本技术提供了一种自动化番茄打叶末端执行器及打叶方法。该自动化番茄打叶末端执行器安装在番茄打叶机械臂手腕上;深度相机获取番茄叶柄信息并传递至控制系统。控制系统计算得到打叶对象位置,控制机械臂移动至指定位置并执行打叶操作;自动化番茄打叶末端执行器包括切割装置、驱动装置;切割装置包括刀头、保护壳;驱动装置包括气缸、气缸支架、传动接头、限位器、机械臂连接法兰;本发明在切刀外侧设置夹持臂以提高打叶操作的准确性;本发明通过在刀片外侧加设具有凸起颗粒的保护壳来增大与番茄主茎间的摩擦力,加强打叶稳定性,避免对植株造成损伤,提高打叶过程的安全性。
背景技术
番茄是一种重要的蔬菜作物,全球年总产量达1.7亿吨,在蔬菜作物中位居首位。我国番茄产业发展迅速,国内番茄的种植面积和产量逐年增加,在2020年种植面积为110.9万公顷,产量高达6483.2万吨。目前现代番茄种植逐渐向现代化温室高架基质栽培发展,具有较大的栽培规模。
温室番茄栽培过程中,随着番茄的不断生长,植株下部的老叶、黄叶、病叶应及时被打除。打掉这些叶片,可以改善通风透光条件,减少病害的发生,还可以避免这些叶片无谓地消耗根系吸收的营养。自然环境中植株枝叶经常出现茎叶遮挡、互相叠靠等情况,对打叶机器人末端执行器的稳定抓取造成困难;且采摘时的作业对象通常与娇嫩柔弱、表皮易损的果实相靠近,末端执行器夹持叶片时既要保持稳定抓取,又要避免夹持损伤旁近茎叶和果实,除此之外还要保证切除茎叶后余下的枝茎足够短,不会因切口遭受病虫害而导致整枝植株病变坏死。实现精准、轻柔的机械操作,以防止对叶片旁近水果和整枝植株的损害,是一个复杂的工程问题。这也就需要提高设计的灵巧性和稳定性,增强末端执行器对不同环境差的适应能力。
实现思路