一种类球形果蔬采摘机器人

技术领域

本发明涉及果蔬采摘技术领域，具体而言，涉及一种类球形果蔬采摘机器人。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，传统的农业逐步向智能化农业发展。农业机器人的出现，改变了农业劳动的方式，降低了工人的劳动强度。近年来，人口老龄化的趋势进一步加剧了农业劳动力的不足，劳动力成本逐渐增高，在果蔬生产作业中，采摘是最耗时、最费力的环节。为了提高果蔬采摘的效率以及节约成本，果蔬采摘机器人成为农业机器人的研究重点。

现有技术中，通常采用刚性机械臂进行采摘，具体地，刚性机械臂带动末端机械爪运动到待采摘球形果蔬的位置，对待采摘球形果蔬进行采摘并运动到收集箱的位置，将已采摘球形果蔬放置于收集箱中，采摘效率低、环境适应性差以及灵活性较差。

发明内容

本发明提供一种类球形果蔬采摘机器人，用以解决现有技术中采用刚性机械臂进行采摘，采摘效率低、环境适应性差以及灵活性较差的技术问题。

本发明提供的一种类球形果蔬采摘机器人，包括：

机架；

采摘机构，包括刚性臂、基座和柔性臂，所述刚性臂的一端固接于所述机架，另一端通过所述基座连接于所述柔性臂；所述柔性臂包括柔性管，所述柔性管的一端固设于所述基座，所述柔性管能够弯曲变形；

传送机构，包括传送组件、侧板和弹性管，所述传送组件安装于所述机架，所述传送组件沿传送方向的一端设有收集部，所述收集部用于收纳类球形果蔬；所述侧板位于所述传送组件的两侧，所述侧板滑动连接有法兰，所述法兰沿所述传送方向移动；所述弹性管的一端固接于所述法兰，另一端固接于所述基座，所述弹性管和所述柔性管连通。

本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，一方面，柔性臂包括中空结构的柔性管，能够对准待采摘类球形果蔬或跟踪末端机械爪的位置，灵活性好，为类球形果蔬的传输提供通道，简化了机械臂的结构，提升了机械臂对非结构化环境的适应能力；另一方面，采摘的类球形果蔬依次通过柔性管和弹性管，滑落于传送组件上，并传送到收集部，与现有技术中采摘机器人重复往返于待采摘类球形果蔬和收集部相比，实现了采摘、传送和收集的同步进行，提高了类球形果蔬的采摘效率，不需要工人参与，减轻工人的劳动强度，节约人工成本。

进一步地，所述采摘机器人还包括移动平台，所述机架安装于所述移动平台上。如此设置，可扩大采摘机器人的作业空间。

进一步地，采摘机器人还包括：控制器和视觉传感器，所述视觉传感器与所述控制器电连接，用于获取待采摘的类球形果蔬的图像；所述控制器被配置为执行以下至少一个：控制所述移动平台的移动；接收所述待采摘类球形果蔬的图像；确定所述待采摘类球形果蔬的位置；控制所述采摘机构采摘所述待采摘类球形果蔬

如此设置，采用视觉引导进行采摘作业，实现采摘作业的自动化以及传送和收集的自动化，提高采摘与传送和收集效率，不需要工人的参与，降低工人的劳动强度。

进一步地，所述传送机构还包括固接于所述基座的传送壳体，所述柔性管固接于所述传送壳体的一端，所述弹性管固接于所述传送壳体的另一端，所述传送壳体的内壁为弧面结构，所述柔性管和所述弹性管均与所述传送壳体连通；和/或，所述法兰设有滑动部，所述侧板设有滑移轨道，所述滑动部滑动连接于所述滑移轨道。

进一步地，所述传送组件包括支架、主动带轮、从动带轮和输送带，所述支架连固接于所述机架，所述主动带轮和所述从动带轮均枢接于所述支架，所述主动带轮传动连接于驱动组件。

进一步地，所述传送组件还包括导向板，所述导向板设于所述输送带的上方，贴合或靠近所述输送带的两侧边缘且靠近所述收集部，所述导向板沿所述输送带的所述传送方向的开口由大到小。如此设置，导向板对类球形果蔬的收集提供引导限位作用，一方面，防止类球形果蔬从输送带上滑落；另一方面，实现单果连续收集，便于统计数量。

进一步地，所述传送机构还包括提升组件，所述提升组件安装于所述机架且传动连接于所述传送组件。如此设置，传送组件的高度可调节，便于类球形果蔬的分层收集。

进一步地，所述提升组件包括提升驱动组件、滑道以及滑动连接于所述滑道的滑座，所述提升驱动组件和所述滑道均安装于所述机架，所述提升驱动组件用于驱动所述滑座沿所述滑道移动，所述支架固接于所述滑座。

进一步地，所述刚性臂包括第一升降组件，所述第一升降组件位于所述传送机构的上方，所述第一升降组件安装于所述机架，所述第一升降组件传动连接于所述基座。如此设置，实现柔性臂沿竖直方向的移动，扩大柔性臂沿竖直方向的采摘范围。

进一步地，所述第一升降组件和所述基座之间传动连接有第二升降组件。如此设置，采用第一升降组件带动柔性臂运动到预设高度，再采用第二升降组件带动柔性臂在预设高度的一定范围内进行运动，实现高度方向的粗调节和精调节，避免第一升降组件频繁运动，延长第一升降组件的寿命。

进一步地，所述刚性臂还包括平移组件，所述平移组件的移动方向平行于所述传送方向；

所述平移组件安装于所述第一升降组件，且传动连接于所述第二升降组件；或，所述平移组件安装于所述第二升降组件，且传动连接于所述基座；或，所述平移组件安装于所述机架，且传动连接于所述第一升降组件。如此设置，平移组件，实现柔性臂的平移，扩大柔性臂沿传送方向的采摘范围。

进一步地，所述刚性臂还包括摆臂组件，所述摆臂组件包括第一关节和第二关节，所述第一关节枢接于所述第二升降组件的动力输出端或枢接于所述平移组件的动力输出端，所述第二关节枢接于所述基座；所述第一关节和所述第二关节处均传动连接有驱动电机，其中，所述枢接的转轴的轴线平行于所述传送方向。如此设置，实现柔性臂沿垂直于高度方向和传送方向的移动，使柔性臂伸出，便于采摘作业。

进一步地，所述第一升降组件包括第一驱动组件、第一导轨以及滑动连接于所述第一导轨的第一滑块组件，所述第一驱动组件和所述第一导轨均安装于所述机架，所述第一驱动组件传动连接于所述第一滑块组件，用于驱动所述第一滑块组件沿所述第一导轨移动；

所述平移组件包括第三驱动组件、第三导轨以及滑动连接于所述第三导轨的第三滑块组件，所述第三导轨安装于所述第一滑块组件；所述第三驱动组件用于驱动所述第三滑块组件沿所述第三导轨移动；

所述第二升降组件包括第二驱动组件、第二导轨和滑动连接于所述第二导轨的第二滑块组件，所述第二驱动组件和所述第二导轨安装于所述第三滑块组件，所述第二驱动组件用于驱动所述第二滑块组件沿所述第二导轨移动；

所述第一关节枢接于所述第二滑块。

进一步地，所述收集部设有收纳容器，所述收纳容器朝向所述传送组件的一端具有开口部；所述收纳容器具有多个平行间隔设置的隔板且所述隔板沿所述传送方向倾斜向下延伸。如此设置，实现类球形果蔬的分层收集，防止类球形果蔬多层压损。

进一步地，所述隔板具有四个角点，且远离所述开口部的两个角点的所在的高度不同。如此设置，实现类球形果蔬朝向角点的移动，提高收纳容器的类球形果蔬的容纳量。

进一步地，所述收纳容器为收纳箱或收纳袋。

进一步地，所述收纳箱远离所述传送组件的一端的侧面板能够开合，所述侧面板被配置为：若所述侧面板处于打开工位，位于所述收纳箱中的所述类球形果蔬滑落到转运箱中。如此设置，不需要更换收纳箱，实现类球形果蔬的持续收集，提高类球形果蔬的收集效率。

进一步地，所述采摘机构还包括末端机械爪，所述末端机械爪安装于所述柔性臂，所述末端机械爪用于抓取待采摘类球形果蔬并引导所述待采摘类球形果蔬进入所述柔性管内。

本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，在柔性臂设置末端机械爪，实现末端机械爪跟随柔性臂的动作，实现对待采摘类球形果蔬的连续采摘并引导进入柔性臂的柔性管中，果蔬沿柔性管下落后即可进行下一次采摘动作，缩短了末端机械爪放置类球形果蔬的时间，大幅度提升果蔬采摘的工作效率。

进一步地，所述柔性管的一端固设有第一支撑板，另一端固设有第二支撑板，所述第一支撑板固接于所述基座；所述柔性臂还包括牵引件和被动弹性件，所述被动弹性件为条形结构，一端固接于所述第一支撑板，另一端固接于所述第二支撑板；所述牵引件为长条状结构且能够弯曲变形，一端贯穿于所述第一支撑板且传动连接有驱动机构，另一端固接于所述第二支撑板；所述驱动机构设置于所述基座的空腔内，所述驱动机构被配置为：通过所述牵引件驱动所述被动弹性件发生弯曲变形。

本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，一方面，具有中空结构的柔性管，姿态可调整，从而能够对准待采摘类球形果蔬，灵活性好；并可以充当类球形果蔬的传输通道，简化了机械臂的结构，提升了机械臂对非结构化环境的适应能力以及提高了采摘效率，实现连续采摘；另一方面，通过设置主动牵引件和被动弹性件，实现柔性臂的弯曲，使得柔性臂的姿态可调整，适应待采摘类球形果蔬的位置。

进一步地，所述末端机械爪包括固定杆、活动杆和复位弹簧，所述固定杆和所述活动杆的数量均为多个，所述固定杆沿所述柔性管入口的圆周方向间隔布置，所述固定杆的一端固接于所述第二支撑板，另一端铰接于所述活动杆，所述复位弹簧的两端分别固接于所述固定杆和所述活动杆，且始终具有使所述活动杆与所述固定杆之间的夹角增大的趋势。

本发明实施例提供的类球形果蔬采摘机器人，末端机械爪采用被动驱动方式，无需设置主动驱动结构，结构简单，成本低。

进一步地，所述被动弹性件的数量为多个，多个所述被动弹性件间隔设置且共平面。如此设置，多个被动弹性件间隔设置且共平面，使得柔性臂在被动弹性件共面方向上的弯曲刚度较大，提升了柔性臂的稳定性。

进一步地，所述牵引件的数量为1个，所述被动弹性件的数量为2个，所述牵引件和个所述被动弹性件呈三角形布置，所述牵引件位于2个所述被动弹性件之间。由于三角形结构具有稳定性，如此设置，提升柔性臂的结构稳定性，加工制造简单，成本低。

进一步地，所述牵引件和所述被动弹性件呈等腰三角形布置，所述牵引件位于所述等腰三角形的顶角位置，2个所述被动弹性件位于所述等腰三角形的底角位置；2个所述被动弹性件至所述柔性管轴心的距离相等。如此设置，被动弹性件施加于柔性臂的支撑力对称，提升柔性臂的结构稳定性；此外，提升柔性臂的美观性。

进一步地，所述被动弹性件的数量为1个，所述牵引件的数量为1个，所述被动弹性件和所述牵引件间隔设置。

进一步地，所述柔性臂还包括位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间的第三支撑板；所述第三支撑板具有多个，且平行间隔设置；所述牵引件贯穿多个所述第三支撑板。如此设置，为柔性臂中间位置的弯曲变形提供支撑，使柔性臂的弯曲变形更顺滑，防止牵引件折断，提高柔性臂的稳定性，防止柔性臂晃动。

进一步地，所述第一支撑板、所述第三支撑板和所述第二支撑板平行且等间隔设置。

进一步地，所述第一支撑板和所述第三支撑板均设有导向部，所述导向部具有开口，所述开口设有导向组件，所述导向组件具有多个且沿所述开口的圆周方向间隔设置；所述导向组件包括轴杆和套设于所述轴杆的导向件，多个所述导向件的圆周面围成的间隙用于支撑所述牵引件。如此设置，通过在第一支撑板和第三支撑板设置用于支撑牵引件的导向部，减小导向部与第一支撑板和第三支撑板的摩擦，提升牵引件的寿命。

进一步地，所述导向件包括轴承、滚珠或滚柱。

进一步地，所述第二支撑板设有支撑部，所述支撑部具有支撑孔，所述牵引件固接于所述支撑孔。

进一步地，所述第一支撑板、所述第二支撑板和所述第三支撑板靠近所述柔性管的一端均具有平坦部和介于所述平坦部之间的弧形部，所述被动弹性件固接于所述平坦部，所述弧形部与所述柔性管的圆周面相适应。

进一步地，所述柔性臂还包括第一支撑环和第二支撑环；所述第一支撑环固接于所述基座或所述第一支撑板，且所述第一支撑环与所述柔性管的圆周面配合；所述第二支撑环固接于所述第二支撑板，且所述第二支撑环与所述柔性管的圆周面配合。

进一步地，所述驱动机构包括电机、滑轨以及滑动连接于所述滑轨的滑移组件，所述牵引件固接于所述滑移组件，所述电机用于驱动所述滑移组件沿所述滑轨往复运动。

进一步地，所述驱动机构还包括传动组件，所述传动组件包括主动轮、从动轮和与两者均啮合的传送带，所述主动轮传动连接于所述电机的输出轴，所述从动轮枢接于所述空腔，所述滑移组件固接于所述传送带。

进一步地，所述滑移组件包括滑移本体，以及固接于所述滑移本体的第一夹持座和第二夹持座，所述第一夹持座用于夹持所述牵引件，所述第二夹持座用于夹持所述传送带。

进一步地，所述牵引件为牵引绳或牵引杆。

进一步地，所述牵引杆的材料包括玻璃纤维、碳纤维、弹簧钢或记忆合金；

和/或，所述牵引杆的截面形状包括圆形或方形；

和/或，所述柔性管包括波纹管或软管；

和/或，所述被动弹性件为圆柱状条形结构或片状条形结构；

和/或，所述被动弹性件的材料为玻璃纤维、碳纤维、弹簧钢或记忆合金。

综上所述，本发明提供的一种类球形果蔬采摘机器人，至少具有如下有益的技术效果：

(1)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，柔性臂包括中空结构的柔性管，能够对准待采摘类球形果蔬或跟踪末端机械爪的位置，灵活性好，为类球形果蔬的传输提供通道，简化了机械臂的结构，提升了机械臂对非结构化环境的适应能力。

(2)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，采摘的类球形果蔬依次通过柔性管和弹性管，滑落于传送组件上，并传送到收集部，与现有技术中采摘机器人重复往返于待采摘类球形果蔬和收集部相比，实现了采摘、传送和收集的同步进行，提高了类球形果蔬的采摘效率，不需要工人参与，减轻工人的劳动强度，节约人工成本。

(3)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，采用视觉引导进行采摘作业，实现采摘作业的自动化以及传送和收集的自动化，提高采摘与传送和收集效率，不需要工人的参与，降低工人的劳动强度。

(4)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，传送组件的高度可调节，收纳容器具有隔板，便于类球形果蔬的分层收集，防止类球形果蔬多层压损。

(5)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，收纳箱远离传送组件的一端的侧面板能够开合，从而不需要更换收纳箱，实现类球形果蔬的持续收集，提高类球形果蔬的收集效率。

(6)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，在柔性臂设置末端机械爪，实现末端机械爪跟随柔性臂的动作，实现对待采摘类球形果蔬的连续采摘并引导进入柔性臂的柔性管中，果蔬沿柔性管下落后即可进行下一次采摘动作，缩短了末端机械爪放置类球形果蔬的时间，大幅度提升果蔬采摘的工作效率。

(7)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，一方面，具有中空结构的柔性管，姿态可调整，从而能够对准待采摘类球形果蔬，灵活性好；并可以充当类球形果蔬的传输通道，简化了机械臂的结构，提升了机械臂对非结构化环境的适应能力以及提高了采摘效率，实现连续采摘；另一方面，通过设置主动牵引件和被动弹性件，实现柔性臂的弯曲，使得柔性臂的姿态可调整，适应待采摘类球形果蔬的位置。

(8)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，末端机械爪采用被动驱动方式，无需设置主动驱动结构，结构简单，成本低。

(9)本发明提供的类球形果蔬采摘机器人，多个被动弹性件间隔设置且共平面，使得柔性臂在被动弹性件共面方向上的弯曲刚度较大，提升了柔性臂的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种类球形果蔬采摘机器人装配结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种类球形果蔬采摘机器人中传送机构的部分结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种类球形果蔬采摘机器人的主视结构示意图；

图4为图3中A处圈示部分局部放大示意图；

图5为图3中B处圈示部分局部放大示意图；

图6为本发明实施例提供的一种类球形果蔬采摘机器人的侧视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种类球形果蔬采摘机器人中柔性臂部分结构示意图一；

图8为本发明实施例提供的一种类球形果蔬采摘机器人中柔性臂部分结构示意图二；

图9为图8中C处圈示部分局部放大示意图；

图10为本发明实施例提供的一种类球形果蔬采摘机器人中柔性臂部分结构示意图三；

图11为图10中D处圈示部分局部放大示意图；

图12为图11中E处圈示部分局部放大示意图；

附图标记说明：

1、机架；2、移动平台；3、采摘机构；4、视觉传感器；

10、基座；101、空腔；

20、柔性臂；200、柔性管；201、第一支撑环；202、第二支撑环；210、第一支撑板；211、导向部；213、导向组件；214、轴杆；215、导向件；216、平坦部；217、弧形部；220、第二支撑板；221、支撑部；222、支撑孔；230、第三支撑板；240、牵引件；250、被动弹性件；260、驱动机构；261、电机；262、滑轨；270、滑移组件；271、滑移本体；272、第一夹持座；273、第二夹持座；280、传动组件；281、主动轮；282、传送带；283、从动轮；

30、末端机械爪；310、固定杆；320、活动杆；

40、刚性臂；410、第一升降组件；411、第一导轨；412、第一滑块组件；413、第一滑块本体；414、第一滑台；415、电动推杆；420、平移组件；421、第三导轨；422、第三滑块组件；423、第三滑块本体、424、第三滑台；425、第三电机；426、齿条；430、第二升降组件；431、第二导轨；432、第二滑块组件；433、第二滑块本体；434、滑动体；435、第二电机；440、摆臂组件；441、第一关节；442、第二关节；

50、传送机构；510、传送壳体；520、弹性管；530、传送组件；531、支架；532、输送带；534、导向板；540、侧板；541、滑移轨道；550、法兰；551、滑动部；560、提升组件；561、滑道；562、滑座；

60、收集部；610、收纳箱；611、开口部；612、隔板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图1-12对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供的一种类球形果蔬采摘机器人，参见附图1，该类球形果蔬采摘机器人，包括：机架1、采摘机构3和传送机构50；采摘机构3，包括刚性臂40、基座10和柔性臂20，刚性臂40的一端固接于机架1，另一端通过基座10连接于柔性臂20；柔性臂20包括柔性管200，柔性管200的一端固设于基座10，柔性管200能够弯曲变形；传送机构50，包括传送组件530、侧板540和弹性管520，传送组件530安装于机架1，传送组件530沿传送方向的一端设有收集部60，收集部60用于收纳类球形果蔬；侧板540位于传送组件530的两侧，侧板540滑动连接有法兰550，法兰550沿传送方向移动；弹性管520的一端固接于法兰550，另一端固接于基座10，弹性管520和柔性管200连通。

需要说明的是，柔性臂20包括柔性管200，具有中空结构，可以充当类球形果蔬的传输通道的一部分，柔性管200能够弯曲变形，一种实施方式中，末端机械爪30设于柔性管200，柔性管200自适应对准待采摘类球形果蔬的位置，配合末端机械爪30完成待采摘类球形果蔬的采摘；另一种实施方式，末端机械爪30与柔性管200分离，柔性管200可以跟踪末端机械爪30的位置，便于类球形果蔬的收集；这两种方式均可以提高类球形果蔬的采摘效率，实现连续采摘。

需要说明的是，弹性管520的一端固接于法兰550，法兰550滑动连接于传送组件530的侧板540，弹性管520的另一端固接于基座10，弹性管520和柔性管200连通，柔性管200能够跟随基座10的移动而移动，已采摘的类球形果蔬依次通过柔性管200和弹性管520，滑落于传送组件530并被传送于收集部60，实现采集、传送和收集的同步进行，提高了采摘效率，这一过程中，不需要工人参与，减轻了工人的劳动强度，节约人工成本。

需要说明的是，侧板540位于传送组件530的两侧，位于垂直于传送方向的两侧，防止类球形果蔬滑落。

本发明实施例提供的类球形果蔬采摘机器人，一方面，柔性臂20包括中空结构的柔性管200，能够对准待采摘类球形果蔬或跟踪末端机械爪30的位置，灵活性好，为类球形果蔬的传输提供通道，简化了机械臂的结构，提升了机械臂对非结构化环境的适应能力；另一方面，采摘的类球形果蔬依次通过柔性管200和弹性管520，滑落于传送组件530上，并传送到收集部60，与现有技术中采摘机器人重复往返于待采摘类球形果蔬和收集部60相比，实现了采摘、传送和收集的同步进行，提高了类球形果蔬的采摘效率，不需要工人参与，减轻工人的劳动强度，节约人工成本。

参见附图1，本发明实施例，采摘机器人还包括移动平台2，机架1安装于移动平台2上。如此设置，可扩大采摘机器人的作业空间。

需要说明的是，移动平台2的底部设有行走部件，行走部件的形式不限，可基于实际作业环境设置，可以是轮式和履带式等。

本发明实施例，采摘机器人还包括：控制器，控制器被配置为控制以下至少一个：用于控制移动平台2的行走、控制采摘机构3的动作以及控制传送机构50的动作。

参见附图1，本发明实施例，采摘机器人还包括视觉传感器4，视觉传感器4与控制器电连接，视觉传感器4用于获取待采摘的类球形果蔬的图像；控制器还被配置为：接收待采摘类球形果蔬的图像；确定待采摘类球形果蔬的位置；控制采摘机构3采摘待采摘类球形果蔬以及控制传送组件530完成对已采摘类球形果蔬的传送与收集。

优选地，参见附图1，采摘机器人包括：控制器和视觉传感器4，视觉传感器4与控制器电连接，用于获取待采摘的类球形果蔬的图像；控制器被配置为执行以下至少一个：控制移动平台的移动；接收待采摘类球形果蔬的图像；确定待采摘类球形果蔬的位置；控制采摘机构3采摘待采摘类球形果蔬，即控制刚性臂40和柔性臂20动作实现采摘待采摘类球形果蔬；以及控制传送组件530完成对已采摘类球形果蔬的传送与收集。如此设置，采用视觉引导进行采摘作业，实现采摘作业的自动化以及传送和收集的自动化，提高采摘与传送和收集效率，不需要工人的参与，降低工人的劳动强度。

参见附图1，本发明实施例，传送机构50还包括固接于基座10的传送壳体510，柔性管200固接于传送壳体510的一端，弹性管520固接于传送壳体510的另一端，传送壳体510的内壁为弧面结构，柔性管200和弹性管520均与传送壳体510连通。

参见附图2，本发明实施例，法兰550设有滑动部551，侧板540设有滑移轨道541，滑动部551滑动连接于滑移轨道541。

需要说明的是，滑移轨道541的截面形状可以是矩形、三角形、燕尾形和圆柱形，滑动部551与滑移轨道541的截面形状相适应。本发明实施例，一种具体的实施方式中，滑动部551为中空滑柱，滑移轨道541为圆柱形滑杆，中空滑柱滑动连接于圆柱形滑杆。

需要说明的是，滑移轨道541的位置不限，可以位于侧板540的顶面也可以位于侧板540的侧面。

参见附图2，本发明实施例，传送组件530包括支架531、主动带轮、从动带轮和输送带532，支架531连接于机架1，主动带轮和从动带轮均枢接于支架531且均传动连接于输送带532，主动带轮传动连接于驱动组件。

需要说明的是，驱动组件包括传送电机，电机的电机轴传动连接于主动带轮。

参见附图2，本发明实施例，传送组件530还包括导向板534，导向板534设于输送带532的上方，贴合或靠近输送带532的两侧边缘且靠近收集部60，导向板534沿输送带532的传送方向的开口由大到小。如此设置，导向部211对类球形果蔬的收集提供引导限位作用，一方面，防止类球形果蔬从输送带532上滑落；另一方面，实现单果连续收集，便于统计数量。

参见附图1，本发明实施例，传送机构50还包括提升组件560，提升组件560安装于机架1，提升组件560传动连接于所述传送组件530。如此设置，传送组件530的高度可调节，便于类球形果蔬的分层收集。

具体地，提升组件560传动连接于所述支架1。

参见附图3，本发明实施例，提升组件560包括提升驱动组件、滑道561以及滑动连接于滑道561的滑座562，提升驱动组件和滑道561均安装于机架1，提升驱动组件用于驱动滑座562沿滑道561移动，支架531固接于滑座562。

参见附图3，本发明实施例，提升驱动组件包括提升电机和提升丝杆，提升电机安装于机架1，提升丝杆安装于滑道561，提升电机的电机轴传动连接于提升丝杆，提升丝杆传动连接于滑座562，驱动滑座562沿滑道561移动。

参见附图3，本发明实施例，具体地，滑道561的数量具有2个且间隔安装于机架1，滑座562的数量为2个且分别滑动连接于滑道561。

参见附图1和图3，本发明实施例，刚性臂40包括第一升降组件410，第一升降组件410位于提升组件560的上方，第一升降组件410安装于机架1，第一升降组件410传动连接于基座10。如此设置，实现柔性臂20沿竖直方向的移动，扩大柔性臂20沿竖直方向的采摘范围。

参见附图3，本发明实施例，第一升降组件410和基座10之间传动连接有第二升降组件430。如此设置，采用第一升降组件410带动柔性臂20运动到预设高度，再采用第二升降组件430带动柔性臂20在预设高度的一定范围内进行运动，实现高度方向的粗调节和精调节，避免第一升降组件410频繁运动，延长第一升降组件410的寿命。

参见附图1和图3，本发明实施例，刚性臂40还包括平移组件420，平移组件420的移动方向平行于传送方向；一种实施方式中，平移组件420安装于第一升降组件410，且传动连接于第二升降组件430；另一种实施方式中，平移组件420安装于第二升降组件430，且传动连接于基座10；其他实施方式中，平移组件420安装于机架1，且传动连接于第一升降组件410。如此设置，平移组件420，实现柔性臂20的平移，扩大柔性臂20沿传送方向的采摘范围。

参见附图1和图3，本发明实施例，刚性臂40还包括摆臂组件440，摆臂组件440包括第一关节441和第二关节442，第一关节441和第二关节442处均传动连接有驱动电机，其中，枢接的转轴的轴线平行于传送方向；一种实施方式中，第一关节441枢接于第二升降组件430的动力输出端，第二关节442枢接于基座10；另一种实施方式中，第一关节441枢接于平移组件420的动力输出端。如此设置，实现柔性臂20沿垂直于高度方向和传送方向的移动，使柔性臂20伸出，便于采摘作业。

参见附图3和图4和图5，本发明实施例，第一升降组件410、平移组件420和第二升降组件430依次连接，具体地，第一升降组件410包括第一驱动组件、第一导轨411以及滑动连接于第一导轨411的第一滑块组件412，第一驱动组件和第一导轨411均安装于机架1，第一驱动组件传动连接于第一滑块组件412，用于驱动第一滑块组件412沿第一导轨411移动；平移组件420包括第三驱动组件、第三导轨421以及滑动连接于第三导轨421的第三滑块组件422，第三导轨421安装于第一滑块组件412；第三驱动组件用于驱动第三滑块组件422沿第三导轨421移动；第二升降组件430包括第二驱动组件、第二导轨431和滑动连接于第二导轨431的第二滑块组件，第二驱动组件和第二导轨431安装于第三滑块组件422，第二驱动组件用于驱动第二滑块组件沿第二导轨431移动；第一关节441枢接于第二滑块组件。

参见附图5，本发明实施例，第一滑块组件412包括第一滑块本体413和固设于第一滑块本体413的第一滑台414，第一滑块本体413滑动连接于第一导轨411，电动推杆415传动连接于滑台。

参见附图5，在一种实施方式中，第一驱动组件可以包括电动推杆415，电动推杆415的一端安装于机架1，另一端传动连接于第一滑块组件412，驱动第一滑块组件412沿第一导轨411移动。具体地，电动推杆415传动连接于第一滑台414。

参见附图5，优选地，第一导轨411的数量为2个且间隔安装于机架1，第一滑块组件412的数量为2个且分别滑动连接于第一导轨411，电动推杆415的数量为2个且分别传动连接于第一滑台414的两端。

在另一种实施方式中，第一驱动组件还可以包括第一电机和第一丝杆，第一电机安装于机架1，第一丝杆安装于第一导轨411，第一电机的电机轴传动连接于第一丝杆，第一丝杆传动连接于第一滑块组件412，第一电机驱动第一丝杆带动第一滑块组件412沿第一导轨411移动。具体地，第一丝杆传动连接于第一滑块本体413，第一滑块本体413带动第一滑台414沿第一导轨411移动。

参见附图4，本发明实施例，在一种实施方式中，第三驱动组件包括第三电机425、齿轮和啮合于齿轮的齿条426，第三电机425安装于第三滑块组件422，齿条426平行于第三导轨421且安装于第一滑台414，第三电机425的电机轴传动连接于齿轮，齿轮传动连接于齿条426，第三电机425驱动齿轮沿齿条426移动，带动第三滑块组件422沿第三导轨421移动。具体地，第三滑块组件422包括第三滑块本体和固设于第三滑块本体的第三滑台，第三电机425安装于第三滑台。

在另一种实施方式中，第三驱动组件包括第三电机425和第三丝杆，第三电机425安装于第一滑台414，第三丝杆安装于第三导轨421，第三电机425的电机轴传动连接于第三丝杆，第三丝杆传动连接于第三滑块组件422，第三电机425驱动第三丝杆带动第三滑块组件422沿第三导轨421移动。

参见附图4，本发明实施例，第二驱动组件包括第二电机435和第二丝杆，第二电机435安装于第三滑块组件422，第二丝杆安装于第二导轨431，第二电机435的电机轴传动连接于第二丝杆，第二丝杆传动连接于第二滑块组件，第二电机435驱动第二丝杆带动第二滑块组件沿第二导轨431移动。

参见附图4，具体地，第二滑块组件包括第二滑块本体433和固设于第二滑块本体433的滑动体434，丝杆传动连接于第二滑块本体433，第二滑块本体433带动滑动体434沿第二导轨431移动。

参见附图1和图4，本发明实施例，第一关节441枢接于滑动体434。

参见附图4，本发明实施例，视觉传感器4安装于第二滑动组件上，具体地，视觉传感器4安装于滑动体434上。

参见附图3，本发明实施例，第二升降组件430的数量为多个，分别滑动连接于平移组件420；摆臂组件440的数量为多个，多个摆臂组件440的第一关节441分别枢接于第二升降组件430的动力输出端；基座10和柔性臂20的数量为多个，多个基座10分别与多个摆臂组件440的第二关节442枢接，多个柔性臂20分别固设于基座10上，其中，第二升降组件430的数量、摆臂组件440的数量、基座10和柔性臂20的数量相同。

参见附图1和图3，优选地，第二升降组件430、摆臂组件440、基座10和柔性臂20的数量均为2个，且2个柔性臂20的柔性管200的入口端方向相反。如此设置，便于2个柔性臂20分别采摘位于移动平台2两侧的类球形果蔬。

需要说明的是，2个柔性臂20的柔性管200的入口端的方向相反，指，2个柔性臂20的柔性管200的入口端分别朝向移动平台2的两侧。

参见附图1，本发明实施例，收集部60设有收纳容器，收纳容器朝向传送组件530的一端具有开口部611；收纳容器具有多个平行间隔设置的隔板612且隔板612沿传送方向倾斜向下延伸。如此设置，实现类球形果蔬的分层收集，防止类球形果蔬多层压损。

本发明实施例，隔板612具有四个角点，且远离开口部611的两个角点的所在的高度不同。如此设置，实现类球形果蔬朝向角点的移动，提高收纳容器的类球形果蔬的容纳量。

参见附图1，本发明实施例，收纳容器为收纳箱610或收纳袋。

本发明实施例，收纳箱610远离传送组件530的一端的侧面板能够开合，侧面板被配置为：若侧面板处于打开工位，位于收纳箱610中的类球形果蔬滑落到转运箱中。如此设置，不需要更换收纳箱610，实现类球形果蔬的持续收集，提高类球形果蔬的收集效率。

需要说明的是，侧面板具有封堵工位和打开工位，一种情况，侧面板处于封堵工位时，收纳箱610进行类球形果蔬的收集；侧面板处于打开工位时，收纳箱610进行类球形果蔬的转移。其他情况，收纳箱610的一侧设置转运箱，侧面板一直处于打开工位，类球形果蔬持续经收纳箱610滑落至转运箱。

参见附图1和图6，本发明实施例，采摘机构3还包括末端机械爪30，末端机械爪30安装于柔性臂20，末端机械爪30用于抓取待采摘类球形果蔬并引导待采摘类球形果蔬进入柔性管200内。

本发明实施例提供的类球形果蔬采摘机器人，在柔性臂20设置末端机械爪30，实现末端机械爪30跟随柔性臂20的动作，实现对待采摘类球形果蔬的连续采摘并引导进入柔性臂20的柔性管200中，果蔬沿柔性管200下落后即可进行下一次采摘动作，缩短了末端机械爪30放置类球形果蔬的时间，大幅度提升果蔬采摘的工作效率。

参见附图8，本发明实施例，柔性管200的一端固设有第一支撑板210，另一端固设有第二支撑板220，第一支撑板210固接于基座10；柔性臂20还包括牵引件240和被动弹性件250，被动弹性件250为条形结构，一端固接于第一支撑板210，另一端固接于第二支撑板220；牵引件240为长条状结构且能够弯曲变形，一端贯穿于第一支撑板210且传动连接有驱动机构260，另一端固接于第二支撑板220；驱动机构260设置于基座10的空腔101内。

需要说明的是，柔性臂20包括柔性管200，具有中空结构，可以充当类球形果蔬的传输通道的一部分。柔性臂20可弯曲变形，自适应对准待采摘类球形果蔬的位置，配合末端机械爪30完成待采摘类球形果蔬的采摘，提高工作效率，实现连续采摘。

需要说明的是，柔性臂20设置牵引件240和被动弹性件250，牵引件240与驱动机构260可传动连接，为柔性臂20的弯曲变形提供动力，在牵引件240的主动驱动和被动弹性件250的被动弯曲的共同作用下，实现柔性臂20的弯曲。

本发明实施例提供的类球形果蔬采摘机器人，一方面，具有中空结构的柔性管200，姿态可调整，从而能够对准待采摘类球形果蔬，灵活性好；并可以充当类球形果蔬的传输通道，简化了机械臂的结构，提升了机械臂对非结构化环境的适应能力以及提高了采摘效率，实现连续采摘；另一方面，通过设置主动牵引件240和被动弹性件250，实现柔性臂20的弯曲，使得柔性臂20的姿态可调整，适应待采摘类球形果蔬的位置。

参见附图7，本发明实施例，末端机械爪30包括固定杆310、活动杆320和复位弹簧，固定杆310和活动杆320的数量均为多个，固定杆310沿柔性管200入口的圆周方向间隔布置，固定杆310的一端固接于第二支撑板220，另一端铰接于活动杆320，复位弹簧的两端分别固接于固定杆310和活动杆320，且始终具有使活动杆320与固定杆310之间的夹角趋势。

需要说明的是，若待采摘果蔬未接触末端机械爪30时，活动杆320封堵柔性管200的入口端；若待采摘类球形果蔬接触末端机械爪30时，待采摘类球形果蔬将推动活动杆320朝向柔性管200的内侧转动，活动杆320打开柔性管200的入口端，待采摘类球形果蔬进入柔性管200内，活动杆320在复位弹簧的作用下，活动杆320复位至封堵柔性管200的入口端的位置，限制类球形果蔬离开柔性管200，在柔性机械臂的牵拉作用下，将类球形果蔬采摘下来。

本发明实施例提供的类球形果蔬采摘机器人，末端机械爪30采用被动驱动方式，无需设置主动驱动结构，结构简单，成本低。

参见附图8，本发明实施例，被动弹性件250的数量为多个，多个被动弹性件250间隔设置且共平面。

需要说明的是，被动弹性件250的数量可以为2个、3个或多个，多个被动弹性件250间隔设置且共平面，即多个被动弹性件250弯曲的曲率半径相同，从而实现柔性臂20的弯曲变形。多个被动弹性件250间隔设置且共平面，使得柔性臂20在被动弹性件250共面方向上的弯曲刚度较大，提升了柔性臂20的稳定性。

参见附图8，本发明实施例，牵引件240的数量为1个，被动弹性件250的数量为2个，牵引件240和被动弹性件250呈三角形布置，牵引件240位于2个被动弹性件250之间。由于三角形结构具有稳定性，如此设置，提升柔性臂20的结构稳定性，加工制造简单，成本低。

参见附图8，本发明实施例，牵引件240和被动弹性件250呈等腰三角形布置，牵引件240位于等腰三角形的顶角位置，2个被动弹性件250位于等腰三角形的底角位置；2个被动弹性件250至柔性管200轴心的距离相等。如此设置，被动弹性件250施加于柔性臂20的支撑力对称，提升柔性臂20的结构稳定性；此外，提升柔性臂20的美观性。

本发明实施例，被动弹性件250的数量为1个，牵引件240的数量为1个，被动弹性件250和牵引件240间隔设置。

参见附图8和图10，本发明实施例，柔性臂20还包括位于第一支撑板210和第二支撑板220之间的第三支撑板230；第三支撑板230具有多个，且平行间隔设置；牵引件240贯穿于多个第三支撑板230。如此设置，使柔性臂20的弯曲变形更加均匀，有利于提升运动学模型精度。

本发明实施例，第一支撑板210、第三支撑板230和第二支撑板220平行且等间隔设置。

参见附图9，本发明实施例，第一支撑板210和第三支撑板230均设有导向部211，导向部211具有开口，开口设有导向组件213，导向组件213具有多个且沿开口的圆周方向间隔设置；导向组件213包括轴杆214和套设于轴杆214的导向件215，多个导向件215的圆周面围成的间隙用于支撑牵引件240。如此设置，通过在第一支撑板210和第三支撑板230设置用于支撑牵引件240的导向部211，减小导向部211与第一支撑板210和第三支撑板230的摩擦，提升牵引件240的寿命。

本发明实施例，导向件215包括轴承、滚珠或滚柱。

参见附图9，本发明实施例，第二支撑板220设有支撑部221，支撑部221具有支撑孔222，牵引件240固接于支撑孔222。

参见附图9，本发明实施例，第一支撑板210、第二支撑板220和第三支撑板230靠近柔性管200的一端均具有平坦部216和介于平坦部216之间的弧形部217，被动弹性件250固接于平坦部216，弧形部217与柔性管200的圆周面相适应。

本发明实施例，被动弹性件250可以为圆柱状条形结构或片状条形结构。

优选地，被动弹性体250为片状条形结构，在柔性臂20的弯曲方向上有良好的弯曲性能，同时在被动弹性体250宽度方向上弯曲刚度较大，因此，使得柔性臂20稳定性好，也就是只有在柔性臂20弯曲方向上容易变形。

本发明实施例，被动弹性体250的材料包括玻璃纤维、碳纤维、弹簧钢或记忆合金。

需要说明的是，记忆合金包括镍钛合金、铜锌合金、铜铝镍合金、铜钼镍合金、铜金锌合金等。

参见附图8，本发明实施例，柔性臂20还包括第一支撑环201和第二支撑环202；第一支撑环201固接于基座10或第一支撑板210，且第一支撑环201与柔性管200的圆周面配合；第二支撑环202固接于第二支撑板220，且第二支撑环202与柔性管200的圆周面配合。

参见附图11，本发明实施例，驱动机构260包括电机261、滑轨262以及滑动连接于滑轨262的滑移组件270，牵引件240固接于滑移组件270，电机261用于驱动滑移组件270沿滑轨262往复运动。

参见附图11，本发明实施例，驱动机构260还包括传动组件280，传动组件280包括主动轮281、从动轮283和与两者均啮合的传送带282，主动轮281传动连接于电机261的输出轴，从动轮283枢接于空腔101，滑移组件270固接于传送带282。

参见附图12，本发明实施例，滑移组件270包括滑移本体271，以及固接于滑移本体271的第一夹持座272和第二夹持座273，第一夹持座272用于夹持牵引件240，第二夹持座273用于夹持传送带282。

本发明实施例，牵引件240为牵引绳或牵引杆。

本发明实施例，牵引杆的材料包括玻璃纤维、碳纤维、弹簧钢或记忆合金。

需要说明的是，记忆合金包括镍钛合金、铜锌合金、铜铝镍合金、铜钼镍合金、铜金锌合金等。

本发明实施例，牵引件240的截面形状包括圆形或方形。

本发明实施例，柔性管200包括波纹管或软管。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。