一种新型仿生采摘机器人设计说明书

智能水果采摘机器人设计与制作随着现代科技的不断发展，智能机器人已经越来越普遍。

在农业领域，智能机器人也逐渐得到了广泛的应用。

其中，智能水果采摘机器人是一种十分实用的机器人，可以提高水果采摘效率，大大减轻人力负担。

本文旨在探讨智能水果采摘机器人的设计与制作。

一. 机器人设计1.1 机器人结构设计智能水果采摘机器人的结构设计应该根据水果的特点进行设计。

一般水果采摘机器人包括机械臂、传感器和控制系统。

其中，机械臂是最核心的部分，可以完成采摘工作。

机械臂主要由机身、动力系统、传感系统和工具组成。

机身应该具有足够的刚性，以维持整个机器人的稳定性。

动力系统可以选择电力或气压作为动力源。

传感系统可以选择视觉传感器和力传感器等多种传感器来进行采摘任务。

工具可以根据水果的不同性质来进行选择。

1.2 控制系统设计智能水果采摘机器人的控制系统主要包括自动控制和远程控制两种模式。

自动控制模式下，机器人可以根据预设的程序自主完成采摘任务。

在远程控制模式下，操作员可以通过人机界面对机器人进行操作。

控制系统应该具有良好的灵敏度和鲁棒性，以确保机器人的稳定性和安全性。

二. 机器人制作2.1 材料选择智能水果采摘机器人的材料应该选择具有耐用性和抗腐蚀性的材料。

机械臂可以选择铝合金或碳纤维材料。

传感器可以选择高品质的视觉传感器和力传感器。

控制系统可以选择高性能的微控制器和执行器等。

同时，机器人的外壳应该具有良好的保护性能，以防止机器人遭受损坏。

2.2 制作过程智能水果采摘机器人的制作过程应该遵循一定的步骤。

首先，根据机器人的设计图纸制作所需的零部件。

然后，进行组装和安装。

在组装和安装过程中，应该特别注意各个部件之间的协调和配合。

最后，对机器人进行测试和调试，以确保其稳定运行。

三. 机器人应用智能水果采摘机器人可以被广泛应用于各个领域。

其中，最主要的是农业领域。

随着国内外市场对水果的需求不断增加，水果的种植和采摘成为一个十分重要的产业。

板栗摘取机器人爬树部分设计说明书小组序号：第一小组小组成员：侯天宇（组长）、梁峰、朱贺嘉、黄天明、薛兴雨指导老师：郭明飞、李元彪产品开发背景与意义板栗是由栗树结成的坚果，在坚果的边缘有很多刺，给板栗的采摘带来很不便之处，如图1所示。

目前，主要通过人工用特殊工具进行采摘，具有生产率低等不足之处。

因此，很有必要研制一种新型板栗采摘机器人，代替人类完成板栗的采摘，提高采摘生产率。

板栗采摘机器人由板栗采摘及收集装置、采摘机械臂、爬树底座组成。

本小组负责爬树底座部分的设计及制作。

设计方案及工作原理爬树底座主体由两部分组成：抓树手爪及提升装置。

抓树手爪可以抱住树干，抓树手爪的开合由一根两头有相反旋向的螺杆带动。

当螺杆正传时手爪闭合，螺杆反转时手爪张开。

提升装置即上下两个手爪之间的连接部分，提升装置主要由两根滚珠丝杠组成。

上下手爪分别套在滚珠丝杠的两端，可以通过滚珠丝杠的正反转实现上下手爪的伸缩运动。

设计方案计算抓树手爪的抱合力是计算的重点，如果抱合力不够大，就无法附在树干上并向上运动。

设树皮与钢铁的摩擦系数为0.6f = ，机器的载重为50kg 。

择所需的爪子对树皮的摩擦力509.8490f F N =⨯=。

树干对爪的压迫力2490408.33440.6f N KF F N f⨯===⨯，K 为动载荷系数，可取2。

每个爪子受到树干的力为33408.33707.25N F F N ==⨯=。

由于图中直线导轨不承受水平力，当两个手爪抱住树的时候，螺杆承受的拉力即为F 。

螺杆与螺母的材料选钢-青铜，许用压力[]18p MPa =，摩擦系数0.08f =，牙型为梯形螺纹。

为了保证传动螺纹的磨损条件，螺杆必须满足的条件[]2707.250.80.8 3.55218F d mm p φ≥=⨯=⨯ 取螺杆参数216,2,2d p φ===。

螺纹的升角22=arctan arctan 2.283.1416p d ψπ⎛⎫⎛⎫==︒ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭螺纹的当量摩擦角0.08arctan =arctan =4.74cos cos15v f ϕβ⎛⎫⎛⎫=︒ ⎪ ⎪︒⎝⎭⎝⎭ 由于v ψϕ<，螺纹可以自锁。

机电信息工程一种采摘机器人的设计冷俊男陈毅豪（西北农林科技大学，陕西杨凌712100）摘要：本设计涉及一种采摘机器人的设计，由采摘臂、收集装置和控制器三部分组成。

利用悬挂式麦克纳姆轮进行横向与纵向移动，利用机器视觉进行果蔬的成熟与否辨别，从而决定是否执行采摘。

该采摘机器人隶属于农业机械化研究领域，对于降低生产成本与节约劳动力具有非凡的意义。

关键词：采摘机器人;设计1种采摘机器人结包括行走底盘和设置在行走底盘上的采摘臂、收集装置和控；采摘臂的机械爪的位：有摄像头；彳本体,底盘本体底部中央有识别的，四角分别有麦克纳姆轮;麦克纳姆轮通应的直流电机、电机减震连接件与本体之间还设置有减震弹簧；收集：收集箱，至少一对摆杆和机，摆和收集箱连接，摆杆下端与机的输出轴连接，倾机固定在本体上。

图1釆摘机器人立体结构图收集箱是一上阔下窄的容纳箱，收集箱的一侧斜面与摆连接，收集箱的横截面是一五结构;采摘臂转底座、大臂、小臂和机械爪;旋转底座与底盘本体在水平面内转动连接且由底座舵机，大臂通臂舵机与旋转底座转动连接，小臂通小臂机与臂转连，机械爪通机与所有小臂的转动连接,且机械爪由机械爪开合舵机驱动；底座舵机、大臂舵机、小臂舵机、机、机械爪机与控连接。

大臂和小臂均一对的臂杆％，有多个，多个呈分布且通？安装板在本体底部。

本体是一框架结构，框架结构的有亚克板。

2种采摘机器人工作过程本设计在工作时，当机器人的前排传感器或后排别到循迹线时，机器人发出信号，使得：机控制转速，机转速，直到中排别到地面标识时，机器人停止在地面标%图2釆摘机器人俯视图采摘臂的舵机会收的信号,控制底部固定架旋转一定冯机会收的信号旋转一定，控臂转一定的，当机械爪到果实所在位置时，摄像头会识别前方有无果实，如果有，会发出信号给舵机，控制机械爪将果实抓取，抓取果后，会发号给舵机！机，将物体送至收集箱％在机器人不在卸载区时，舵机会锁死收集箱门，受果而紧闭，当达到卸载区时，机器人发出信号给舵机，让其转动，控制收集箱门打开，收集箱有一个从后部向前斜的倾斜底板，使得卸载果实时，利用果实的自重，让其自然滑落。

智能移动水果采摘机器人的设计智能移动水果采摘机器人的设计随着社会的不断发展，农业也迎来了新的发展机遇。

传统的种植方式已经无法满足市场需求，需要采取更加智能化的方式来提高农业生产效率。

本文就介绍一种智能移动水果采摘机器人的设计方案，为农业生产带来更多的效益。

一、设计要求智能移动水果采摘机器人是一种基于自主驾驶的机器人系统，它需要完成以下任务：1. 实现自主驾驶功能，能够自动识别种植区域，自主完成采摘任务。

2. 机器人需要具备高精度的传感器，能够检测到果实的位置、成熟度和大小等信息。

3. 机器人需要有足够的机动性，能够适应不同果树的树形结构和果实分布情况。

4. 机器人需要安装视频监控和通讯设备，以便于监控和控制机器人的运行。

二、设计原理智能移动水果采摘机器人的设计基于自主驾驶技术和机器视觉技术。

机器人安装有GPS定位系统和激光雷达传感器，能够自动识别种植区域，通过机器视觉技术检测果实的位置、成熟度和大小等信息，确定采摘点的位置和方式。

机器人采用电动驱动方式，可以通过遥控器、智能手机和电脑等方式实现对机器人的集中控制和监控。

机器人的运动方向和采摘作业的时间都可以通过程序来控制，确保机器人能够高效而准确地完成采摘任务。

三、技术特点智能移动水果采摘机器人的设计具有以下几个方面的技术特点：1. 自主驾驶智能移动水果采摘机器人是基于自主驾驶技术的机器人系统，能够自动识别种植区域，自主完成采摘任务。

采用先进的GPS定位系统和激光雷达传感器，能够实现精准的定位和导航，避免机器人对树枝和果实造成伤害。

2. 机器视觉智能移动水果采摘机器人的另一个特点是机器视觉技术。

机器人安装有高精度的传感器，能够检测到果实的位置、成熟度和大小等信息，确定采摘点的位置和方式。

这大大提高了采摘的效率和准确性。

3. 机动性智能移动水果采摘机器人还具有足够的机动性。

机器人可以自由行走在果树之间，自动适应不同果树的树形结构和果实分布情况。

同时根据机器人监测到的果实信息，可以采取不同的采摘方式，满足不同果实的采摘需求。

种果蔬采摘竞赛机器人的设计竞赛机器人的设计是基于高效、精确和自动化的原则，旨在提高果蔬采摘的效率和质量。

下面我将详细介绍这款机器人的设计。

一、机器人的结构和执行机构：1.结构设计：机器人的结构采用轻巧、紧凑的设计，以便在狭小的果蔬园地中自由活动。

机器人的主体部分由高强度、轻质的材料构成，以减少机器人的自身重量，提高机器人的机动性和灵活性。

2.执行机构：机器人配备了多个执行机构，包括机械臂、摄像机、传感器等。

机械臂用于采摘果实，其中的抓取器可以根据不同果蔬的形状和大小进行调整。

摄像机用于监控果蔬的生长情况和位置信息。

传感器用于检测果实的成熟度和质量。

二、机器人的感知和定位系统：1.相机视觉系统：机器人配备了高分辨率的相机，可以获取果实的图像信息。

通过图像处理算法，机器人可以实时识别出果实的位置、大小和成熟度。

2.定位系统：机器人通过激光雷达或GPS等定位技术，确定自身的位置和姿态，以便精确地定位和采摘果实。

三、机器人的控制系统：1.控制算法：机器人采用先进的控制算法，以实现自主操作和快速响应。

通过与相机和传感器的配合，机器人可以实时感知果实的状态和环境的变化，并做出相应的决策。

2.控制器：机器人配备了高性能的控制器，其运行速度和计算能力可以满足机器人复杂的控制需求。

控制器可以根据预设算法和规则，精确地控制机械臂的运动、摄像机的焦距和传感器的灵敏度。

四、机器人的智能决策系统：1.决策算法：机器人配备了智能决策算法，可以根据果蔬的生长情况、成熟度和质量，以及当前的环境条件，进行智能化的决策。

例如，机器人可以根据果蔬的成熟度和质量，决定是否采摘该果实，以及确定采摘的方式和顺序。

2.数据处理和分析：机器人通过处理和分析大量的数据，可以根据历史数据和趋势预测果蔬的生长情况，并提前做出相应的调整和决策。

五、机器人的安全保护系统：1.碰撞检测：机器人配备了碰撞检测传感器，并通过控制系统实时监测机器人周围的环境。

仿生冬枣采摘机的设计摘要：为解决冬枣采摘时消耗劳力大的问题，运用仿生学和数据分析法，设计了一种便携式仿生冬枣采摘机。

该设计通过硅胶条相向运动，相互挤压使冬枣脱离枣吊滑入伸缩式输送管从而落入收纳箱。

并且阐述了采摘机的各部件设计原理，确定各部件结构，并对主要受力部位进行了有限元分析，分析结果表明，伸缩杆的最大应力11.65MPa 远小于屈服极限325MPa，最大合位移仅约为杆长的 0.12%，伸缩杆的刚度满足工作要求。

关键词：冬枣；采摘机；伸缩杆冬枣自古以来为皇家贡品，迄今已有千年的历史，属国内外珍稀树种。

冬枣品系纯正，享有百枣之王的美誉，其特点为：果大、皮薄、核小、汁多、肉质细嫩酥脆、色泽鲜艳、凝重、富含钙、铁、锌等多种矿物质，每百克维生素C含量为四百零八毫克，居于百果之首。

但是中国作为水果生产大国在果园采摘中所需劳力占整个果类产品生产过程中的35% ～45% ，而我国果园采摘机械化程度却较低，当前果园机械采摘方法主要分为：机械辅助采收和机械化采收两种形式。

因此本文设计的仿生冬枣采摘机就主要应用机械辅助采收，大大提高了原来的采摘效率。

一、仿生冬枣采摘机设计原理我国目前采摘冬枣的方法多为人工采摘，同时包括几种机械辅助人工采摘方法，如气息梳刷式冬枣采摘机、便携式冬枣采摘机等。

由于冬枣果壳薄亮，肉质酥脆，采摘过程中由于不确定因素，时常导致果实损坏；同时需投入大量劳动力。

本研究就是根据冬枣的生长情况及冬枣的性状特征，基于机械理论的基本知识设计出适于冬枣的采摘工具。

旨在提高我国机械化采摘率，降低人工工作强度。

仿生冬枣采摘机，主要构件包括（1）调速器、（2）腰带、（3）蓄电池、（4）伸缩杆、（5）导线伸、（6）采摘装置、（7）缩式输送管、（8）卡树扣。

1.工作原理一种基于模拟人手采摘的冬枣采摘装置，包括机架、护罩、滚筒、传动机构、输送管和电源，所述机架采用了铰链四杆机构通过其运动实现了万向采摘，能实现其空间的三维运动。

苹果采摘简易机械手设计说明书一、引言近年来，随着农业产业机构得调整，林果生产已经成为很多地区经济发展与农民增收得支柱产业，随着种植面积得不断扩大，果园规模化发展与规范化管理得要求日益提高,从而果园机械化日益重要。

果园收获机械得发展，可以减轻果农得劳动强度,提高生产效率，节约劳动成本，提高经济效益。

由于我国果园作业机械研究起步较晚，基础相对较差，因此，果园作业机械化程度与欧美等国家还就是存在差距。

所以，针对我国各地林果生产特点研究相应得作业机械，对林果产业得发展有重要意义。

我国就是世界第一大水果生产国，也就是世界第一大水果消费国。

水果种植业得迅速发展提升了果园机械得市场需求。

采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力得３3％~５０%,目前我国得水果采摘绝大部分还就是以人工采摘为主。

采摘作业比较复杂,季节性很强,若使用人工采摘,不仅效率低、劳动量大,而且容易造成果实得损伤,如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上得损失。

使用采摘机械不仅提高采摘效率，而且降低了损伤率，节省了人工成本，提高了果农得经济效益,因此提高采摘作业机械化程度有重要得意义。

随着现代农业机械化生产，大面积得种植果树，农民朋友得农产品获得丰收，果实得采摘问题也凸显而出，在面对果树高而无法采摘造成了苹果得摔落，因而这些苹果无法上市进行出售，为解决高空采摘苹果难，故设计此苹果采摘简易机械手来解决此问题.二.项目设计得内容（1）果蔬收获机器人作业环境与工作对象得特殊性工业领域就是机器人技术得传统应用领域、由于在工业生产中，机器人得工作位置与障碍往往都能够事先预知,因此机器人得性能能得到很好得体现。

与工业机器人相比，果蔬收获机器人有很多独特得特点，主要表现在：（1）作业环境得非结构性收获机器人得工作环境往往就是非结构性得、未知得与不确定得、例如,机器人所处得地势可能崎岖不平，天气条件（如光照）也可能随时改变.即使在温室环境中,也必须考虑温度、湿度、天气以及其它环境参数得影响。

设计说明书一、本作品的创新与特色简介1、采用带齿的大尺寸橡胶轮胎，能迅速稳定的上楼梯和下斜坡。

2、机械臂和升降台组合，在获得足够高度的同时又提高了稳定性能。

3、机械臂上安装存放筒直接作为盛放果子的容器，使采摘，存放和最后收集果子能一气呵成，提高工作效率。

4、机械手与空桶收集器共同组成采果机构。

5、通过手腕中间的电机来驱动手腕旋转，使得球从手腕后部进入收集框中。

二、设计方案的论证与拟定，并绘制运动简图1. 设计方案的总体说明；2. 执行装置的机械结构；机器人由机械手，机械臂，平行提升机构，带齿车轮组成。

每个执行装置分别起到不同的作用，最后实现一系列预期的动作。

机械手由机械指和存放筒组成，负责果实的采摘，存放以及最后的集中；机械臂由一个旋转平台和两节小臂组成，主要负责将机械手送到果实前，方便其摘取；平行提升装置由一系列杆件和滑块组成，负责提升机械臂，以帮助其稳定采摘高处的果实。

4个带齿的大号橡胶轮胎以及底板组成行走装置，带齿的大号橡胶轮胎能提高小车通过性，帮助其爬上陡坡。

由于机械臂的展开长度超过一米，采用25KG ·cm 的伺服电机驱动机械臂的运总体方案行走、上阶梯及下坡机构采摘机构 收集及放置机构带齿的大尺寸橡胶轮胎 五自由度机械手方筒收集器驱动 伺服电机、直流电动机动。

收集筒用PVC板粘合而成，并打上小圆孔，以降低重量，提高机械臂的稳定性。

3. 运动状态的具体描述；（1）行走、上阶梯以及下坡：四个电机同时驱动橡胶胎时，小车直行；当左右两边电机差速运转时，小车转弯；橡胶轮胎的齿与阶梯接触时摩擦，后面车轮对小车又有一个推力，实现小车上楼梯；在下坡时，运转的电机对轮胎有一个限制的作用，不至于快速滑下陡坡。

（2）摘取、存放：通过装在机械臂上的各个伺服电机的配合转动，使机械手停在果实前，此时控制机械指上的电机旋转，使机械指合拢，将果实最终带入机械手上的存放筒里。

由于在存放筒口加了弹簧片，果实进去后不会从存放筒口倒出。

一、引言本章节介绍机械设计竞赛的背景和目的，以及本文档的编写目的和范围。

1.1 背景在果园采摘的过程中，人工作业存在效率低、劳动强度大等问题。

为了提高采摘效率和减轻劳动负担，需要设计一款能够自动采摘果实的。

1.2 目的本文档旨在详细介绍采果的设计思路、结构和功能，供参赛选手参考和实践。

二、竞赛要求本章节详细说明机械设计竞赛的要求和评分标准。

2.1 竞赛要求采果需要满足以下要求：- 能够自动识别果实的成熟度和定位。

- 具备采摘果实的动作和机构。

- 能够适应不同果树的形态和高度。

- 具备智能控制系统，能实现自主导航和避障功能。

2.2 评分标准根据设计的效果和创新程度，评委将根据以下标准给予打分：- 识别准确率和定位精度。

- 采摘动作的准确性和稳定性。

- 对不同果树的适应性和采摘效果。

- 控制系统的功能完善度和智能程度。

三、设计思路本章节详细介绍采果的设计思路和原理。

3.1 识别与定位系统采果通过搭载图像处理技术和机器学习算法，识别果实的成熟度和定位。

具体的设计思路包括：- 采集果实图像数据。

- 对图像进行预处理和分析。

- 利用机器学习算法进行果实识别和定位。

3.2 机械结构设计采果的机械结构设计需要考虑到对不同果树的适应性和采摘效果。

具体的设计思路包括：- 采用多关节机械臂设计，实现灵活的采摘动作。

- 设置可调节的机械结构，适应不同果树的形态和高度。

3.3 控制系统设计采果的控制系统需要具备智能导航和避障功能。

具体的设计思路包括：- 利用激光雷达和摄像头实现环境感知和定位。

- 采用路径规划算法和避障算法，实现自主导航和避障功能。

四、技术方案本章节详细介绍采果的技术方案和具体实现。

4.1 识别与定位系统本节详细介绍采果的识别与定位系统的具体技术方案和实现细节。

4.2 机械结构设计本节详细介绍采果的机械结构设计的具体技术方案和实现细节。

4.3 控制系统设计本节详细介绍采果的控制系统设计的具体技术方案和实现细节。

基于自动化的苹果采摘机器人一、引言随着农业科技的发展和人工劳动力的不足，农业自动化成为了现代农业发展的趋势。

苹果产业作为全球重要的水果产业之一，苹果采摘向来是劳动密集型的工作。

为了解决劳动力短缺和提高采摘效率，本文提出了一种基于自动化的苹果采摘机器人。

二、设计原理1. 机器人结构设计基于自动化的苹果采摘机器人主要由机械臂、视觉系统、定位系统、采摘装置和控制系统等组成。

机械臂负责完成苹果的采摘动作，视觉系统用于识别苹果的位置和成熟度，定位系统用于定位机器人在果园中的位置，采摘装置用于将采摘的苹果采集起来，控制系统用于控制机器人的运动和采摘动作。

2. 机器人工作流程（1）机器人进入果园并定位：机器人通过定位系统确定自身在果园中的位置，并根据预设的路径规划进行挪移，以便找到需要采摘的苹果树。

（2）视觉系统识别苹果：机器人通过视觉系统对果树上的苹果进行图象识别和成熟度判断，确定需要采摘的苹果。

（3）机械臂采摘苹果：机器人的机械臂根据视觉系统的反馈信息，精确地抓取苹果，并将其放入采摘装置中。

（4）采摘装置采集苹果：采摘装置负责将采摘的苹果采集起来，并放入指定的容器中。

（5）机器人挪移到下一个位置：机器人完成一棵苹果树的采摘后，根据预设的路径规划，挪移到下一个需要采摘的苹果树位置。

（6）重复执行采摘动作：机器人根据预设的路径规划，在果园中不断挪移，并重复执行采摘动作，直至完成整个果园的采摘任务。

三、技术要点1. 视觉系统视觉系统是机器人实现自动化采摘的核心技术之一。

通过使用高分辨率的摄像头和图象处理算法，可以实现对苹果的准确识别和成熟度判断。

同时，可以通过图象处理算法对果树的生长情况进行监测和分析，以便更好地调整机器人的采摘策略。

2. 机械臂机械臂是机器人实现苹果采摘动作的关键部件。

通过使用多关节的机械臂和精确的运动控制算法，可以实现对苹果的准确抓取和放置。

同时，机械臂的设计需要考虑到对果树和苹果的轻触，以避免对果实造成损伤。

目录1 设计背景及设计目的 (2)2 工作原理 (3)3作品结构介绍 (3)3.1 采摘装置 (4)3.2 运送装置 (4)3.3 收集装置 (4)3.4 整理装置 (5)3.5 慧鱼控制程序图 (7)4 创新点 (8)5推广价值和应用前景 (9)参考文献 (10)附图 (10)1 设计背景及设计目的目前我国在菠萝采摘的机械领域相对落后，大部分依靠人工进行采摘，往往存在的人手少、工作量大的问题，为此需要一台操作方便、效率高、智能化的菠萝采摘和收集于一体的自动化菠萝采摘机，它可以高效解决大面积菠萝的采摘问题，并节省大量人力。

基于此，我们团队设计研制了菠萝采摘、收集机器人。

图1 人工采摘菠萝2 工作原理本装置是集识别、采摘、整理、收集于一体的全自动化设备。

它由行走装置、菠萝采摘装置、运送装置、识别转向装置、菠萝去叶装置、收集整理装置构成。

装置主要采用了蜗轮蜗杆传动、链条传动、齿轮齿条传动、传送带传动等传动方式。

作品整体结构图如图2所示。

图2 作品整体结构图装置运行时，行走装置向前行走，菠萝采集装置运转，由采集棒将菠萝拨动到运送装置处，采集棒可对不同高度的菠萝进行采摘，然后采摘下来的菠萝通过传送带装置向后传送，通过颜色识别装置反馈至主控中心，随后菠萝的波动转向装置作出反应，将菠萝以果实方向为前进方向继续向前传递至切叶装置，由切叶转盘转动将菠萝叶切除，将去叶完成的菠萝传送至收集装置处，菠萝滚入收集箱。

当菠萝装至满箱时箱口识别装置完成识别后通过串口通信给慧鱼控制板发送相应信息，然后收集装置通过摄像头识别、编程、电机运转控制机械手，通过指定编程将收集满的箱子可有序排列2-3层。

完成对菠萝的采集，装箱、整理。

3作品结构介绍3.1 采摘装置采摘装置由两个齿轮啮合组成，如图3所示。

当车运动到菠萝前时，旋转杆拨动菠萝至运送装置，等待运送。

采摘装置运送装置图3 采摘装置3.2 运送装置运送装置由传送带组成，如图所示。

苹果采摘简易机械手设计说明书一、引言近年来，随着农业产业机构的调整，林果生产已经成为很多地区经济发展和农民增收的支柱产业，随着种植面积的不断扩大，果园规模化发展和规范化管理的要求日益提高，从而果园机械化日益重要。

果园收获机械的发展，可以减轻果农的劳动强度，提高生产效率，节约劳动成本，提高经济效益。

由于我国果园作业机械研究起步较晚，基础相对较差，因此，果园作业机械化程度和欧美等国家还是存在差距。

所以，针对我国各地林果生产特点研究相应的作业机械，对林果产业的发展有重要意义。

我国是世界第一大水果生产国，也是世界第一大水果消费国。

水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。

采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33%～50%，目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。

采摘作业比较复杂，季节性很强，若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大，而且容易造成果实的损伤，如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。

使用采摘机械不仅提高采摘效率，而且降低了损伤率，节省了人工成本，提高了果农的经济效益，因此提高采摘作业机械化程度有重要的意义。

随着现代农业机械化生产，大面积的种植果树，农民朋友的农产品获得丰收，果实的采摘问题也凸显而出，在面对果树高而无法采摘造成了苹果的摔落，因而这些苹果无法上市进行出售，为解决高空采摘苹果难，故设计此苹果采摘简易机械手来解决此问题。

二．项目设计的内容（1）果蔬收获机器人作业环境和工作对象的特殊性工业领域是机器人技术的传统应用领域.由于在工业生产中,机器人的工作位置和障碍往往都能够事先预知,因此机器人的性能能得到很好的体现。

和工业机器人相比,果蔬收获机器人有很多独特的特点,主要表现在:(1)作业环境的非结构性收获机器人的工作环境往往是非结构性的、未知的和不确定的.例如,机器人所处的地势可能崎岖不平,天气条件(如光照)也可能随时改变。

即使在温室环境中,也必须考虑温度、湿度、天气以及其它环境参数的影响。

水果采摘机设计说明书摘要：采用UG软件进行装置的三维造型，设计了一款便携式水果采摘机，经过试验仿真和实际调试，将实物制作分为伸缩手柄和采摘装置两大部分。

实践表明，该采摘机运用了简单机械原理，将机械传动机构作用于伸缩手柄与橘子的切割采摘，达到了协助果农方便快捷的采摘上顶端橘子的目的。

关键词：说明书、研究背景意义、设计方案、前景日常生活中，果农需要通过爬树才能采摘果树上顶端的水果，有很大的危险性，这也是果农面临的数大难题之一。

对此我们专门设计了一款针对上顶端成熟水果采摘的装置。

本新型采摘器能够做到让果农在地面进行上顶端水果的采摘，提升了水果采摘时的效率，并使果农的工作环境更加安全。

基本思路：由一手握紧伸缩手柄以通过按钮控制手柄高度；另一手则以另一按钮控制直流电机，通过旋转刀片以使果柄被割断，最终达到采摘水果的目的。

从而实现果农采摘水果方便快捷的需求以及使作业环境更安全的目的。

该采摘机主要由伸缩手柄和采摘装置两大部分组成，按照运动方式的不同，采摘机的功能大致归纳如下：1：伸缩手柄的伸缩运动。

握把上装有控制电机的按钮可以直接控制笔式直线的伸缩运动从而控制采摘高度的改变。

2：采摘装置的运动：利用旋转桶和运动刀片配合剪切树枝。

一．研制背景及意义需求：我国是世界第一大水果生产国，也是世界第一大水果消费国。

水果采摘作业是林果业生产中非常重要的环节，水果采摘机械使用可以解决人工采摘时所出现的劳动强度大、效率低、成本高等不足。

但我国水果采摘作业机械化程度低，因此水果采摘作业对辅助人工采摘机械有广泛的需求。

人工采摘劳动强度大，而采用辅助人工采摘机械采收能减轻人们的劳动强度、节省成本、提高效率，并提供更多利润。

加之未来人口老龄化趋势，人工成本必会上升，因此辅助人工采摘必将具有巨大的经济效益和广泛的应用前景。

国内外相关研究现状1.1国内果园采摘机械现状中国是世界上最大的水果出产国，居全球13个产量超1000万吨的国家之首。

·35·基金课题基金项目：本论文为大学生创新项目（2019NFUSPITP0177）摘 要：为了降低丝瓜采摘的人力成本，本文设计一种大棚丝瓜采摘机器人，以实现大棚丝瓜采摘自动化，根据采摘环境特点和工作方式要求，给出丝瓜采摘机器人的总体结构设计，并且对关键的机械臂进行设计说明。

关键词：丝瓜采摘机器人；机械臂结构0 引言由于中国社会经济结构和人口结构的转变，从事农业活动的人越来越少，从当前来看，果蔬采摘作业是农业生产中最耗时、最费力的一个环节，［1］属于劳动密集型的工作，急需实现果蔬自动化采摘以提高劳动效率。

现设计一种大棚丝瓜采摘机器人，实现大棚丝瓜的自动化采摘。

本论文所研制的丝瓜采摘机器人采取圆柱形坐标的结构形式，结构简单，运动控制简便，坐标计算容易，定位精度高。

［2］同时采用伺服电机驱动，可控速度范围大，能源易得，精度高。

采用两根THK 公司生产的标准件引动器作为机械臂，增加传动精度，减小机器人质量，同时方便后续的机器人维修和零部件更换，提高采摘效率。

［3］1 采摘机器人工作方式与目标要求分析机器人工作时移动平台移动到丝瓜种植区前方，水平引动器向后移动到最大位置，两台工业摄像机拍照并将照片传回单片机，单片机通过分析这两张图片，确定图片内所有丝瓜的位置坐标，然后控制机器人作业。

作业时，通过移动平台内伺服电机的转动带动支撑台转动，将两根引动器转动到与被采摘丝瓜同一平面内的位置。

与此同时，垂直引动器工作，将水平引动器移动到距离丝瓜顶部3cm 处。

之后，水平引动器开始工作，在电机的驱动下，水平引动器向丝瓜所在的位置伸出，直到丝瓜位于末端执行器的机械手开口中心。

末端执行器上方的切割刀片在工作时，刀片处于复位状态（即切割刀片与水平引动器垂直，且刀口的朝向背向丝瓜）。

在水平引动器到达指定坐标后，机械手抓合丝瓜，待丝瓜抓稳后，切割刀片工作，在直流电机的驱动下，刀片旋转270°，将丝瓜藤切断，此后回到复位状态。

设计团队：（填写设计团队名称）设计日期：（填写设计日期）1：背景介绍1.1 竞赛概述在本次机械设计竞赛中，设计团队旨在设计一款采果，用于实现高效自动化采摘水果的功能。

该将通过自主导航和智能感知技术，准确识别水果并执行采摘动作。

1.2 设计目标1.2.1 实现自主导航通过搭载导航系统，该能够实现自主导航功能，根据指定的采摘路径准确行驶至目标果树位置。

1.2.2 智能感知与识别将配备先进的感知设备，能够通过计算机视觉和机器学习算法识别目标水果，并确定采摘时机和方式。

1.2.3 高效自动采摘将采用机械臂和夹爪等装置，能够精确抓取水果，并将其放置于容器中，实现高效的自动化采摘。

2：结构设计2.1 机械结构设计2.1.1 底盘设计底盘采用坚固耐用的材料制作，具备良好的稳定性和行驶能力。

底盘上搭载导航系统和电池等必要设备。

2.1.2 机械臂设计机械臂采用多自由度设计，具备灵活性和精确性。

机械臂上安装夹爪等采摘装置，能够适应不同形状和大小的水果。

2.2 电子系统设计2.2.1 导航系统导航系统采用GPS和惯性导航等技术，实现自主导航功能。

导航系统能够接收指令和传感器数据，并准确计算出的位置和行进路径。

2.2.2 感知系统感知系统采用计算机视觉和图像处理技术，能够识别和分析目标水果。

感知系统将与导航系统和机械臂配合工作，实现自动采摘功能。

2.2.3 控制系统控制系统将集成导航系统、感知系统和机械臂控制等功能，实现对各部分的全面控制。

控制系统能够精确控制的动作和姿态。

3：系统实现与测试3.1 原型制作设计团队将根据上述设计目标，制作采果的原型，并进行系统的集成和调试。

原型制作过程中，设计团队将根据实际情况进行优化和改进。

3.2 功能测试在原型制作完成后，设计团队将对采果的各项功能进行测试。

测试将包括自主导航、感知与识别、自动采摘等方面功能的验证。

3.3 性能评估针对采果的性能特点，设计团队将进行性能评估和优化。

评估内容将包括的定位精度、采摘效率、系统稳定性等方面。