基于ATmega16的六自由度果实采摘机械手控制系统的设计

更新时间：2020-04-01 17:25:51 大小：2M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：atmega16 机械手控制系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

21世纪是农业机械化向智能化方向过渡的重要时期。随着农业生产的规模化、多样化和精确化，农业生产作业要求逐渐提高，许多作业项目都是劳动密集型工作，例如蔬菜和水果的挑选与采摘、蔬菜的嫁接等，再加上时令的要求，保证作业质量成为十分关键问题；另外，工业生产发展迅速，农业劳动力将逐渐向社会其他产业转移，随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本也相应提高，这样大大降低了产品的市场竞争力。

果品采摘作业是水果生产链中最耗时、最费力的一个环节。采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高，因此保证果实适时采收、降低收获作业费用是农业增收的重要途径。采摘机器人作为农业机器人的重要类型，可充分利用机器人的信息感知功能，对被采摘对象的成熟程度进行识别，从而保证采摘的果实的质量，并能够大大提高采摘的工作效率、降低工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证果实适时采收，因而具有很大发展潜力。因此农业采摘机器人的大规模广泛应用将是提高我国农业机械化水平的一项有力措施。

机械系统采用大谷六自由度机械手，该机械手系统由基座、手臂、手腕、手部四个部分组成。硬件机械系统主要是由6路伺服电机、金属支架组件构成，对机械系统的机械结构和舵机控制方法进行深入的理论研究后，设计了六自由度果实采摘机械手的控制系统。

本论文主要工作内容：

1、对六自由度果实采摘机械手的控制系统进行设计。硬件控制系统采用模块化的设计方案，将控制器按照芯片控制模块、电源模块、键盘模块、液晶显示模块、舵机驱动模块进行分块设计。从而将功能分解，降低模块间的耦合性。软件控制系统摒弃了使用PC机上安装的控制软件的传统控制方法，仅利用实验设计的机械手控制系统即可实现对六自由度机械手的操作控制，控制芯片为AVR系列单片机-Atmega161。

2、经由视觉系统给出果实的空间坐标并确定了机械手的位姿后，通过空间坐标与舵机角度的算法转换后，硬件控制系统接口与视觉系统对接并对舵机转动进行控制，从而通过软件控制系统带动整个机械手完成一定空间范围内的果实采摘工作。经实验验证了控制器对果实采摘机械手控制的可行性、满足了本文对控制器进行设计的目的。