegenüber einem feststehenden Amboss (1), um eine Achse (2) drehbar, ein Schneidhebel (4) angeordnet ist und durch die Wirkung einer Feder (8, 8') das Erntegut nach dem Abtrennen weiter gehalten wird, - a cutting lever (4) is arranged relative to a fixed anvil (1), rotatable about an axis (2), and the crop is held further after separation by the action of a spring (8, 8'),
- der Schneidhebel (4) in einem Bereich auf der dem Erntegut abgewandten Seite mit einem Anker (5) eines Hubmagneten (6) in Wirkverbindung steht, - the cutting lever (4) is in operative connection with an armature (5) of a lifting magnet (6) in an area on the side facing away from the crop,
- der Amboss (1) auf der dem Erntegut abgewandten Seite einen räumlich nahe entlang des Hubmagneten (6) verlaufenden Bereich (12) aufweist, in dem eine Wägevorrichtung (13) angeordnet ist. - The anvil (1) has, on the side facing away from the crop, an area (12) which runs spatially close to the lifting magnet (6) and in which a weighing device (13) is arranged.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , wobei der Amboss (1) in dem Bereich (12), in dem die Wägevorrichtung (13) angeordnet ist, gekröpft ausgeführt ist, so dass der Amboss (1), einschließlich der Wägevorrichtung (13) der Kontur des Hubmagneten (6) folgt und somit Amboss (1), Wägevorrichtung (13) und Hubmagnet (6) eng beieinander liegen. 2. Device according to claim 1, wherein the anvil (1) is cranked in the area (12) in which the weighing device (13) is arranged, so that the anvil (1), including the weighing device (13), conforms to the contour of the lifting magnet (6) follows and thus the anvil (1), weighing device (13) and lifting magnet (6) are close together.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung mit dem Arm eines Roboters verbunden ist. 3. Device according to claim 1 or 2, wherein the device is connected to the arm of a robot.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, wobei der Hubmagnet (6) und der Amboss (1) an einem Grundkörper (10) angeordnet sind und der Grundkörper (10) an dem Ende, welches dem Erntegut abgewandt ist, einen Verbindungsbereich (11) aufweist, in dem die Vorrichtung mit dem Arm des Roboters verbunden ist. 4. Device according to claim 3, wherein the lifting magnet (6) and the anvil (1) are arranged on a base body (10) and the base body (10) has a connection region (11) at the end facing away from the crop, in which the device is connected to the arm of the robot.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 4, wobei die Wägevorrichtung (13) mittels Schraubverbindungen einerseits an dem Amboss (1) und andererseits an dem Grundkörper (10) befestigt ist, so dass die Wägevorrichtung (13) den Amboss (1) und den Grundkörper (10) miteinander verbindet. 5. Device according to claims 1 to 4, wherein the weighing device (13) is fastened on the one hand to the anvil (1) and on the other hand to the base body (10) by means of screw connections, so that the weighing device (13) holds the anvil (1) and the base body (10) connects together.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 5, wobei die Wägevorrichtung (13) eine Single- Point- Wägezelle ist. 6. Device according to claims 1 to 5, wherein the weighing device (13) is a single-point load cell.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, wobei mehrere solcher Wägevorrichtungen (13), gestapelt angeordnet vorgesehen sind, so dass eine Redundanz erreichbar ist und/oder ein Abgleich von Messwerten der einzelnen Wägevorrichtungen (13) durchführbar ist. 7. Device according to claim 6, wherein several such weighing devices (13) are arranged in a stacked manner, so that redundancy can be achieved and / or a comparison of measured values of the individual weighing devices (13) can be carried out.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 7, wobei der Amboss selbst als Wägevorrichtung (13) ausgeführt ist, wobei die Verformung des Ambosses (1) in dem Bereich (12) zwischen der Achse (2) und dem Grundkörper (10) der Wägung zugrunde gelegt wird. 8. Device according to claims 1 to 7, wherein the anvil itself is designed as a weighing device (13), the deformation of the anvil (1) in the area (12) between the axis (2) and the base body (10) being the basis for the weighing is placed.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 8, wobei 9. Device according to claims 1 to 8, wherein
- gegenüber dem feststehenden Amboss (1), um die Achse (2) drehbar, ein Klemmhebel (3) und der Schneidhebel (4) angeordnet sind, - a clamping lever (3) and the cutting lever (4) are arranged relative to the fixed anvil (1), rotatable about the axis (2),
- der Klemmhebel (3) und der Schneidhebel (4) in einem Bereich auf der dem Erntegut abgewandten Seite mit dem Anker (5) des Hubmagneten (6) in Wirkverbindung stehen,- the clamping lever (3) and the cutting lever (4) are in operative connection with the armature (5) of the lifting magnet (6) in an area on the side facing away from the crop,
- durch die Wirkung einer Drehfeder (8) das Erntegut nach dem Abtrennen weiter zwischen Klemmhebel (3) und Amboss (1) gehalten wird. - The crop is held between the clamping lever (3) and the anvil (1) after separation by the action of a torsion spring (8).
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 8, wobei 10. Device according to claims 1 to 8, wherein
- gegenüber dem feststehenden Amboss (1), um die Achse (2) drehbar, der Schneidhebel (4) angeordnet ist und am Amboss (1) eine Blattfeder (8') derart mit einer Vorspannung angeordnet ist, dass eine Federkraft auf eine Kontaktfläche des Ambosses (1) zwischen Blattfeder (8') und Amboss (1) wirkt, - relative to the fixed anvil (1), rotatable about the axis (2), the cutting lever (4) is arranged and a leaf spring (8 ') is arranged on the anvil (1) with a preload in such a way that a spring force acts on a contact surface of the Anvil (1) acts between leaf spring (8') and anvil (1),
- die Blattfeder (8') mit dem Schneidhebel (4) in Wirkverbindung steht, so dass wenn der Schneidhebel (4) von dem Amboss (1) wegbewegt wird, die Blattfeder (8') von dem Amboss (1) abhebt und vorübergehend keine Federkraft auf die Kontaktfläche des Ambosses (1) zwischen Blattfeder (8') und Amboss (1) wirkt und wenn der Schneidhebel (4) zum Abtrennen des Ernteguts zu dem Amboss (1) hinbewegt wird, durch die Wirkung der Blattfeder (8') das Erntegut nach dem Abtrennen weiter zwischen Blattfeder (8') und Amboss (1) gehalten wird, - the leaf spring (8') is operatively connected to the cutting lever (4), so that when the cutting lever (4) is moved away from the anvil (1), the leaf spring (8') lifts off the anvil (1) and temporarily no Spring force acts on the contact surface of the anvil (1) between the leaf spring (8') and the anvil (1) and when the cutting lever (4) is moved towards the anvil (1) to separate the crop, through the action of the leaf spring (8') the crop is held between the leaf spring (8') and the anvil (1) after it has been separated,
- der Schneidhebel (4) in einem Bereich auf der dem Erntegut abgewandten Seite mit dem Anker (5) des Hubmagneten (6) in Wirkverbindung steht. - The cutting lever (4) is in operative connection with the armature (5) of the lifting magnet (6) in an area on the side facing away from the crop.
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