本發(fā)明屬于采摘機(jī)械手，具體涉及一種水果采摘機(jī)械手控制方法及采摘機(jī)械手。

背景技術(shù)：

1、我國大多地區(qū)在水果采摘上依然主要靠人工，相關(guān)技術(shù)中研發(fā)出了多種水果采摘機(jī)械手用于輔助人工采摘水果，提高工作效率，相關(guān)技術(shù)中的采摘機(jī)械手在采摘果實(shí)時(shí)雖然可以調(diào)節(jié)夾持力，然而，夾持力調(diào)節(jié)是在采摘過程中進(jìn)行調(diào)節(jié)，無法在采摘前提前設(shè)定夾持力，導(dǎo)致部分果實(shí)受到損壞或者無法順利采摘。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種水果采摘機(jī)械手控制方法，可以在采摘果實(shí)前提前設(shè)定夾持力，降低果實(shí)的破損率，提高采摘效率。

2、本發(fā)明的實(shí)施例還提出了一種水果采摘機(jī)械手。

3、本發(fā)明實(shí)施例的水果采摘機(jī)械手控制方法，包括如下步驟：

4、獲取果實(shí)外形參數(shù)；

5、獲取果實(shí)力學(xué)參數(shù)；

6、根據(jù)所述外形參數(shù)和所述力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的對(duì)果實(shí)的夾持位置和夾持力；

7、獲取果柄與枝干之間的力學(xué)參數(shù)；

8、根據(jù)所述果柄與枝干之間的力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的運(yùn)行軌跡和加載力。

9、本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種水果采摘機(jī)械手控制方法，可以在采摘果實(shí)前提前設(shè)定夾持力，降低果實(shí)的破損率及采摘效率。

10、在一些實(shí)施例中，所述獲取果實(shí)外形參數(shù)包括：

11、利用圖像識(shí)別系統(tǒng)獲取果實(shí)圖像信息；

12、根據(jù)所述果實(shí)圖像信息獲取果實(shí)的高度、直徑、果柄長度和果柄直徑。

13、在一些實(shí)施例中，所述獲取果實(shí)力學(xué)參數(shù)包括：

14、利用稱重傳感器獲得所述果實(shí)的質(zhì)量；

15、測(cè)量所述果實(shí)高度方向上不同位置承載極限力。

16、在一些實(shí)施例中，根據(jù)所述外形參數(shù)和所述力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的對(duì)果實(shí)的夾持位置和夾持力包括：

17、將最大所述極限力作為所述采摘機(jī)械手夾持力的最大閾值；

18、將最大所述極限力對(duì)應(yīng)位置作為所述采摘機(jī)械手的夾持位置。

19、根據(jù)所述果實(shí)的質(zhì)量及不同位置的平均承載極限力計(jì)算采摘機(jī)械手夾持力的最小閾值。

20、在一些實(shí)施例中，所述方法還包括根據(jù)所述采摘機(jī)械手標(biāo)定的夾持力計(jì)算氣囊內(nèi)部的氣壓。

21、在一些實(shí)施例中，根據(jù)所述果柄和枝干的力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的運(yùn)行軌跡包括：

22、驅(qū)動(dòng)采摘機(jī)械手向遠(yuǎn)離所述果實(shí)的側(cè)上方移動(dòng)至第一位置；

23、當(dāng)所述采摘機(jī)械手移動(dòng)至第一位置后向靠近所述果實(shí)的側(cè)下方移動(dòng)至第二位置。

24、在一些實(shí)施例中，根據(jù)所述果柄和枝干的力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的加載力包括：根據(jù)所述果柄和枝干之間最大承載力設(shè)定所述采摘機(jī)械手的加載力。

25、本發(fā)明實(shí)施例的水果采摘機(jī)械手，包括：

26、圖像識(shí)別裝置，用于獲取果實(shí)外形參數(shù)；

27、稱重傳感器，用于獲取果實(shí)的重量；

28、夾持單元，所述夾持單元具有夾持狀態(tài)和展開狀態(tài)，在所述夾持狀態(tài)所述夾持單元夾持所述果實(shí)，在所述展開狀態(tài)，所述夾持單元松開所述果實(shí)；

29、驅(qū)動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)單元與所述夾持單元相連，所述驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)所述夾持單元在所述展開狀態(tài)和夾持狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

30、調(diào)節(jié)單元，所述調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)所述夾持單元的角度、高度和伸出長度。

31、在一些實(shí)施例中，所述夾持單元包括多個(gè)夾持部件，多個(gè)所述夾持部件呈環(huán)形分布且圍成夾持空間，所述夾持部件包括夾持爪和夾持氣囊，所述夾持氣囊安裝在所述夾持爪的內(nèi)側(cè)，所述夾持氣囊通過氣管與氣源連通。

32、在一些實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)單元包括伸縮驅(qū)動(dòng)器和連桿部件，所述伸縮驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)端與所述連桿部件的一端相連，所述連桿部件的另一端分別與多個(gè)所述夾持部件相連。

技術(shù)特征：

1.一種水果采摘機(jī)械手控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水果采摘機(jī)械手控制方法，其特征在于，所述獲取果實(shí)外形參數(shù)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水果采摘機(jī)械手控制方法，其特在在于，所述獲取果實(shí)力學(xué)參數(shù)包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水果采摘機(jī)械手控制方法，其特征在于，根據(jù)所述外形參數(shù)和所述力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的對(duì)果實(shí)的夾持位置和夾持力包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水果采摘機(jī)械手控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水果采摘機(jī)械手控制方法，其特征在于，根據(jù)所述果柄和枝干的力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的運(yùn)行軌跡包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水果采摘機(jī)械手控制方法，其特征在于，根據(jù)所述果柄和枝干的力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的加載力包括：根據(jù)所述果柄和枝干之間最大承載力設(shè)定所述采摘機(jī)械手的加載力。

8.一種水果采摘機(jī)械手，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水果采摘機(jī)械手，其特征在于，所述夾持單元包括多個(gè)夾持部件，多個(gè)所述夾持部件呈環(huán)形分布且圍成夾持空間，所述夾持部件包括夾持爪和夾持氣囊，所述夾持氣囊安裝在所述夾持爪的內(nèi)側(cè)，所述夾持氣囊通過氣管與氣源連通。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水果采摘機(jī)械手，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括伸縮驅(qū)動(dòng)器和連桿部件，所述伸縮驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)端與所述連桿部件的一端相連，所述連桿部件的另一端分別與多個(gè)所述夾持部件相連。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于采摘機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種水果采摘機(jī)械手控制方法及采摘機(jī)械手，包括如下步驟獲取果實(shí)外形參數(shù)；獲取果實(shí)力學(xué)參數(shù)；根據(jù)外形參數(shù)和力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的對(duì)果實(shí)的夾持位置和夾持力；獲取果柄與枝干之間的力學(xué)參數(shù)；根據(jù)果柄與枝干之間的力學(xué)參數(shù)標(biāo)定采摘機(jī)械手的運(yùn)行軌跡和加載力。本發(fā)明的水果采摘機(jī)械手控制方法，可以在采摘果實(shí)前提前設(shè)定夾持力，降低果實(shí)的破損率，提高采摘效率。

技術(shù)研發(fā)人員：姜彥武,陳軍,胡廣銳,陳超,周建國,問仕威
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30