網站首頁 討論群 智慧農業主題論壇 文章影片分享 採收機器人_夾爪篇(草莓、小蕃茄、小黃瓜、彩椒)

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該主題包含 0 則回覆,有 1 個參與人,並且由  OmniXRI Jack7 月, 3 週 前 最後更新。

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    OmniXRI Jack
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    最近在FarmBot Taiwan User Group (FBTUG)總召哈爸(許武龍)的號召下,各路高手紛紛跳坑,希望有機會發展出開源小型蔬果(蕃茄、甜椒、小黃瓜、咖啡豆等等)的採收機器人,以改善農民缺工問題及提升農業自動化技術。

    採收機器人(HarvestBot)主要包含幾大部份,自走車(導航、定位)、機器視覺(果實空間XYZ位置、果實成熟度)、機器手臂(含爪子摘取、置放)及系統整合控制等部份。上一篇「採收機器人_視覺篇」已初步整理了一些影片,這次再接再厲把關於採收時夾爪的設計整理如下,希望能提供大家一些參考,相關說明僅個人透過影片觀察而得,若有說明不對的地方再請大家不吝指教。

    從下面影片中可了解到,由於不同的蔬果外型、尺寸、可承受夾爪壓力差異頗大,且果實和植株連接的強度(梗的粗細)也不同,因此採摘方式可能會採用旋轉扯斷、直接拉(夾)斷、剪斷、燒斷甚至鋸斷。接著就依不同類型的蔬果所用到的夾爪種類進行說明。

    草莓類

    由於草莓連接的梗較細且軟,所以可採用剪斷或直接扯斷的方式摘取草莓。

    [01] 東京機器人展採草莓機器人 (2011)

    採用小型氣壓缸二指式夾爪,在夾住草莓的蒂頭時順便剪斷,在不碰觸草莓情況下,便可摘下草莓。


    [02] Octinion草莓採收機器人 (2017)

    這款夾具共有三個爪子,是用3D印表機列印而成,其結構有很多空洞,可避免爪子抓到草莓本體時會壓壞。摘取時模擬人手動作,先包住草莓,再向上折斷蒂頭,取下草莓。


    [03] Strawberry picking robot (2013)

    這款夾具也是採用氣壓缸二指式夾爪,夾住草莓蒂頭時順便剪斷,剪下後另外以光電感測器量測尺寸,順便依大小做分級。


    小蕃茄類

    小蕃茄的梗略硬,不會很粗,所以可用一般剪刀或刀片就可切斷甚至可直接拉斷。

    [04] Panasonic採小蕃茄機器手 (2017)

    這款夾具在採收前先用一叉子把小蕃茄壓住,再用一金屬片把梗勾斷,讓小蕃茄直接掉入下方的杯子中,完成採收動作。


    小黃瓜類

    小黃瓜的梗不會太硬亦不會太粗,所以可用一般剪刀或刀片就可切斷。

    [05] Cucumber harvesting robot

    這款夾具是採用氣壓缸二指式夾爪,夾住後是採用雷射燒斷連接的梗。切斷後再依序排入收集箱中。


    彩椒類

    彩椒的梗又硬又粗,雖不到木質化程度,但切斷時仍需較大力量,刀具選用時需採較不易磨耗的材質,以免不利切不斷。另外由於彩椒是空心的植物,所以抓取時必須控制力道,以免捏壞彩椒。

    [06] Wageningen University Sweet-Pepper Harvesting Robot

    這款夾具採用鰭線(Fin-Ray)夾爪設計,當受的特定方向外力時,可自動變形,形狀如同魚的背鰭一般,因此得名。當用此夾爪夾住彩椒時,再用較利的剪刀從上方剪斷,若無法完全切斷時,機器手將會直接把它扯斷。


    [07] 歐盟甜椒採收機器人 (2018)

    這款夾具並不用來夾彩椒,而是用一個壓輪先壓住彩椒上方的梗,再以一鋒利的刀快速由上往下切。切斷後會直接掉落在塑膠爪子上,避免碰撞和壓壞彩椒。


    接下一段「採收機器人_夾爪篇(蘋果、柳橙、大蕃茄)」

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