主权项 |
一种水果采摘机器人的末端执行器,其特征是,包括果实采摘硬件装置和果实采摘控制系统;所述果实采摘硬件装置由手爪机体、水果切割装置、水果牵引装置、果梗引导装置组成;1)手爪机体:手爪机体(8)为圆筒形,圆筒上部设有导向口,导向口末端设有防卡条(1),圆筒下部设计了圆形的果实出料口(19),圆筒后部是密封盖,和机械臂连接;2)水果切割装置:由旋转切割器(2)和切割器电机(7)组成,旋转切割器(2)固定在手爪头部上方,旋转切割器(2)由安装在手爪机体(8)尾部机体内的切割器电机(7)提供动力,通过切割器皮带轮(3)、切割器皮带(4)及切割器电机皮带轮(6)输送动力,并在旋转切割器(2)上方安装了2层切割装置保护罩(5);3)水果牵引装置:由吸盘导杆(14)和吸盘(15)组成,吸盘(15)安装在吸盘导杆(14)的末端,吸盘连接在吸盘导杆(14)上,导杆(14)为空心轴,与真空泵相连,安装在手爪机体(8)尾部的吸盘驱动电机(11)驱动吸盘驱动齿轮(9)正反转,实现导杆往复运动;4)果梗引导装置:在手爪机体(8)的前端入口处设有一个拨环(18),由安装在手爪机体尾部的拨环驱动电机(12)驱动拨环(18),通过拨环皮带(16)将动力输送到拨环皮带轮(17),拨环皮带轮(17)和拨环(18)固定连接,控制拨环(18)转动,拨环的另一侧与回位轮(22)紧固连接,回位轮(22)与回位弹簧(21)相连;所述果实采摘控制系统:果实采摘控制系统经过双目立体视觉系统,检测到成熟水果,通过立体匹配,进行目标定位;当计算出目标水果三维位置后,采用路径规划算法,得到末端执行器当前位置和目标位置的运动路径,并将机械臂运动的路径转换成每个关节电机运转的角度值,将末端执行器送到指定位置,计算机发出采摘指令,吸盘电机(11)正传,吸盘驱动齿轮(9)将旋转力,经齿轮啮合转化成向前推力,吸盘(15)伸向水果,水果和吸盘接触后,进气口被堵,真空泵继续工作,水果被吸住,导致管内真空度急剧上升,水果被牢牢抓住,当达到水果抓持力的指定阈值时,触发吸盘电机反转吸盘回收,将水果引入手爪主体(8)内;当吸盘回收到指定位置,编码计数器(10)达到指定阈值,拨环电机(13)开始工作,带动皮带轮(13)、拨环皮带(16)和拨环皮带轮(17)转动,最后将动力传递到拨环(18)上,拨环(18)开始由下向上转动卡住果梗,并向旋转切割器(2)推进,切割器电机(7)启动,带动切割器电机皮带轮(6)、切割器皮带(4)、切割器皮带轮(3)旋转,将动力传给旋转切割器(2);在切割过程中,拨环电机(12)始终工作,给予拨环(18)推力,切断果梗;检测负载电流,负载急降时,各电机停止运转,回位轮(22)在回位弹簧(21)作用下,使拨环(18)复位,实现一个采摘循环。 |