Fruit harvesting remains predominantly a labor-intensive process, motivating the development of research for robotic grippers. Conventional rigid or vacuum-driven grippers require complex mechanical design or high energy consumption. Current enveloping-based fruit harvesting grippers lack adaptability to fruits of different sizes. This paper introduces a drawstring-inspired, cable-driven soft gripper for versatile and gentle fruit harvesting. The design employs 3D-printed Thermoplastic Polyurethane (TPU) pockets with integrated steel wires that constrict around the fruit when actuated, distributing pressure uniformly to minimize bruising and allow versatility to fruits of varying sizes. The lightweight structure, which requires few components, reduces mechanical complexity and cost compared to other grippers. Actuation is achieved through servo-driven cable control, while motor feedback provides autonomous grip adjustment with tunable grip strength. Experimental validation shows that, for tomatoes within the gripper's effective size range, harvesting was achieved with a 0% immediate damage rate and a bruising rate of less than 9% after five days, reinforcing the gripper's suitability for fruit harvesting.


翻译:水果采摘目前仍主要依赖密集型人工劳动,这推动了机器人抓取器的研究发展。传统刚性或真空驱动抓取器需要复杂的机械设计或高能耗。当前基于包络式的水果采摘抓取器缺乏对不同尺寸水果的适应性。本文介绍了一种受束带启发的线缆驱动软体抓取器,用于实现多功能且轻柔的水果采摘。该设计采用3D打印的热塑性聚氨酯(TPU)囊袋,内部集成钢丝,在驱动时可收缩包裹水果,均匀分散压力以最大程度减少碰伤,并适应不同尺寸的水果。该轻量化结构所需部件少,相比其他抓取器降低了机械复杂度和成本。驱动通过伺服控制的线缆实现,电机反馈则提供可调节夹持力的自主抓握调节。实验验证表明,对于处于抓取器有效尺寸范围内的番茄,采摘即时损伤率为0%,五天后碰伤率低于9%,进一步证明了该抓取器适用于水果采摘。

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