一种簇状番茄粉果采摘机械手及其采摘方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115191223A(43)申请公布日2022.10.18(21)申请号202210832498.2(22)申请日2022.07.15(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号申请人江苏省农业科学院(72)发明人颜晓红柳军皮杰王权郑亦峰周成钢(74)专利代理机构南京智造力知识产权代理有限公司32382专利代理师屠志炜(51)Int.Cl.A01D45/00(2018.01)A01D91/04(2006.01)B25J11/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种簇状番茄粉果采摘机械手及其采摘方法(57)摘要本发明提供了一种簇状番茄粉果采摘机械手及其采摘方法，包括壳体、直线行走机构、螺母座和采摘单元，所述壳体内安装直线行走机构，所述螺母座与直线行走机构连接，通过直线行走机构使螺母座直线运动；所述螺母座上分布若干采摘单元，每一所述采摘单元包括第一连杆、第二连杆和采摘手，所述第一连杆一端与螺母座铰接，所述第一连杆另一端与第二连杆中间铰接，所述第二连杆一端与壳体铰接，所述第二连杆另一端穿过壳体与采摘手连接，通过螺母座的直线运动，使采摘手姿态发生变化；所述壳体底部与回转手臂连接，用于使壳体转动。本发明能够实现对被采摘串番茄的位置和果实个数进行精确判断，进而实现对簇状番茄进行精确采摘。CN115191223ACN115191223A权利要求书1/2页1.一种簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，包括壳体、直线行走机构、螺母座和采摘单元，所述壳体内安装直线行走机构，所述螺母座与直线行走机构连接，通过直线行走机构使螺母座直线运动；所述螺母座上分布若干采摘单元，每一所述采摘单元包括第一连杆(4)、第二连杆(6)和采摘手(8)，所述第一连杆(4)一端与螺母座铰接，所述第一连杆(4)另一端与第二连杆(6)中间铰接，所述第二连杆(6)一端与壳体铰接，所述第二连杆(6)另一端穿过壳体与采摘手(8)连接，通过螺母座的直线运动，使采摘手(8)姿态发生变化；所述壳体底部与回转手臂连接，用于使壳体转动。2.根据权利要求1所述的簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，所述螺母座上分布3个采摘单元，第一采摘单元与第二采摘单元之间的夹角为90度，第三采摘单元分别与第一采摘单元和第二采摘单元之间的夹角为135度。3.根据权利要求1所述的簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，所述采摘手(8)外部设有硅胶手套(9)，所述硅胶手套(9)表面安装第一压力传感器，用于检测采摘压力。4.根据权利要求3所述的簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，所述硅胶手套(9)厚度至少为2mm，所述硅胶手套(9)与采摘手(8)贴合后的缝隙为0～0.5mm。5.根据权利要求1所述的簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，所述采摘手(8)与第二连杆(6)的夹角为0～25°。6.根据权利要求1所述的簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，所述采摘手(8)的夹持面为凹圆弧面。7.根据权利要求1所述的簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，若干采摘手(8)在闭合状态下，若干采摘手(8)中部形成的采摘空间最小直径为50mm；在张开状态下，若干采摘手(8)中部形成的采摘空间最大直径为110mm。8.根据权利要求1所述的簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，若干采摘单元之间的壳体上设有柔性指垫(12)，用于对番茄起缓冲作用；所述柔性指垫(12)上设有第二压力传感器，用于检测番茄是否与柔性指垫(12)接触。9.根据权利要求1所述的簇状番茄粉果采摘机械手，其特征在于，还包括视觉系统(15)，所述视觉系统(15)用于识别簇状番茄中最外侧的番茄的中心和果柄位置。10.一种利用权利要求1‑9任一项所述的簇状番茄粉果采摘机械手的采摘方法，其特征在于，包括如下步骤：通过视觉系统(15)识别簇状番茄中最外侧的番茄的中心和果柄位置；控制系统根据视觉系统(15)输入的番茄的中心和果柄位置，控制机械手臂移动，使壳体的回转中心线与番茄果柄处于同一直线；控制系统控制机械手臂沿与果柄共线的直线运动靠近番茄，直到番茄触碰到第二压力传感器；控制系统根据第二压力传感器反馈信号控制直线行走机构使螺母座直线运动，从而使若干采摘手(8)闭合，直到采摘手(8)的硅胶手套(9)与番茄果体接触；当采摘手(8)上的第一压力传感器达到设定值，控制系统控制机械手臂沿与果柄共线的直线反向运动，使采摘手(8)夹持的番茄脱离番茄簇；控制系统控制机械手臂带动壳体旋转，使果柄与番茄的连接处发生撕裂；并且控制机械手臂施加沿与果柄共线的直线反向的加速度的位移，使果径分离；2CN115191223A权利要求书2/2页控制系统控制机械手臂移动到存放区，控制系统通过控制直线行走机构