Design of an End-effector with Application to Avocado Harvesting

要約

ロボット支援による果物収穫は、持続可能な作物生産をサポートする重要な研究の方向性となっています。
システムの動作と効率の重要な決定要因の 1 つは、収穫中に作物と直接接触し、収穫の成功に直接影響を与えるエンドエフェクターです。
アボカドの収穫には、既存のエンドエフェクターでは対処できない独特の課題があります（つまり、アボカドの表面はでこぼこで、不規則な形状が太い花柄の上に成長し、頑丈なヘタが付いています）。
この論文で報告された研究は、アボカドの摘み取りに適した新しいエンドエフェクターの設計に貢献します。
最初にアボカドをつかみ、次にアボカドを柄から切り離すために、2 段階の回転運動を備えた剛性システム設計が開発されました。
主要な設計パラメータを決定するために力解析が行われます。
予備実験では、開発したエンドエフェクターが特定の視点からアボカドを摘み取りモーメントを加える効率が (直接引っ張る場合と比較して) 実証され、実験室実験では、エンドエフェクターがアボカドを掴んで取り出すことができることが示されました。
100% の成功率。

要約(オリジナル)

Robot-assisted fruit harvesting has been a critical research direction supporting sustainable crop production. One important determinant of system behavior and efficiency is the end-effector that comes in direct contact with the crop during harvesting and directly affects harvesting success. Harvesting avocados poses unique challenges not addressed by existing end-effectors (namely, they have uneven surfaces and irregular shapes grow on thick peduncles, and have a sturdy calyx attached). The work reported in this paper contributes a new end-effector design suitable for avocado picking. A rigid system design with a two-stage rotational motion is developed, to first grasp the avocado and then detach it from its peduncle. A force analysis is conducted to determine key design parameters. Preliminary experiments demonstrate the efficiency of the developed end-effector to pick and apply a moment to an avocado from a specific viewpoint (as compared to pulling it directly), and in-lab experiments show that the end-effector can grasp and retrieve avocados with a 100% success rate.

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