本发明专利技术公开一种苹果采摘机器人欠驱动末端工具，包括：果实姿态自适应机构，果实分离、切割机构。其中，果实分离、切割机构置于果实姿态自适应机构，果实姿态自适应机构可安装于苹果采摘机器人的定位机构。该末端工具的果实姿态自适应机构可调整其果实分离、切割机构相对于采摘对象果实的生长姿态。该末端工具的果实分离、切割机构整体为欠驱动形式，采用同一套动作元件依次实现果实分离、切断果梗的顺序动作。该苹果采摘机器人欠驱动末端工具可应用于机器人采摘领域，实现苹果类球形果实的机械化采摘作业。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种果实采摘设备，特别是涉及一种用于机器人采摘的欠驱动结构末端工具。
技术介绍
在果园生产活动中，果实采摘所用劳动力占全部生产过程劳动力总量的将近一半。采摘作业复杂，季节性强，目前的果园大多使用人工采摘方式，效率低、劳动量大，容易造成果实损伤。发展机械化采摘技术可提高采摘效率，同时降低果实损伤率，节省人工成本，提高果农经济效益。中国专利第200910156624.1号提供了一种球果采摘机器人的柔性末端执行器，这种末端执行器包括机架，机架上设有抓取果蔬的手爪机构。手爪机构包括底座和手指，手指包括固定于底座上的固定杆和与固定杆铰接的连杆。连杆与推动其相对于固定杆摆动的橡皮管连接，该橡皮管顶端密封、底端与充气机构连接，底座上设有至少三个手指。该专利技术包含至少三个操作手指，机械结构复杂，同时该专利技术不包含切断果梗的机构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于机器人采摘，可灵活适应苹果的生长姿态，可将苹果与所在枝条分离，并切断苹果果梗的末端工具。为解决上述技术问题，本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具予以实现的技术方案是，包括:果实姿态自适应机构，果实分离、切割机构。其中，果实分离、切割机构为欠驱动结构形式。果实分离、切割机构设置于果实姿态自适应机构上，果实姿态自适应机构安装于外设苹果采摘机器人的定位机构。`果实姿态自适应机构包括:支座；通过轴承I及轴承II铰接于支座的外框；通过销轴I及销轴II铰接于外框的内框。果实分离、切割机构包括:内框；滑动安装于内框左侧的左分离器；滑动安装于左分离器内部的左刀片；固定安装于左刀片上滑动于左分离器导向槽内的左导向块I及左导向块II ;固定安装于内框左侧的左气缸；固定安装于左气缸上的左动作管和左复位管；滑动安装于左气缸内的左活塞杆；固定于左刀片上与左活塞杆连接的左支杆；固结于左刀片上与左分离器左侧面连接的左弹簧；滑动安装于内框右侧的右分离器；滑动安装于右分离器内部的右刀片；固定安装于右刀片上滑动于右分离器导向槽内的右导向块I及右导向块II;固定安装于内框右侧的右气缸；固定安装于右气缸上的右动作管和右复位管；滑动安装于右气缸内的右活塞杆；固结于右刀片上与右分离器右侧面连接的右弹簧；连接于左动作管及右动作管的动作管；连接于左复位管和右复位管的复位管。本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具有以下有益效果:(I)果实姿态自适应机构可以在两个方向调整果实分离、切割机构相对于采摘对象果实的姿态，适应不同的果实生长姿态。(2)果实分离、切割机构为欠驱动结构形式，采用同一组动作、复位机构，结构简单。该果实分离、切割机构可依次完成果实与枝条的分离、果实果梗的切断动作。附图说明图1是本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具整体结构示意图；图2是本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具X方向姿态自适应调整示意图；图3是本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具Y方向姿态自适应调整示意图；图4是本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具果实分离、切割机构示意图；图5是本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具果实分离、切割机构捕获果实示意图；图6是本专利技术苹 果采摘机器人欠驱动末端工具果实分离、切割机构分离果实示意图；图7是本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具果实分离、切割机构切割果梗示意图；附图标记:1.支座2.外框3.内框4.左导向块I5.左刀片6.左分离器7.左导向块II8.销轴I9.右导向块I10.右分离器11.右刀片12.右导向块II13.销轴II14.右弹簧15.右气缸16.右复位管17.右动作管18.左弹簧19.左气缸20.左复位管21.左动作管22.动作管.23.复位管24.枝条25.果梗26.苹果27.轴承I28.轴承II29.左活塞杆30.左支杆31.右活塞杆具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具做出详细说明。如图1所示，本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具，包括:果实姿态自适应机构，果实分离、切割机构。其特征在于，果实分离、切割机构置于果实姿态自适应机构，果实姿态自适应机构可安装于苹果采摘机器人的定位机构。如图2、3所示，果实姿态自适应机构包括:支座I ;通过轴承127及轴承1128铰接于支座I的外框2 ;通过销轴18及销轴1113铰接于外框2的内框3。如图4所示，果实分离、切割机构包括:内框3 ;滑动安装于内框3左侧的左分离器6 ;滑动安装于左分离器6内部的左刀片5 ;固定安装于左刀片5上滑动于左分离器6导向槽内的左导向块14及左导向块117 ;固定安装于内框3左侧的左气缸19 ;固定安装于左气缸19上的左动作管21和左复位管20 ;滑动安装于左气缸19内的左活塞杆29 ;固定于左刀片5上与左活塞杆29连接的左支杆30 ;固结于左刀片5上与左分离器6左侧面连接的左弹簧18 ;滑动安装于内框3右侧的右分离器10 ;滑动安装于右分离器10内部的右刀片11 ；固定安装于右刀片11上滑动于右分离器10导向槽内的右导向块19及右导向块1112 ;固定安装于内框3右侧的右气缸15 ;固定安装于右气缸15上的右动作管17和右复位管16 ；滑动安装于右气缸15内的右活塞杆31 ;固结于右刀片11上与右分离器10右侧面连接的右弹簧14 ;连接于左动作管21及右动作管17的动作管22 ;连接于左复位管20和右复位管16的复位管23。下面将说明本专利技术苹果采摘机器人欠驱动末端工具动作实施过程1.果实姿态自适应机构姿态自适应调整动作图2中苹果26所在枝条24在图示X方向倾斜，导致苹果26的生长姿态倾斜。图2中支座I在外设机器人定位机构作用下，带动外框2及内框3竖直向上套在苹果26外侧。由于枝条24倾斜，枝条24的较低部位24x将首先触碰到内框3的3x部位或外框2的2x部位，枝条24x部位将阻止内框3x部位或外框2x部位上移。支座I继续上移时，内框3x部位及外框2x部位将在枝条24x阻力作用推动外框2及内框3绕轴承127及轴承1128在X逆时针方向旋转，如图2所示。该过程可调整末端工具的外框2及内框3的上端面趋近于苹果26的果梗25的垂直方向，即可使果实分离、切割机构适应苹果26的生长姿态，便于切断果梗25。若枝条24在X方向的倾斜方向与图2所示相反，则末端工具的外框2及内框3的转动方向为图示X顺时针方向。图3中苹果26所在枝条24在图示Y方向倾斜，导致苹果26的生长姿态倾斜。图3中支座I在外部机器人定位机构作用下，带动外框2及内框3竖直向上套在苹果26外侧。由于枝条24倾斜，枝条24的较低部位24y将首先触碰到内框3的3y部位，枝条24y部位将阻止内框3y部位上移。支座I继续上移时，内框3y部位将在枝条24y阻力作用推动内框3绕销轴18及销轴1113在Y方向顺时针旋转，如图3所示。该转动可调整末端工具的内框3的上端面趋近于苹果26的果梗25的垂直方向，即可使果实分离、切割机构适应苹果26的生长姿态，便于切断 果梗25。若枝条24在Y方向的倾斜方向与图3所示相反，则末端工具的内框3转动方向为图示Y的逆时针方向。2.果实分离、切割机构分离果实动作图5中支座I在外设机器人定位机构作用下竖直向上运动，当左分离器6和右分离器10上端面略高于苹果26后，末端工具开始捕获并分离苹果26的动作。动作管2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种苹果采摘机器人欠驱动末端工具，包括：果实姿态自适应机构，果实分离、切割机构。其特征在于，果实分离、切割机构置于果实姿态自适应机构，果实姿态自适应机构可安装于外设的苹果采摘机器人定位机构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗海风，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：
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