水果采摘收集机构、收集方法及采摘机器人技术

本发明专利技术涉及自动化采摘技术领域，具体而言涉及水果采摘收集机构及采摘机器人，包括：第一弹性束紧部件，构成位于第一平面的第一开口；第二弹性束紧部件，构成位于第二平面的第二开口；由多个线型弹性支撑部件组成的支撑构件，其中每个线型弹性支撑部件的第一端等间距连接到所述第一弹性束紧部件。本发明专利技术通过新型的筒形

【技术实现步骤摘要】
水果采摘收集机构、收集方法及采摘机器人


[0001]本专利技术涉及自动化采摘
，具体而言涉及水果采摘收集机构、收集方法及采摘机器人。

技术介绍

[0002]近年来农业机械自动化技术的发展迅速，而发展动力在于为提高原有农业作业的效率、降低农业生产的劳动强度和降低农业产品生产的成本。果蔬收获机器人是发展现代化农业生产的主要手段之一，而采摘机器人的末端执行器是直接作用于作业对象，因此采摘机器人的末端执行器必须能直接、有效地实现果蔬的摘取功能。
[0003]如专利文献1和专利文献2所示的，目前的水果采摘机构一般是通过驱动器带动执行机构使夹爪夹紧水果实现采摘，但是这种方式难以控制施加到水果表面的力，这与上述的驱动方式有关，驱动器的行程、执行机构的精度、传感系统的灵敏度，都对最终的夹持力造成影响，因此如何更好的实现对果实的夹持是亟待解决的问题。
[0004]现有技术文献：
[0005]专利文献1：CN103548496A类圆果蔬采摘末端执行器、方法及机器人
[0006]专利文献2：CN108271532A一种仿人采摘动作的多爪气动无损果蔬采摘机械手

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于提供一种水果采摘收集机构，包括：
[0008]第一弹性束紧部件，构成位于第一平面的第一开口；
[0009]第二弹性束紧部件，构成位于第二平面的第二开口；
[0010]由多个线型弹性支撑部件组成的支撑构件，其中每个线型弹性支撑部件的第一端等间距连接到所述第一弹性束紧部件，并能相对于所述第一弹性束紧部件沿第一轴线转动，所述第一轴线位于第一平面内，并垂直于连接点与第一开口中心的连线，每个线型弹性支撑部件的第二端等间距连接到所述第二弹性束紧部件，并能相对于所述第二弹性束紧部件沿第二轴线转动，所述第二轴线平行于所述第一轴线并位于第二平面内；
[0011]刚性支撑部件，设置在所述第二开口的中心位置，并通过弹性支撑部件连接到所述第二弹性束紧部件；
[0012]驱动机构；
[0013]其中，所述第一平面和第二平面平行，所述第一开口和第二开口中心的连线垂直于第二平面；
[0014]所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件在自然状态下，多个线型弹性支撑部件为直线状态，使所述支撑构件内侧形成具有第一开口并用于容纳果实的筒形空间
[0015]所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件被设置成能被所述驱动部件束紧，使所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件的周长减小，所述线型弹性支撑部件的第一端沿第一轴线与第一弹性束紧部件相对转动，并向第一开口中心移动，所述线型弹性支撑部
件的第二端沿第二轴线相对于第二弹性束紧部件相对转动，并向第二开口中心移动，多个所述线型弹性支撑部件同步弯曲，所述第一开口向第二开口靠近，形成夹持果实的鼓形空间。
[0016]优选的，所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件至少包括一个自由状态和约束状态，在自由状态时，第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件处于第一周长，在被驱动部件所束紧过程中，第一周长缩小为第二周长，变为约束状态，且在约束状态下具有恢复至第一周长的弹力。
[0017]优选的，所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件被设置成环形或正多边形。
[0018]优选的，所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件包括波纹管和/或螺旋弹簧。
[0019]优选的，所述驱动机构包括收卷电机以及卷绕在收卷电机上的拉绳，所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件被设置成由穿过第一弹性束紧部件和/或第二弹性束紧部件的拉绳所收紧，由自由状态变为约束状态。
[0020]优选的，所述支撑构件包括至少两对线型弹性支撑部件，每对线型弹性支撑部件包括呈对称分布的第一线型弹性支撑部件和第二线型弹性支撑部件。
[0021]优选的，所述弹性支撑部件与所述线型弹性支撑部件一一对应分布，使同一平面内至少包括第一弹性支撑部件和第二弹性支撑部件，所述拉绳由刚性支撑部件穿出依次穿过第一弹性支撑部件
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第一线型弹性支撑部件
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第一弹性束紧部件
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第二线型弹性支撑部件
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第二弹性支撑部件，再穿入到所述刚性支撑部件，并连接到所述收卷电机；
[0022]其中，拉绳所穿过的第一弹性支撑部件
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第一线型弹性支撑部件
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第二线型弹性支撑部件
‑
第二弹性支撑部件位于同一平面内。
[0023]优选的，所述线型弹性支撑部件包括空心弹性杆。
[0024]优选的，所述空心弹性杆外壁靠近筒形空间的方向设有柔性垫体。
[0025]优选的，所述支撑构件的内侧设有柔性包覆膜。
[0026]本专利技术提出另一种技术方案，一种水果采摘收集方法，包括以下步骤：
[0027]步骤1、将支撑构件移动到合适位置，使果实位于多个平行布置的线型弹性支撑部件内侧形成的筒形空间内；
[0028]步骤2、收卷拉绳，使第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件被束紧，多个平行布置的线型弹性支撑部件的第一端沿第一轴线转动、第二端沿第二轴线转动，并向所述筒形空间轴线方向移动使线型弹性支撑部件弯曲，内侧形成夹持果实的鼓形空间，柔性的夹持住果实；
[0029]步骤3、使用剪断部件将果梗剪断；
[0030]步骤4、将支撑构件移动到收集位置，放卷拉绳，使第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件恢复至自由状态，果实能自由的从筒形空间内滑出，完成采摘收集。
[0031]本专利技术提出再一种技术方案，一种包括上述方案所述的水果采摘收集机构的采摘机器人，还包括：
[0032]驱动部件，连接到所述刚性支撑部件，用于控制所述水果采摘收集机构的空间位置；
[0033]剪断部件，用于将所述水果采摘收集机构所夹持果实的果梗剪断。
[0034]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这
样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。
[0035]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0036]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：
[0037]图1
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2是本专利技术所示的水果采摘收集机构处于弹性支撑状态时的结构示意图；
[0038]图3
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4是本专利技术所示的水果采摘收集机构处于束紧状态时的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水果采摘收集机构，其特征在于，包括：第一弹性束紧部件，构成位于第一平面的第一开口；第二弹性束紧部件，构成位于第二平面的第二开口；由多个线型弹性支撑部件组成的支撑构件，其中每个线型弹性支撑部件的第一端等间距连接到所述第一弹性束紧部件，并能相对于所述第一弹性束紧部件沿第一轴线转动，所述第一轴线位于第一平面内，并垂直于连接点与第一开口中心的连线，每个线型弹性支撑部件的第二端等间距连接到所述第二弹性束紧部件，并能相对于所述第二弹性束紧部件沿第二轴线转动，所述第二轴线平行于所述第一轴线并位于第二平面内；刚性支撑部件，设置在所述第二开口的中心位置，并通过弹性支撑部件连接到所述第二弹性束紧部件；驱动机构；其中，所述第一平面和第二平面平行，所述第一开口和第二开口中心的连线垂直于第二平面；所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件在自然状态下，多个线型弹性支撑部件为直线状态，使所述支撑构件内侧形成具有第一开口并用于容纳果实的筒形空间所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件被设置成能被所述驱动部件束紧，使所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件的周长减小，所述线型弹性支撑部件的第一端沿第一轴线与第一弹性束紧部件相对转动，并向第一开口中心移动，所述线型弹性支撑部件的第二端沿第二轴线相对于第二弹性束紧部件相对转动，并向第二开口中心移动，多个所述线型弹性支撑部件同步弯曲，所述第一开口向第二开口靠近，形成夹持果实的鼓形空间。2.根据权利要求1所述的水果采摘收集机构，其特征在于，所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件至少包括一个自由状态和约束状态，在自由状态时，第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件处于第一周长，在被驱动部件所束紧过程中，第一周长缩小为第二周长，变为约束状态，且在约束状态下具有恢复至第一周长的弹力。3.根据权利要求1所述的水果采摘收集机构，其特征在于，所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件被设置成环形或正多边形。4.根据权利要求3所述的水果采摘收集机构，其特征在于，所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件包括波纹管和/或螺旋弹簧。5.根据权利要求2所述的水果采摘收集机构，其特征在于，所述驱动机构包括收卷电机以及卷绕在收卷电机上的拉绳，所述第一弹性束紧部件和第二弹性束紧部件被设置成由穿过第一弹性束紧部件和/或第二弹性束紧部件的拉绳所收紧，由自由状态变为约束状态。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺赟晖，刘承光，颜爱忠，宋成法，
申请(专利权)人：江苏中苏智能制造有限公司，
类型：发明
国别省市：