自走式柔性智能苹果采摘机设计
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苹果采摘机的设计摘要:根据苹果收获的现状, 针对国内苹果的生产环境, 设计了一种基于人工辅助的简单苹果收割机。
分析了苹果收割机及其部件的结构和功能。
提出并实现了多级可调杆的设计。
提出并进行了基于重力原理的嵌套铁环输送和收集袋的设计。
苹果辅助收割机集采摘、收集、运输于一体, 适用于苹果、梨、等苹果采摘。
试验表明, 水果辅助收割机结构简单, 操作灵活, 效率高, 收获质量好, 能显著降低劳动强度, 降低成本, 具有较高的经济和实用生长趋势。
工业化, 人们对水果收获效率提出了越来越高的要求, 传统的人工收获方法效率低, 劳动力浪费等。
不足。
本文提出了一种新型的苹果皮卡机。
通过以往的结构设计、安装调试和后来的现场试验, 验证了该装置的可行性。
关键词:采摘;装置;设计目录第一章绪论 (3)1.1引言 (3)1.2 课题研究目的与意义 (4)1.3 国内外林果机械研究现状及分析 (5)1.3.1 国外林果机械研究现状 (5)1.3.2 国内林果机械研究现状 (6)1.3.3 我国林果采摘机械与国外的差距 (7)第二章机械设计 (8)2.1 苹果果实分布及采摘机理 (8)2.1. 1 果实分布 (8)2.1. 2 采摘机理及要求 (8)2.2 当前采摘情况 (8)2.3 设计总体构思 (9)2.4设计方案 (11)2.4.1操作杆 (14)2.4.2 夹持式采摘机构设计 (15)2.4.3 分拣结构 (16)2.5收集袋 (17)2.6试验分析 (18)第三章结论 (20)致谢...................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献.. (21)第一章绪论1.1引言中国是世界上最大的水果生产国和世界上最大的水果消费国。
占全球产量约1 4% 的水果种植行业的快速发展, 增加了市场对果园机械的需求。
苹果采摘机械的设计与改进研究一、背景介绍苹果作为一种重要的水果,在全球范围内都有着广泛的市场。
然而,苹果采摘是一项费时费力的任务,需要大量的人工投入。
为了提高采摘效率,减轻果农的负担,苹果采摘机械应运而生。
然而,现有的苹果采摘机械还存在一些问题,如采摘效率低、果实损伤率高、适用性差等。
因此,对苹果采摘机械的设计与改进研究具有重要意义。
二、设计方法1. 总体设计:苹果采摘机械应具有自动导航、精准定位、轻便灵活等特点。
采用机械臂或机械夹具进行苹果采摘,同时配备摄像头和传感器,实现精准定位和导航。
2. 机械臂设计:机械臂应具备伸缩自如、抓取力度适中、防滑效果好等特点。
采用高强度材料制造,如铝合金或不锈钢,以保证机械臂的强度和耐用性。
3. 传感器和摄像头:为了实现精准定位和导航,需要配备不同类型的传感器和摄像头。
如红外传感器用于感知障碍物,超声波传感器用于测量距离,摄像头用于观察苹果的位置和外观。
4. 控制系统:控制系统是苹果采摘机械的核心,应具备自动识别、决策、执行等功能。
采用嵌入式系统或计算机控制系统,可以实现智能化采摘。
三、改进策略1. 提高采摘效率:通过优化机械臂的抓取力度和速度,以及增加机械臂的数量和自动化程度,可以提高采摘效率。
2. 降低果实损伤率:通过改进机械臂的形状和材质,以及优化传感器和摄像头的性能,可以降低果实损伤率。
同时,加强机械臂的防滑效果,避免因抓握力度过大或过小导致果实损伤。
3. 增强适用性:针对不同品种和不同生长状态的苹果,可以通过调整机械臂的长度、形状和夹具的力度,以及优化导航算法,增强苹果采摘机械的适用性。
四、实验验证为了验证改进后的苹果采摘机械的性能,可以进行一系列的实验验证。
可以与果农合作,在实际果园中进行测试。
通过对比改进前后的采摘效率、果实损伤率等指标,评估改进效果。
五、未来发展随着人工智能和物联网技术的发展,苹果采摘机械有望进一步发展。
未来可以考虑引入更先进的传感器技术和人工智能算法,实现更精准的定位和导航,进一步提高采摘效率和质量。
第10期(总第382期)2021年10月No.10 OCT文章编号:1673-887X(2021)10-0035-02果实采摘机器人柔性机械手的设计田宝连(江西工业职业技术学院,江西南昌330000)摘要为解决果实自动采摘的精准控制问题,设计了一款机器人柔性采摘机械手。
详细介绍了机械手爪、连接件、气动控制等机构的设计原理,并基于西门子S7-200型PLC设计了机械手的电气控制回路和循环采摘程序,通过在果园现场采摘试验发现:该款机械手运行的柔性效果良好,采摘成功率为100%,没有出现掉果、漏摘等问题。
关键词农作物果实;采摘机器人;柔性机械手;PLC中图分类号S225.93文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2021.10.014Design of Flexible Manipulator of Crop Fruit Picking RobotTian Baolian(Jiangxi Vocational and Technical College of Industry,Nanchang330000,Jiangxi,China)Abstract:The design principles of manipulator claws,connecting parts,pneumatic control and other mechanisms are introduced in detail,and the electrical control circuit and cyclic picking program of the manipulator are designed based on Siemens S7-200PLC. The picking test in the orchard shows that the manipulator is running.The flexible effect is good,the success rate of harvesting crops is100%,and there are no problems such as fruit dropping or missing picking,and it has a good application prospect in the field of ag‐ricultural picking automation.Key words:crop fruits,picking robot,flexible manipulator,PLC1柔性机械手整体设计果实采摘机器人柔性机械手主要包含PLC自动控制模块、机械手爪构件、机械手连接件、气动控制部件、主体机械承载机构、报警模块等6个部分。
苹果采摘机器人的设计理念随着科技的不断发展,人们对于机器人在农业领域的应用也越来越感兴趣。
特别是在水果采摘这一繁重而又劳动密集的工作中,机器人的应用可以大大提高工作效率,减轻人工劳动的压力。
而苹果采摘机器人的设计理念更是备受关注,因为苹果的采摘工作需要精准的操作和柔和的手感,这对机器人的设计提出了更高的要求。
首先,苹果采摘机器人的设计理念需要考虑到苹果树的生长环境和特点。
苹果树通常生长在树冠较高的地方,因此机器人需要具备良好的爬树能力和稳固的平衡性。
同时,苹果的采摘需要轻柔的手感,以免损伤果实和树木。
因此,机器人的设计需要考虑到这些特点,确保机器人能够准确地采摘苹果,同时不会对果实和树木造成损害。
其次,苹果采摘机器人的设计理念还需要考虑到机器人的智能化和自主性。
机器人需要具备智能感知和识别能力,能够准确地识别成熟的苹果,并且能够根据果实的位置和树木的情况做出相应的动作。
同时,机器人还需要具备自主导航和路径规划能力,能够在果园中自由行走,并且能够避开障碍物和其他机器人,确保采摘工作的顺利进行。
最后,苹果采摘机器人的设计理念还需要考虑到机器人的可持续性和环保性。
机器人需要具备高效的能源利用和环保的设计理念,以减少对环境的影响。
同时,机器人的材料和零部件也需要考虑到可回收利用和再利用的可能性,以降低机器人的生产和运营成本,同时减少对资源的消耗。
总的来说,苹果采摘机器人的设计理念需要考虑到苹果树的生长环境和特点,机器人的智能化和自主性,以及机器人的可持续性和环保性。
只有在这些方面都得到充分考虑和实现的情况下,苹果采摘机器人才能真正发挥其作用,提高苹果采摘的效率,减轻人工劳动的压力,同时保护环境,实现可持续发展。
苹果采摘机器人的设计理念随着科技的不断发展,人们对于农业生产方式的要求也越来越高。
传统的农业生产方式已经无法满足现代社会对高效、智能化的需求。
因此,设计一款能够自动采摘苹果的机器人成为了农业科技领域的热门话题。
苹果采摘机器人的设计理念需要考虑多方面的因素,包括机器人的外观设计、采摘方式、智能控制系统等。
首先,机器人的外观设计需要考虑到在果园中的移动和操作,因此需要具备轻巧灵活的特点,同时还要考虑到机器人在不同地形和气候条件下的适应性。
其次,采摘方式需要结合机器人的机械臂和视觉识别技术,能够准确地识别成熟的苹果并进行精准的采摘。
最后,智能控制系统需要具备自主导航、避障和智能调度等功能,能够实现多台机器人的协同作业,提高采摘效率。
在设计苹果采摘机器人时,还需要考虑到对环境的保护和对果园的影响。
机器人的设计理念需要兼顾到节能减排和对果树的保护,避免对果园环境造成污染和破坏。
同时,机器人的作业过程也需要考虑到对果树的影响,尽量减少对果实和果树的损伤,确保采摘的果实质量和产量。
除了技术方面的考量,设计苹果采摘机器人还需要考虑到人机协作的问题。
机器人的设计理念需要结合人机交互界面,使操作人员能够方便地控制机器人的作业,并及时对机器人进行监控和维护。
同时,也需要考虑到机器人在果园中与其他工作人员和机械设备的协同作业,确保整个果园生产的高效运转。
总的来说,苹果采摘机器人的设计理念需要兼顾到技术、环境和人机协作等多方面的因素。
只有在考虑到这些因素的基础上,才能够设计出一款真正符合现代农业生产需求的智能化机器人,为果农提供更好的生产工具,提高果园的生产效率和果实的品质。
苹果采摘机器人的设计理念
随着科技的不断发展,机器人已经逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
在
农业领域,机器人的应用也越来越广泛,其中包括苹果采摘机器人。
苹果是一种重要的水果,但是传统的采摘方式需要大量的人力和时间,因此设计一款高效的苹果采摘机器人成为了农业科技领域的一个重要课题。
苹果采摘机器人的设计理念需要考虑到多个方面,首先是机器人的外形和结构。
由于苹果树的树冠较高,机器人需要具备较高的抓取范围和稳定性,因此机器人的身材需要相对修长,并且具备良好的平衡性。
其次是机器人的感知和定位能力,苹果树的树叶和果实密集,机器人需要具备优秀的视觉和定位系统,能够准确地识别并定位苹果的位置。
同时,机器人需要具备自主导航和路径规划的能力,能够在果园中自由移动并采摘果实。
除此之外,苹果采摘机器人的设计理念还需要考虑到机器人的采摘方式和采摘
效率。
机器人需要具备柔和的抓取技术,能够轻柔地采摘苹果而不会对果实造成损伤。
同时,机器人的采摘效率也需要得到重视,能够在短时间内完成大量苹果的采摘工作。
在苹果采摘机器人的设计理念中,还需要考虑到机器人的智能化和自动化程度。
机器人需要具备自主学习和优化的能力,能够根据不同的果园环境和果实特征进行智能调整和优化。
同时,机器人还需要具备自动化的工作流程,能够在无人操作的情况下完成苹果采摘工作。
总的来说,苹果采摘机器人的设计理念需要综合考虑外形结构、感知定位、采
摘方式、采摘效率、智能化和自动化等多个方面,以实现高效、精准、智能的苹果采摘工作。
随着科技的不断进步,相信未来会有更多更先进的苹果采摘机器人问世,为农业生产带来更多的便利和效益。
全自动果实采摘机器人的设计研究摘要:以自然果园环境中机器人采摘成熟果实为原型,综合运用嵌入式系统、移动机器人自主导航定位、视觉识别、传感器与控制器等技术,依托智能无人车、机械夹爪、双目摄像头、激光雷达、深度摄像头、惯导系统等设备实现果蔬的无人化采摘。
关键词:智慧农业;智能制造;全自动果实采摘;智能机器人;视觉控制(本文由省级大学生创新创业训练项目(项目编号:S202310452140)以及校级教学改革项目(项目编号:JG2022M39)支持。
)一、前言随着社会经济的日益发展,城市规模越来越大,而由于城市的聚集效应,越来越多的年轻人向城市迁移发展,留在农村的人口愈来愈少,人口趋势老龄化严重,同时,由于机械化、自动化农田普及率低,农田单位亩产成本高但收益却非常低,农村经济发展缓慢,农民能获得的利益不高,愈来愈多的人不再愿意当农民、做农活。
但是,农业不能没有人来干,不能停止。
那么此时,我们就需要加强农业自动化、智能化发展,为此,我们小组通过努力,设计出一款与农业采摘相关的自动化智能化的全自动果实采摘机器人,用于提高大棚、室内等场地较为良好,农作物较为集中的场地的果实采摘效率、节省人力、降低单位面积采摘成本。
二、国内研究现状在模型算法上国内天津理工大学的乔艳军基于视觉学习和双目视觉技术对果实采摘机器人对于果实的识别和定位等做出了改善,使果实采摘机器人可以全天候多种光源的工作环境下对不同种类的水果进行识别、定位、采后分级等工作,基础原理是基于YOLOv3的果实识别方法[1],经过采集和训练之后的模型可以做到高达99.7%的精准识别率[2],且与GoogleNet、MobileNet等国外先进模型相比具有优异的分类精度、良好的实时性等优点[3]。
在机械手臂方面吉林大学的王傲雪对番茄的无损采摘进行了研究,以“丹东409”花生番茄为研究对象,测量了平均重量、果实平均宽度、球度、果皮与硅胶、橡胶材料之间的静摩擦系数等参数;利用TA.XTC+TA.Touch进行压缩试验得到所需要的各种参数并根据仿生学原理制作了样机,通过实验得到抓手材料使用硅胶为更加合适的结果,通过对大小果实的抓取获取数据,成功率分别为86%和81%,并且对不同成熟程度的果实的抓取几乎都没有损伤[4]。
苹果采摘机器人的设计理念随着科技的不断发展,人工智能和机器人技术已经逐渐渗透到了各个领域。
在农业领域,苹果采摘机器人的设计理念也逐渐引起了人们的关注。
苹果采摘一直是一个需要大量人工劳动的工作,而且由于采摘过程中需要小心翼翼地处理苹果,传统的采摘方式往往效率低下,成本高昂。
因此,设计一台能够自动采摘苹果的机器人成为了农业科技领域的热点之一。
苹果采摘机器人的设计理念首先需要考虑的是机器人的机械结构和动力系统。
机器人需要具备足够的力量和灵活性,能够在果园中自由移动,并且能够准确地识别和采摘成熟的苹果。
因此,机器人的设计需要结合先进的机械设计和传感器技术,以及高效的能源系统,来确保机器人能够长时间工作并且保持高效率。
其次,苹果采摘机器人的设计理念还需要考虑机器人的智能控制系统。
机器人需要能够自主地在果园中进行导航和定位,并且能够根据果树的生长情况和苹果的成熟度来进行采摘。
因此,机器人的智能控制系统需要结合先进的图像识别和人工智能技术,能够快速准确地识别果实并且进行精准的采摘动作。
此外,苹果采摘机器人的设计理念还需要考虑机器人与人类的协作和安全性。
机器人需要能够与果农和其他工作人员进行良好的协作,能够在果园中安全地工作,并且能够避免对果树和果实造成损坏。
因此,机器人的设计需要考虑到人机交互界面和安全感知系统,以及对机器人的自主性和远程监控能力。
总的来说,苹果采摘机器人的设计理念需要结合先进的机械设计、智能控制和人机协作技术,来实现机器人在果园中高效、安全地进行苹果采摘的目标。
随着科技的不断进步,相信这样的机器人很快就能够成为现实,为果农带来更高效、更便捷的采摘体验。
基于自动化的苹果采摘机器人标题:基于自动化的苹果采摘机器人引言概述:随着科技的不断发展,自动化技术在农业领域的应用越来越广泛。
苹果是一种重要的水果作物,传统的采摘方式需要大量的人力成本,效率低下。
因此,基于自动化的苹果采摘机器人应运而生,可以提高采摘效率,减少人力成本,提高农业生产的效益。
一、机器人的设计与结构1.1 机器人的外观设计:苹果采摘机器人通常采用轮式移动,具有机械臂和传感器等设备。
1.2 机器人的结构设计:机器人的结构设计应考虑稳定性、灵活性和适应性,以适应不同种类的苹果树。
1.3 机器人的操作系统:机器人应配备先进的操作系统,能够实现自主导航、智能采摘和数据分析等功能。
二、机器人的采摘技术2.1 机器人的视觉识别技术:通过摄像头等设备,机器人可以实现对苹果的识别和定位。
2.2 机器人的机械臂技术:机器人的机械臂应具备精准的抓取和摘取能力,以确保采摘的准确性和速度。
2.3 机器人的智能控制技术:机器人应具备智能控制技术,能够根据不同的情况自动调整采摘策略,提高采摘效率。
三、机器人的安全性和稳定性3.1 安全传感器:机器人应配备安全传感器,能够及时检测周围环境,避免碰撞和伤害。
3.2 系统稳定性:机器人的操作系统应具备稳定性,能够长时间稳定运行,不易出现故障。
3.3 紧急停止装置:机器人应配备紧急停止装置,一旦发生意外情况,能够及时停止操作,保障人员安全。
四、机器人的数据分析和管理4.1 数据采集:机器人应具备数据采集功能,能够实时监测采摘情况和果园环境。
4.2 数据分析:机器人应具备数据分析功能,能够分析采摘效率、果实质量等数据,为农民提供决策支持。
4.3 数据管理:机器人应具备数据管理功能,能够将采集的数据进行存储和管理,方便后续分析和应用。
五、机器人的未来发展趋势5.1 智能化发展:未来的苹果采摘机器人将更加智能化,能够实现自主学习和自主决策。
5.2 多功能化发展:未来的机器人将具备更多功能,如喷洒农药、施肥等,实现一体化农业生产。