具体技术细节
[0005] 本发明提供一种折断式采摘机械手的采摘方法及折断式采摘机械手，用以解决现有技术中折断式机械手在采摘过程中难以判断果实是否脱离果梗，导致采摘失败或者采摘效率低的问题。
[0006] 第一方面，本发明提供一种折断式采摘机械手的采摘方法，包括：
[0007] 根据待采摘果实的图像识别所述待采摘果实的位置和姿态；
[0008] 根据所述待采摘果实的位置和姿态，控制所述折断式采摘机械手夹持所述待采摘果实；
[0009] 监测所述折断式采摘机械手和所述待采摘果实间的作用力，根据所述作用力确定果梗和所述待采摘果实的连接情况，并根据所述果梗和所述待采摘果实的连接情况控制所述折断式采摘机械手旋转所述待采摘果实，使所述果梗弯折直至所述果梗和所述待采摘果实分离。
[0010] 根据本发明的折断式采摘机械手的采摘方法，所述监测所述折断式采摘机械手和所述待采摘果实间的作用力，根据所述作用力确定果梗和所述待采摘果实的连接情况，根据所述果梗和所述待采摘果实的连接情况控制所述折断式采摘机械手旋转所述待采摘果实，使所述待采摘果实的果梗弯折直至所述果梗和所述待采摘果实分离的步骤，包括：
[0011] 监测所述折断式采摘机械手和所述待采摘果实间的旋转力矩；
[0012] 在所述待采摘果实对所述折断式采摘机械手的所述旋转力矩没有产生阶跃式变小时，持续增加所述折断式采摘机械手对所述待采摘果实的旋转角度；
[0013] 在所述待采摘果实对所述折断式采摘机械手的所述旋转力矩产生阶跃式变小时，控制所述折断式采摘机械手停止转动。
[0014] 根据本发明的折断式采摘机械手的采摘方法，所述控制所述折断式采摘机械手夹持所述待采摘果实的步骤，包括：
[0015] 监测所述折断式采摘机械手和所述待采摘果实之间的夹持力；
[0016] 控制所述折断式采摘机械手，使所述夹持力保持在预设范围内。
[0017] 根据本发明的折断式采摘机械手的采摘方法，所述根据待采摘果实的图像识别所述待采摘果实的位置和姿态的步骤，包括：
[0018] 根据所述待采摘果实的图像，识别所述待采摘果实的外形和位置，并识别所述待采摘果实附近的障碍物。
[0019] 根据本发明的折断式采摘机械手的采摘方法，所述折断式采摘机械手上形成有夹持空间，用于夹持所述待采摘果实；所述根据所述待采摘果实的位置和姿态，控制所述折断式采摘机械手夹持所述待采摘果实的步骤，包括：
[0020] 获取各个所述障碍物和所述待采摘果实之间的距离，当所述障碍物和所述待采摘果实之间的距离小于等于第一预设距离时，控制所述折断式采摘机械手拨动对应所述障碍物，使各所述障碍物和所述待采摘果实之间的距离大于所述第一预设距离；
[0021] 调整所述折断式采摘机械手的姿态，使所述夹持空间和所述待采摘果实的外形适配，并控制所述折断式采摘机械手靠近所述待采摘果实，直至所述夹持空间的中心线和所述待采摘果实沿竖直方向的中心线重合；
[0022] 控制所述折断式采摘机械手夹持待采摘果实；并在控制所述折断式采摘机械手夹持所述待采摘果实的过程中，往复旋转所述折断式采摘手末端关节使其拨动周围所述障碍物；
[0023] 调整所述折断式采摘机械手的姿态，使所述折断式采摘机械手和各个所述障碍物的距离均大于第二预设距离。
[0024] 第二方面，本发明还提供一种折断式采摘机械手，包括：
[0025] 多轴调节装置；
[0026] 夹持装置，包括相对设置的第一关节和与所述第一关节一一对应的关节组件；两个所述第一关节之间形成有用于夹持待采摘果实的夹持空间，所述第一关节可转动地设置于对应所述关节组件；所述关节组件可活动地设置于所述多轴调节装置，以调节所述第一关节之间的距离；
[0027] 传感器组件，设置于所述第一关节和所述关节组件，以检测所述第一关节和所述关节组件的受力；
[0028] 控制装置，与所述多轴调节装置、所述夹持装置和所述传感器组件均电性连接；所述控制装置用于根据所述待采摘果实的图像识别所述待采摘果实的位置和姿态，并根据所述待采摘果实的位置和姿态控制所述多轴调节装置调节所述夹持装置的位置，并根据所述关节组件的受力控制所述第一关节夹持所述待采摘果实，并根据所述第一关节的受力控制所述第一关节旋转以采摘所述待采摘果实。
[0029] 根据本发明的折断式采摘机械手，所述关节组件包括第二关节和第三关节；所述夹持装置还包括第一驱动件和第二驱动件；所述多轴调节装置上设置有固定部；
[0030] 所述第一关节可转动地设置于对应的所述第二关节，所述第一驱动件的输出端与所述第一关节传动连接，以驱动所述第一关节转动以折断所述待采摘果实的果梗；
[0031] 所述第三关节可转动地连接于所述多轴调节装置，所述第二驱动件的输出端与所述第三关节传动连接；所述第二关节可转动地连接于对应的所述第三关节，所述第二关节的转轴与所述固定部连接；
[0032] 所述第二驱动件用于驱动所述第三关节转动以调整所述第一关节的间距；在所述第三关节转动时，所述第三关节的转轴驱动所述第二关节的转轴反向转动，以使相对的所述第二关节保持平行；
[0033] 所述第一驱动件、所述第二驱动件均与所述控制装置电性连接。
[0034] 根据本发明的折断式采摘机械手，所述固定部包括第一滑轮和固定绳；所述第一滑轮固定设置于所述多轴调节装置；
[0035] 所述第二关节的转轴处设置有与转轴同轴设置的第二滑轮；所述固定绳绕设于所述第一滑轮和所述第二滑轮，并与所述第一滑轮和所述第二滑轮均固定连接。
[0036] 根据本发明的折断式采摘机械手，所述第一驱动件、所述第二驱动件均包括驱动电机和传动绳/带；
[0037] 所述第一驱动件、所述第二驱动件的驱动电机的输出端通过对应所述传动绳/带分别与所述第一关节和所述第三关节的转轴传动连接。
[0038] 根据本发明的折断式采摘机械手，所述传感器组件包括第一拉力传感器和第二拉力传感器；
[0039] 所述第一拉力传感器设置于所述第一驱动件的所述传动绳/带；
[0040] 所述第二拉力传感器设置于所述第二驱动件的所述传动绳/带。
[0041] 本发明的折断式采摘机械手的采摘方法，通过对待采摘果实的图像进行处理识别，以确定待采摘果实的姿态和与折断式采摘机械手的相对位置，以便折断式采摘机械手能够靠近并夹持待采摘果实，折断式采摘机械手能够转动待采摘果实以使待采摘果实的果梗弯曲并折断，从而完成采摘；在折断式采摘机械手转动待采摘果实的过程中，通过对折断式采摘机械手和待采摘果实之间作用力进行监测，并通过该作用力确定待采摘果实和果梗的连接状态，从而确保折断式采摘机械手转动待采摘果实并将果梗折断，保证了折断成功率，也避免了折断式采摘机械手在果梗折断后仍继续转动而延长采摘时间降低采摘效率，有效解决了现有技术中折断式机械手在采摘过程中难以判断果实是否脱离果梗，导致采摘失败或者采摘效率低的问题。
法律保护范围
涉及权利要求数量10：其中独权2项，从权-2项
1.一种折断式采摘机械手的采摘方法，其特征在于，包括：
根据待采摘果实的图像识别所述待采摘果实的位置和姿态；
根据所述待采摘果实的位置和姿态，控制所述折断式采摘机械手夹持所述待采摘果实；
监测所述折断式采摘机械手和所述待采摘果实间的作用力，根据所述作用力确定果梗和所述待采摘果实的连接情况，并根据所述果梗和所述待采摘果实的连接情况控制所述折断式采摘机械手旋转所述待采摘果实，使所述果梗弯折直至所述果梗和所述待采摘果实分离。
2.根据权利要求1所述的折断式采摘机械手的采摘方法，其特征在于，所述监测所述折断式采摘机械手和所述待采摘果实间的作用力，根据所述作用力确定果梗和所述待采摘果实的连接情况，根据所述果梗和所述待采摘果实的连接情况控制所述折断式采摘机械手旋转所述待采摘果实，使所述待采摘果实的果梗弯折直至所述果梗和所述待采摘果实分离的步骤，包括：
监测所述折断式采摘机械手和所述待采摘果实间的旋转力矩；
在所述待采摘果实对所述折断式采摘机械手的所述旋转力矩没有产生阶跃式变小时，持续增加所述折断式采摘机械手对所述待采摘果实的旋转角度；
在所述待采摘果实对所述折断式采摘机械手的所述旋转力矩产生阶跃式变小时，控制所述折断式采摘机械手停止转动。
3.根据权利要求1所述的折断式采摘机械手的采摘方法，其特征在于，所述控制所述折断式采摘机械手夹持所述待采摘果实的步骤，包括：
监测所述折断式采摘机械手和所述待采摘果实之间的夹持力；
控制所述折断式采摘机械手，使所述夹持力保持在预设范围内。
4.根据权利要求1所述的折断式采摘机械手的采摘方法，其特征在于，所述根据待采摘果实的图像识别所述待采摘果实的位置和姿态的步骤，包括：
根据所述待采摘果实的图像，识别所述待采摘果实的外形和位置，并识别所述待采摘果实附近的障碍物。
5.根据权利要求4所述的折断式采摘机械手的采摘方法，其特征在于，所述折断式采摘机械手上形成有夹持空间，用于夹持所述待采摘果实；所述根据所述待采摘果实的位置和姿态，控制所述折断式采摘机械手夹持所述待采摘果实的步骤，包括：
获取各个所述障碍物和所述待采摘果实之间的距离，当所述障碍物和所述待采摘果实之间的距离小于等于第一预设距离时，控制所述折断式采摘机械手拨动对应所述障碍物，使各所述障碍物和所述待采摘果实之间的距离大于所述第一预设距离；
调整所述折断式采摘机械手的姿态，使所述夹持空间和所述待采摘果实的外形适配，并控制所述折断式采摘机械手靠近所述待采摘果实，直至所述夹持空间的中心线和所述待采摘果实沿竖直方向的中心线重合；
控制所述折断式采摘机械手夹持待采摘果实；并在控制所述折断式采摘机械手夹持所述待采摘果实的过程中，往复旋转所述折断式采摘手末端关节使其拨动周围所述障碍物；
调整所述折断式采摘机械手的姿态，使所述折断式采摘机械手和各个所述障碍物的距离均大于第二预设距离。
6.一种折断式采摘机械手，其特征在于，包括：
多轴调节装置；
夹持装置，包括相对设置的第一关节和与所述第一关节一一对应的关节组件；两个所述第一关节之间形成有用于夹持待采摘果实的夹持空间，所述第一关节可转动地设置于对应所述关节组件；所述关节组件可活动地设置于所述多轴调节装置，以调节所述第一关节之间的距离；
传感器组件，设置于所述第一关节和所述关节组件，以检测所述第一关节和所述关节组件的受力；
控制装置，与所述多轴调节装置、所述夹持装置和所述传感器组件均电性连接；所述控制装置用于根据所述待采摘果实的图像识别所述待采摘果实的位置和姿态，并根据所述待采摘果实的位置和姿态控制所述多轴调节装置调节所述夹持装置的位置，并根据所述关节组件的受力控制所述第一关节夹持所述待采摘果实，并根据所述第一关节的受力控制所述第一关节旋转以采摘所述待采摘果实。
7.根据权利要求6所述的折断式采摘机械手，其特征在于，所述关节组件包括第二关节和第三关节；所述夹持装置还包括第一驱动件和第二驱动件；所述多轴调节装置上设置有固定部；
所述第一关节可转动地设置于对应的所述第二关节，所述第一驱动件的输出端与所述第一关节传动连接，以驱动所述第一关节转动以折断所述待采摘果实的果梗；
所述第三关节可转动地连接于所述多轴调节装置，所述第二驱动件的输出端与所述第三关节传动连接；所述第二关节可转动地连接于对应的所述第三关节，所述第二关节的转轴与所述固定部连接；
所述第二驱动件用于驱动所述第三关节转动以调整所述第一关节的间距；在所述第三关节转动时，所述固定部驱动所述第二关节的转轴反向转动，以使相对的所述第二关节保持平行；
所述第一驱动件、所述第二驱动件均与所述控制装置电性连接。
8.根据权利要求7所述的折断式采摘机械手，其特征在于，所述固定部包括第一滑轮和固定绳；所述第一滑轮固定设置于所述多轴调节装置；
所述第二关节的转轴处设置有与转轴同轴设置的第二滑轮；所述固定绳绕设于所述第一滑轮和所述第二滑轮，并与所述第一滑轮和所述第二滑轮均固定连接。
9.根据权利要求7所述的折断式采摘机械手，其特征在于，所述第一驱动件和所述第二驱动件均包括驱动电机和传动绳/带；
所述第一驱动件、所述第二驱动件的驱动电机的输出端通过对应所述传动绳/带分别与所述第一关节和所述第三关节的转轴传动连接。
10.根据权利要求9所述的折断式采摘机械手，其特征在于，所述传感器组件包括第一拉力传感器和第二拉力传感器；
所述第一拉力传感器设置于所述第一驱动件的所述传动绳/带；
所述第二拉力传感器设置于所述第二驱动件的所述传动绳/带。
