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苹果采摘机器人末端执行器的设计与研究

更新时间：2020-02-23 13:19:00 大小：23M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：苹果采摘机器人 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

我国是苹果种植大国，产量及规模位居世界首位。在实际生产劳动过程中，果品采摘是生产链中最耗时、最费力的一个环节;采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高。由于采摘作业的复杂性，采摘自动化程度仍然很低。目前，国内苹果采摘作业基本上都是人工进行，其费用约占成本的30％～50％，并且时间较为集中。智能化果实采摘是当今世界发展的趋势，它能够极大的提高生产效率，推动我国苹果产业更好更快的发展。末端执行器是与果实直接接触的部分，它的好坏直接影响了果实采摘的效率。国内对于苹果采摘末端执行器的研究才刚刚起步，成果较少。针对以上问题本课题研制了一种新型的末端执行器并进行了研究，主要工作如下:

1.在了解苹果的生长特性和人工采摘方式后，对末端执行器进行了总体方案设计。在设计过程中引入了创新设计方法TRIZ理论进行实践指导。

2.使用机械制图软件UG，设计并建立了末端执行器的三维模型。然后使用UG/Motion模块对已有模型进行了仿真分析。确定最终设计方案并制造样机。

3.设计了末端执行器的硬件与软件系统。硬件系统包括:末端执行器、步进电机、电机驱动器、单片机、力传感器。软件系统主要使用VC++中的MFC框架设计了上位机控制界面，使用C语言编写了下位机执行程序，达到了智能化控制的目的。通过上位机与下位机的连接，使整个系统成为了一个整体。

4.建立整个系统并搭建实验平台，对末端执行器抓取果实进行了实验研究。实验包括采摘成功率，采摘效率及采摘后是否对果实产生了损伤。实验结果表明，末端执行器在符合采摘要求的同时，对果实没有产生损伤，值得推广使用。

5.介绍了移动苹果采摘机器人整体的情况，进行了实验室内苹果模拟采摘实验。