蘋果采摘機器人末端執(zhí)行器的設計與研究.pdf

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

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

3、
　　 3.設計了末端執(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、步進電機、電機驅(qū)動器、單片機、力傳感器。軟件系統(tǒng)主要使用VC++中的MFC框架設計了上位機控制界面，使用C語言編寫了下位機執(zhí)行程序，達到了智能化控制的目的。通過上位機與下位機的連接，使整個系統(tǒng)成為了一個整體。
　　 4.建立整個系統(tǒng)并搭建實驗平臺，對末端執(zhí)行器抓取果實進行了實驗研究。實驗包括采摘成功率，采摘效率及采摘后是否對果實產(chǎn)生了損傷。實驗結(jié)果表