蘋果采摘簡單機械手蘋果采摘簡單機械手7/7蘋果采摘簡單機械手蘋果采摘簡單機械手設計說明書一、前言近來幾年來，跟著農業家產機構的調整，林果生產已經成為好多地域經濟發展和農民增收的支柱家產，跟著栽種面積的不停擴大，果園規模化發展和規范化管理的要求日趨提高，進而果園機械化日趨重要。果園收獲機械的發展，可以減少果農的勞動強度，提高生產效率，節儉勞動成本，提高經濟效益。因為我國果園作業機械研究起步較晚，基礎相對較差，因此，果園作業機械化程度和歐美等國家仍是存在差距。因此，針對我國各地林果生產特色研究相應的作業機械，對林果家產的發展有重要意義。我國是世界第一大水果生產國，也是世界第一大水果開銷國。水果栽種業的快速發展提高了果園機械的市場需求。采摘作業所用勞動力占整個生產過程所用勞動力的33%～50%，當前我國的水果采摘絕大多數仍是以人工采摘為主。采摘作業比較復雜，季節性很強，若使用人工采摘，不單效率低、勞動量大，并且簡單造成就實的損害，假如人手不夠不可以實時采摘還會致使經濟上的損失。使用采摘機械不單提高采摘效率，并且降低了損害率，節儉了人工成本，提高了果農的經濟效益，因此提高采摘作業機械化程度有重要的意義。跟著現代農業機械化生產，大面積的栽種果樹，農民朋友的農產品獲取豐產，果實的采摘問題也突顯而出，在面對果樹高而沒法采摘造成了蘋果的摔落，因此這些蘋果沒法上市進行銷售，為解決高空采摘蘋果難，故設計此蘋果采摘簡單機械手來解決此問題。二．項目設計的內容（1）果蔬收獲機器人作業環境和工作對象的特別性工業領域是機器人技術的傳統應用領域.因為在工業生產中,機器人的工作地點和阻截常常都可以開初預知,因此機器人的性能能獲取很好的表現。和工業機器人相叮叮小文庫比,果蔬收獲機器人有好多獨到的特色,主要表此刻:(1)作業環境的非構造性收獲機器人的工作環境常常是非構造性的、未知的和不確立的.比方,機器人所處的地勢可能曲折不平,天氣條件(如光照)也可能隨時改變。即便在溫室環境中,也必然考慮溫度、濕度、天氣以及其余環境參數的影響。在這類復雜多變的環境條件中,機器人必然擁有智能化的傳感、規劃和控制能力,要有很強的自適應能力。(2)作業對象的個體差別和隨機散布性果蔬收獲機器人的首要任務是鑒識和定位水果,而果實有的可能單個生長,有的則是一簇一簇的,形狀、尺寸、顏色、成熟度也都不一樣樣,并且果實老是隨機散布在田地、藤蔓或樹枝上,有的可能被莖桿和葉子遮擋,還要遇到不一樣樣的自然條件,如起風可能致使果實搖動而不停改變其地點,并且果樹和藤蔓的形狀大小也常常不一樣樣,進而使得機器人檢測和湊近果實變得異樣困難。(3)作業對象的嬌貴、易損性水果等作物一般都比較嬌貴、嬌貴,收獲時很簡單遇到機械損害,因此必然當心辦理.這需要從機器人構造、傳感器、控制系統等方面加以協調解控制。(4)收獲機器人成本方面的特別性農業機器人要想成功地應用,其成本必然低于相同構造的工業機器人,因為農業的收益常常很小,設施也只好季節性地使用。其余,農民一般不具備太多的專業知識.因此,收獲機器人必然構造簡單、操作性好、靠譜性高,并且價錢合理。采摘機器人的制造成本高、應用推行難果蔬采摘機器人的采摘對象擁有多樣性,工作時間擁有季節性,設施利用率低,操作對象大多數為農民,這就要求其要擁有優秀的通用性、可編程性、高靠譜性和操作簡單性。其余采摘機器人的使用和保護都需要相當高的技術水平易開銷。只有當其使用成本低于人工收獲成本時,采摘機器人材會真實被普及。因此,成本問題將成為限制采摘機器人市場化的瓶頸問題。解決對策每一個事物的發展都是一個遇到問題解決問題的過程。為了很好的解決以上問,除掉限制采摘機器人發展的要素,可以從以下幾個方面增強研究與研究:研究出一種高靠譜性、高精度的視覺系統技術,可以使全部成熟果實都可以鑒識出來并能精準地對其定位。這就需要在三維立體視覺技術、視覺傳感器技術、圖像獲取和辦理等方面進行更深入的研究。可以研究合適采摘機器人工作的果蔬栽種模式,經過降低作物生長環境的非構造化和復雜性,便于采摘機器人的視覺定位和挪動。機械構造直接決定機器人運動的靈巧性、安穩性和控制的復雜性。采摘機器人構造必然更為緊湊和簡化,優化機器人構造。提高機械手和尾端履行器的柔性和靈-2叮叮小文庫巧性,成功避障,提高采摘的成功率,降低果實的損害率。提高圖像辦理速度,優化軟件算法,縮短機器視覺部分在整個采摘過程中所占用的時間,以提高采摘效率。采納開放式的控制系統,提高采摘機器人的通用性。只需改變機器人的機械本體和尾端履行器,用一套控制系統就能達成不一樣樣果蔬的采摘,進而提高控制系統的利用率、降低成本。設計此機構有構想階段，實質模型的成立，對實質模型數據的丈量，按相應比率減小并計算各構件的尺寸和角度。構想階段：模擬實質生活中人手采摘蘋果的運動原理進行設計。數據丈量：因為此機構在設計早期，無正確數據，故自己用鐵絲模擬制作了一個蘋果采摘機械手，來確立相應角度和尺寸比率。尺寸角度確實定：尺寸確實定會在下邊做一詳盡介紹，此處構件圓角處的角度的范圍是85--95度之間均可。（以以以下列圖）↓↓三．項目設計的步驟1·設計任務設計此機構的主要作用是在離地面較高并且人沒法采摘，可以依據要求的尺寸來采摘吻合要求的蘋果（直徑為110mm）進而防備了誤將未成熟和較小的蘋果進行采摘，既方便又安全。2·設計方法-3叮叮小文庫設計此運動機構采納了Proe軟件中拉伸·掃描·旋轉放樣等主要建模功能。3·設計要求構件分三個部分：采摘可控部分，連結部分和控制部分1.確立固定圓環的直徑D=110mm,在裝置處確立一個基準面，按指引線切除10mm，在確立小圓d=6mm，按大圓環的指引線掃描10mm。上圖右邊與圓環基準線訂交且與左邊切除掃描部分對于直徑對稱的孔d=4mm.2.以以以下列圖所示為圓環機械爪↑↑a.此桿長為95mmb.圓內接三角形，圓d=90mm說明：在畫上圖a桿時，按直徑為12mm畫一圓，給定一路徑進行掃描。在a桿下邊，確立兩基準面，以底部向上12mm,進行切除。b圖中是向來徑為90mm畫圓，并作內切三角形。3.連結桿依據勾股定理：主桿連結部分長400mm，連結桿分別為95mm和350mm.當以下兩連結桿成一條直線時，為防備卡死，兩連結桿的實質長度大于理論長度。-4叮叮小文庫4.控制轉動桿在主桿距離低端約100mm處，連結一構件，與主桿連結處倒圓角。5.機構整體解析省力，易操作。將原動力加于機械爪和圓環連結處，這樣安裝源動力可以減少使用時操作者盡量少的握停手柄，當有蘋果需要采摘時再將手柄握住，這樣不只省力并且易于操作。使得機械爪向來是張開的。b.高空作業，無需重復。在采摘蘋果時，可以給圓環底部安裝一個直徑為110mm，長依據實質需要確立的蘋果輸送管。（帆布制管子最好）此機構可以大大減少采摘高空蘋果的危險性，提高了蘋果采摘的效率，有效的解決了大型果園高空蘋果沒法采摘（危險系數大，采摘成本高）的問題。-5叮叮小文庫四。設計總結1從設計蘋果采摘簡單機械手的過程中，我漸漸意會到了運用Pore這個軟件來設計產品的適用性，它的功能特別興旺，在此后的學習中我們還要連續其實不停深入的學習這個軟件。固然在繪圖的過程中我自己運用軟件不嫻熟和不會的，也有需要同學幫忙，但我真實的理解了項目設計的真實意義。我設計的運動構件是我自己的想法，全部的尺寸和角度都是依據生活實質需要按相應比率來確立的。在設計的過程中有好多不足，希望老師予以指導。4.果蔬收獲是一個季節性強的勞動密集型