蘋果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、我國(guó)是蘋果種植大國(guó)，產(chǎn)量及規(guī)模位居世界首位。在實(shí)際生產(chǎn)勞動(dòng)過程中，果品采摘是生產(chǎn)鏈中最耗時(shí)、最費(fèi)力的一個(gè)環(huán)節(jié);采摘作業(yè)季節(jié)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用高。由于采摘作業(yè)的復(fù)雜性，采摘自動(dòng)化程度仍然很低。目前，國(guó)內(nèi)蘋果采摘作業(yè)基本上都是人工進(jìn)行，其費(fèi)用約占成本的30％～50％，并且時(shí)間較為集中。智能化果實(shí)采摘是當(dāng)今世界發(fā)展的趨勢(shì)，它能夠極大的提高生產(chǎn)效率，推動(dòng)我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)更好更快的發(fā)展。末端執(zhí)行器是與果實(shí)直接接觸的部分，它的好壞直接影響了果實(shí)采摘

2、的效率。國(guó)內(nèi)對(duì)于蘋果采摘末端執(zhí)行器的研究才剛剛起步，成果較少。針對(duì)以上問題本課題研制了一種新型的末端執(zhí)行器并進(jìn)行了研究，主要工作如下:
　　 1.在了解蘋果的生長(zhǎng)特性和人工采摘方式后，對(duì)末端執(zhí)行器進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中引入了創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法TRIZ理論進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)。
　　 2.使用機(jī)械制圖軟件UG，設(shè)計(jì)并建立了末端執(zhí)行器的三維模型。然后使用UG/Motion模塊對(duì)已有模型進(jìn)行了仿真分析。確定最終設(shè)計(jì)方案并制造樣機(jī)。

3、
　　 3.設(shè)計(jì)了末端執(zhí)行器的硬件與軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括:末端執(zhí)行器、步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、單片機(jī)、力傳感器。軟件系統(tǒng)主要使用VC++中的MFC框架設(shè)計(jì)了上位機(jī)控制界面，使用C語(yǔ)言編寫了下位機(jī)執(zhí)行程序，達(dá)到了智能化控制的目的。通過上位機(jī)與下位機(jī)的連接，使整個(gè)系統(tǒng)成為了一個(gè)整體。
　　 4.建立整個(gè)系統(tǒng)并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)末端執(zhí)行器抓取果實(shí)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)包括采摘成功率，采摘效率及采摘后是否對(duì)果實(shí)產(chǎn)生了損傷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表