一种采摘机械手及机器人

本技术涉及农用机械的，特别是涉及一种采摘机械手及机器人。

背景技术：

1、如今机器人已深入到各行各业，机械在农业领域也有了长足的进步。近年来，农业采摘过程正逐渐从传统的人工采摘模式转向自动化、智能化的机械加工模式。

2、众所周知，苹果、梨、桃等是我们日常生活中食用的主要水果品类之一。目前，水果主要的种植方式为果园集中种植管理，采摘时间大约在8月至10月，一般由人工采摘。摘果实的时候用双手拿住果实，将果实的前部向上一抬，然后摘下，使果实果柄与果树分离。由于果实树一般较高，采摘果实时需要准备梯子，但有时由于树枝交错，直接向上采摘会被树枝遮挡，还需要时刻注意不能对果实的表皮造成损伤，否则会造成果实损伤发黑或腐烂。而人工采摘会受到工作时长以及炎热的环境所限制，且人工采摘会需要攀爬梯子，还要需要时刻注意保护果实的表皮，导致采摘成本上升，且存在人工被树枝刮伤或者摔落的风险。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种采摘机械手及机器人，以解决上述现有技术存在的问题，使果实采摘实现机械采摘，无需人工登高，降低人工采摘的成本和危险性。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、本实用新型提供了一种采摘机械手，包括夹爪机构、举升机构、输送管道和电控组件，所述夹爪机构连接于所述举升机构的顶部，且所述夹爪机构与所述举升机构呈钝角连接，所述夹爪机构上的夹爪为柔性材质，所述输送管道固定连接于所述夹爪机构的一侧，所述输送管道用于输送摘落的果实至收集装置，所述夹爪机构、所述举升机构均与所述电控组件电连接。

4、优选的，所述夹爪机构包括电动平行夹爪，所述电动平行夹爪的夹爪替换为柔性夹爪，两个所述柔性夹爪相对设置于所述电动平行夹爪的一对平行导轨上。

5、优选的，所述柔性夹爪的横截面为上小下大的三角形、夹持面为弧面，所述柔性夹爪的内部等间距设置有横向支撑，呈镂空状。

6、优选的，其中一个所述平行导轨上可拆卸连接有一下料板，所述下料板包括一体设置的背板和底板，所述背板与竖直面呈锐角倾斜设置，所述底板与水平面呈锐角倾斜向下设置，所述背板和所述底板之间的夹角呈钝角。

7、优选的，所述底板通过螺栓连接于所述平行导轨上，且所述底板上沿缸杆运动方向平行设置有一缺口，另一个所述平行导轨上的柔性夹爪能够在缺口内移动，所述底板延伸至所述输送管道的顶口边缘。

8、优选的，所述柔性夹爪的夹持面上设置有一对贴片式的压力传感器，所述电动平行夹爪和所述压力传感器分别与所述电控组件电连接。

9、优选的，所述举升机构通过一弯头法兰连接于所述夹爪机构的底部，所述弯头法兰的弧度为30°-70°。

10、优选的，所述弯头法兰的下端设置有一压力传感器，所述压力传感器与所述电控组件电连接。

11、优选的，所述举升机构包括伺服电缸，所述伺服电缸的外壳上沿缸杆运动方向平行设置有一角度传感器，所述伺服电缸和所述角度传感器分别与所述电控组件电连接，所述伺服电缸的底部设置有连接座，所述连接座用于与采摘机器人的机械臂连接。

12、本实用新型还公开了一种采摘机器人，包括上述的采摘机械手和带运动底盘的采摘机器人，所述采摘机器人的机械臂与所述举升机构连接，所述采摘机器人上沿缸杆运动方向平行设置有灯具、环境相机和感知雷达，所述电控组件、所述灯具、所述环境相机和所述感知雷达均与所述采摘机器人的控制中心通讯连接。

13、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、本实用新型的夹爪为柔性材质可实现无损伤抓果实，夹爪机构与举升机构呈钝角连接，方便举升机构穿过交错的树枝实现机械倾斜采摘，最后还能安装在外接的机械臂上，进而能实现无人采摘这一功能。

技术特征：

1.一种采摘机械手，其特征在于：包括夹爪机构、举升机构、输送管道和电控组件，所述夹爪机构连接于所述举升机构的顶部，且所述夹爪机构与所述举升机构呈钝角连接，所述夹爪机构上的夹爪为柔性材质，所述输送管道固定连接于所述夹爪机构的一侧，所述输送管道用于输送摘落的果实至收集装置，所述夹爪机构、所述举升机构均与所述电控组件电连接。

2.根据权利要求1所述的采摘机械手，其特征在于：所述夹爪机构包括电动平行夹爪，所述电动平行夹爪的夹爪替换为柔性夹爪，两个所述柔性夹爪相对设置于所述电动平行夹爪的一对平行导轨上。

3.根据权利要求2所述的采摘机械手，其特征在于：所述柔性夹爪的横截面为上小下大的三角形、夹持面为弧面，所述柔性夹爪的内部等间距设置有横向支撑，呈镂空状。

4.根据权利要求2所述的采摘机械手，其特征在于：其中一个所述平行导轨上可拆卸连接有一下料板，所述下料板包括一体设置的背板和底板，所述背板与竖直面呈锐角倾斜设置，所述底板与水平面呈锐角倾斜向下设置，所述背板和所述底板之间的夹角呈钝角。

5.根据权利要求4所述的采摘机械手，其特征在于：所述底板通过螺栓连接于所述平行导轨上，且所述底板上沿缸杆运动方向平行设置有一缺口，另一个所述平行导轨上的柔性夹爪能够在缺口内移动，所述底板延伸至所述输送管道的顶口边缘。

6.根据权利要求2所述的采摘机械手，其特征在于：所述柔性夹爪的夹持面上设置有一对贴片式的压力传感器，所述电动平行夹爪和所述压力传感器分别与所述电控组件电连接。

7.根据权利要求1所述的采摘机械手，其特征在于：所述举升机构通过一弯头法兰连接于所述夹爪机构的底部，所述弯头法兰的弧度为30°-70°。

8.根据权利要求7所述的采摘机械手，其特征在于：所述弯头法兰的下端设置有一压力传感器，所述压力传感器与所述电控组件电连接。

9.根据权利要求1所述的采摘机械手，其特征在于：所述举升机构包括伺服电缸，所述伺服电缸的外壳上沿缸杆运动方向平行设置有一角度传感器，所述伺服电缸和所述角度传感器分别与所述电控组件电连接，所述伺服电缸的底部设置有连接座，所述连接座用于与采摘机器人的机械臂连接。

10.一种采摘机器人，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的采摘机械手和带运动底盘的采摘机器人，所述采摘机器人的机械臂与所述举升机构连接，所述采摘机器人上沿缸杆运动方向平行设置有灯具、环境相机和感知雷达，所述电控组件、所述灯具、所述环境相机和所述感知雷达均与所述采摘机器人的控制中心通讯连接。

技术总结
本技术公开了一种采摘机械手及机器人，涉及农用机械的技术领域，包括夹爪机构、举升机构、输送管道和电控组件，夹爪机构连接于举升机构的顶部，且夹爪机构与举升机构呈钝角连接，夹爪机构上的夹爪为柔性材质，输送管道固定连接于夹爪机构的一侧，输送管道用于输送摘落的果实至收集装置，夹爪机构、举升机构均与电控组件电连接，便于实现自动化控制。本技术的夹爪为柔性材质可实现无损伤抓果实，夹爪机构与举升机构呈钝角连接，方便举升机构穿过交错的树枝实现机械采摘，最后还能安装在外接的机械臂上，进而能实现智能化无人采摘的功能。

技术研发人员：俞国红,叶云翔,郑航,薛向磊,于健麟,沈同舟,张俐楠,王洪成
受保护的技术使用者：浙江省农业科学院
技术研发日：20230920
技术公布日：2024/5/16