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申请/专利权人：上海第二工业大学

摘要：本发明公开了一种可判别采摘状态的智能蘑菇采摘末端执行器；其包括采摘执行机构、扭矩传感器、角度传感器和压力传感器等结构。本发明通过对生长姿态各异蘑菇及采摘力难度不同蘑菇进行采摘策略研究，设计了旋转功能和推动功能结合的结构，可适应不同生长倾斜角度的蘑菇采摘；并提供了旋转采摘方式、推动采摘等多种采摘方式，可实现对蘑菇的分类采摘；进一步地，提出一种采摘状态智能判别方法可实现对旋转及推动采摘状态的监测和判别。本发明可有效的提升蘑菇采摘末端执行器的智能化水平并提高无损采摘成功率。本发明同样适用于褐菇、草菇等具有类似培育方式的食用菌的采摘。

主权项：1.一种可判别采摘状态的智能蘑菇采摘末端执行器的蘑菇采摘状态判别方法，其特征在于，可判别采摘状态的智能蘑菇采摘末端执行器包括采摘执行机构（1）、扭矩传感器（2）、角度传感器（3）和压力传感器组（4）；其中：采摘执行机构（1）包含吸盘金具（9）、柔性吸盘（18）、摆杆（12）、推动电机（14）、推动丝杆滑台（7）、旋转电机（13）、小齿轮（15）和大齿轮（17）；柔性吸盘（18）通过抽负压吸住蘑菇，其安装在吸盘金具（9）的末端；吸盘金具（9）的上部套设滑套（8），滑套（8）和推动丝杆滑台（7）上的滑块相连；摆杆（12）水平设置，扭矩传感器（2）套在吸盘金具（9）上后嵌套在摆杆（12）的孔内，摆杆（12）的两端和安装在大齿轮固定块（10）上的大齿轮（17）固定连接，大齿轮（17）和小齿轮（15）啮合，小齿轮（15）安装在旋转电机（13）的电机输出轴上；工作时，旋转电机（13）驱动小齿轮（15）转动带动大齿轮固定块（10）、大齿轮（17）和摆杆（12）一起旋转运动，以此实现对目标蘑菇的单向旋转或者正反转旋转采摘动作；推动电机（14）驱动推动丝杆滑台（7）上的滑块做水平方向的前后运动，带动滑套（8）移动，进而带动吸盘金具（9）上的柔性吸盘（18）摆动，以此实现对目标蘑菇的推动或往复推动采摘动作；扭矩传感器（2）为环形，其套在吸盘金具（9）上，同时嵌套在摆杆（12）的孔内，扭矩传感器（2）用于在旋转采摘时对蘑菇受到的旋转扭矩的大小进行检测；角度传感器（3）安装在摆杆（12）的侧壁，用于测量推动或往复推动采摘时柔性吸盘（18）的推动角度大小；压力传感器组（4）安装在柔性吸盘（18）上，用于测量目标蘑菇表面与吸盘的接触力；可判别采摘状态的智能蘑菇采摘末端执行器的蘑菇采摘状态判别方法具体如下：根据不同采摘方式在采摘过程中相应采摘参数是否出现相应的变化趋势，是否出现突变转折点，以此判别采摘状态；采摘方式包括单向旋转或正反转旋转采摘方式、推动或往复推动采摘方式；采摘参数包括接触压力、旋转扭矩和推动角度；所摘蘑菇为二次发酵料培育并处于采摘的第二潮时，采用旋转采摘方式；单向旋转或正反转旋转采摘方式时的采摘状态判别方法为：检测采摘过程中作用在蘑菇上的接触压力与旋转扭矩，当接触压力迅速达到能够固定蘑菇菇帽的设定阈值，旋转扭矩处于上升过程时，表示处于旋转采摘进行阶段；采摘进行阶段，若接触压力达到允许压力，则表示蘑菇表面要被损伤；旋转扭矩到最大值后突然变小、采摘压力产生瞬间突变时，表示菌柄与培养基完成了脱离，旋转采摘完成；推动采摘或往复推动采摘时的采摘状态判别方法为：检测采摘过程中的作用在蘑菇上的接触压力与推动角度，当采摘压力迅速达到能够固定蘑菇菇帽的设定阈值并基本保持在该值附近、推动角度在增大时，表示处于采摘推出阶段；在采摘推出阶段，若接触压力达到允许压力，则表示蘑菇表面要被损伤；在推动角度在增大、接触压力产生瞬间突变区时，表示菌柄与培养基完成了脱离，采摘推出阶段完成；当推动角度由最大值减小时，表示处于采摘返回阶段；当推动角度减小到0度时，往复推动采摘结束，完成采摘。

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