苹果采摘简易机械手(仅供参考)
智能伸缩式水果采摘机械手
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制成功的。它能够自动识别葡萄柚的成熟度和位置，自动采摘， 并且可以根据不同品种的葡萄柚进行调整。
随着果园机械技术的进一步融合，我国近些年也陆续研制 出了很多新型的采摘器，如 2007 年研制出了第 一台多功能果园 作业机即 LG—l 型多功能果园作业机，2009 年研制出了适宜单 人操作使用的 枸杞采摘机和 2010 年研制出了 4YS-24 型红枣收 获机等。而我国南方水果种植园大部分处于丘陵山仄地带，受限 于坡地地形，合适的采摘机械很少，基本还是靠人工采摘。在国 内，水 果采摘机器人的研究刚刚起步，东北林业大学、上海交 通大学、江苏大学、浙江大学、南京 农业大学、中国农业大学、 华南农业大学等单位从机械手、末端执行器、行走装置等不同方 面积极介入采摘机器人的研究和研制。通过跟踪国外先进技术， 在机器人采摘领域内取得了 初步的成果。但是目前都处于实验 阶段，投入农业生产实际仍需时日。本产品利用机械手对水果 进行采摘，取代了人工采摘水果。水果采摘机械由 STM32 为核 心的智能识别控制装置控制，多种传感器对水果进行智能识别 后，通过水果抓取装置摘取水果。整套设备避免了机器盲目采摘 未成熟的水果，将机械化系统与智能识别结合，实现了对水果的 半自动抓取，水果成熟度的检测，在一定程度上提高水果采摘效 率、降低劳动强度 和采摘成本，又保证了保障水果成品质量。
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杆电机的收缩来完成对苹果的拉拽。
图 5 控制原理图 （5）回 收 装 置 包 括 推 手 和 回 收 网，推 手 由 舵 机 与 小 推 手 组 成，当苹果从树上摘下后，机械手缓慢松开，并保持一定的加持 力，舵机由 stm32 芯片控制，舵机盘开始旋转，带动小推手推苹 果，苹果顺着曲面滚动，最终将苹果推入回收网内，回收网为弹 性材料，苹果在下降过程中受其弹力影响，匀速下降，回收网末 端为缓冲棉，防止苹果表面损伤，最终苹果进入水果车。
基于自动化的苹果采摘机器人
基于自动化的苹果采摘机器人一、引言近年来，随着科技的快速发展，自动化技术在农业领域得到了广泛应用。
为了提高农业生产效率和减轻劳动力成本，我们提出了一种基于自动化的苹果采摘机器人。
该机器人利用先进的机械臂和视觉识别技术，能够准确、高效地采摘苹果，极大地提高了采摘效率和质量。
二、机器人设计1. 机械臂设计我们的机器人采用了多关节机械臂设计，具备灵活性和准确性。
机械臂由多个关节组成，每个关节都可以独立运动，以适应不同位置和角度的苹果。
机械臂采用高精度的传感器和伺服电机，能够实现精确的运动控制。
2. 视觉识别系统为了准确地识别和定位苹果，我们的机器人配备了先进的视觉识别系统。
该系统通过摄像头捕捉苹果的图像，并利用图像处理算法进行识别和定位。
通过比对苹果的形状、颜色和纹理等特征，机器人能够准确地判断苹果的成熟度和位置。
3. 采摘装置机器人的采摘装置由机械爪和采摘工具组成。
机械爪采用柔性材料制成，能够轻松抓取苹果并保持其完整性。
采摘工具则根据苹果的成熟度和位置进行调整，以确保采摘的准确性和高效性。
三、工作流程1. 苹果识别机器人首先利用视觉识别系统对苹果进行识别和定位。
通过分析图像特征，机器人能够判断苹果的成熟度和位置。
2. 机械臂运动根据苹果的位置，机器人的机械臂进行相应的运动。
机械臂的关节根据预先设定的路径进行调整，以准确地抓取苹果。
3. 采摘苹果一旦机械臂抓取到苹果，机器人的采摘装置会轻轻地将苹果摘下。
机械爪的柔性材料确保苹果不会受到损坏。
4. 收集苹果机器人将采摘下来的苹果放入一个容器中，以便后续处理和包装。
四、优势和应用1. 提高采摘效率和质量基于自动化的苹果采摘机器人能够准确、高效地采摘苹果，大大提高了采摘效率和质量。
相比传统的人工采摘方式，机器人能够快速地识别和采摘苹果，减少了人力资源的浪费和人为错误的发生。
2. 减少劳动力成本采摘苹果是一项繁重且耗时的工作，需要大量的人力投入。
而基于自动化的苹果采摘机器人可以代替人工完成采摘任务，从而减少了劳动力成本。
苹果采摘机械手的设计与实现
·117·科技纵横农业开发与装备 2020年第11期苹果采摘机械手的设计与实现杨栋皓，蒋爱德*（河南牧业经济学院，河南郑州 450000）摘要：苹果种植是农业经济中不可或缺的一部分，主要针对苹果采摘过程中人工采摘劳动强度大、果树高处采摘不方便的现状，研究苹果采摘作业环境以及苹果自身物理特性，模仿人工采摘动作，采用仿生学原理，设计了一种单连杆支撑的苹果采摘机械手，方便人们采摘的同时，为智能化苹果采摘设备的研究发展奠定了基础。
关键词：苹果采摘；机械手；仿生学0 引言作为世界上最大的苹果生产国和消费国，2019年，我国苹果种植面积在233.33万hm 2上下，总产量超过4 000万t，我国苹果产业的发展潜力是巨大的，但在苹果生产过程中，机械化程度并不高，大部分还需要人工采摘，苹果采摘的劳动成本占总成本50%以上[1]。
面对我国人口日益老龄化，从事农业劳动人口日益减少的问题，传统苹果的采摘方式日益满足不了苹果种植业的需求，在农业科学技术与机械设备大力发展的背景下，苹果采摘过程机械化与自动化已成为必然趋势。
苹果采摘设备的研究在上世纪80年代就已经开始，并由法国的一家研究所成功制造，紧接着日本、美国、韩国能发达国家也研制出不同类型的苹果采摘设备，如日本的二指夹持采摘机械手，采摘速度高，但采摘质量一般；美国的七自由度采摘机器人，尽管很灵活，但控制难度较高；韩国庆北大学研制的四自由度机械手臂带动的三指夹持机构，工作范围大，但结构复杂，避障能力不足。
我国的苹果采摘设备研究起步晚但发展快，也出现了多自由度、柔性手指、气囊夹持等的创新结构[2]。
当前我国的苹果采摘设备研究已取得一定成果，但仍存在着制造成本高、通用性差、采摘成功率低等问题，使其难以推广。
本文设计的苹果采摘机械手作为一种苹果采摘辅助设备，结构简单可靠、成本低、操作灵活，且能够大大减少苹果采摘时间，苹果采摘机械手在现阶段对我国农业机械化发展有着推动作用，对实现乡村振兴也有着重要的现实意义。
毕业设计采摘机械手
设计一个采摘机械手作为毕业设计是一个有趣和有挑战的项目。
以下是一个简要的设计方案：
1. 目标与需求分析：
-目标：设计一个能够自动采摘果实的机械手，提高采摘效率和减轻劳动强度。
-需求：机械手应具备准确的定位能力、稳定的抓取力度，并适应不同类型的果实。
2. 机械结构设计：
-手臂结构：选择合适的关节设计，使机械手具备较大的工作范围和灵活性。
-抓取器设计：根据果实的形状和大小，设计合适的抓取器，如夹爪、吸盘或夹子等，以确保稳定和安全地抓取果实。
3. 控制系统设计：
-定位系统：使用视觉传感器或激光测距仪等装置，实时识别果实的位置和姿态，并将数据传输给控制系统。
-运动控制：根据定位系统提供的数据，通过电动驱动或气动驱动等方式，控制机械手的运动，实现精确定位和抓取。
4. 自动化控制设计：
-控制算法：设计合适的算法，用于判断果实的成熟度、确定最佳采摘时机，并控制机械手的动作。
-用户界面：设计一个友好的用户界面，方便操作员监控和调整机械手的工作参数。
5. 安全性与可靠性设计：
-安全保护：考虑在机械手上安装传感器，如碰撞传感器或力传感器，以避免对果实和操作人员造成损害。
-可靠性测试：进行系统测试和验证，确保机械手在连续工作中的稳定性和可靠性。
6. 性能评估与改进：
-进行实地测试和评估机械手的采摘效率、准确性和稳定性。
-根据实际使用情况，收集反馈意见并进行改进，优化机械手的设计和性能。
以上是一个初步的设计方案，具体实施过程中需要根据自身的条件和资源对细节进行调整和完善。
另外，为确保设计的可行性和安全性，建议与导师和相关专业人士进行深入讨论和指导。
机械手在苹果采摘中的应用设计
机械手在苹果采摘中的应用设计摘要在设计初期，需要进行深入的市场调研，考察市场现状、产品水平以及应用前景。
此外，还需要实地调查市场中现有的苹果采摘机械手，评估其性能和结构，为后续的设计和研发工作打下坚实的基础。
这款采摘机械手由电动机控制，具备剪断树枝和抓拽树枝的功能，并能根据实际情况自动调整与目标的距离。
接下来，我们对主要零部件进行强度校验，以确保设计的可行性和可靠性。
最后，面向大规模生产，我们利用CAD绘图软件制作了该产品的零件图纸和装配图纸，以完成整个设计过程。
关键词：苹果，手持式，机械手，电机驱动，强度校核第一章引言1.1课题研究背景及来源随着经济的发展和社会的发展，人民的物质生活质量和对健康的要求也随之提升，以水果为主要的健康食物已经成为当前我国食物的主要组成部分。
近年来，果树的发展逐渐成了很多农户的第二个主要的选择，因此，我国的果树面积和各种品种的果实数量都出现了明显的增加，因此，果树生产也逐渐繁荣起来。
特别是1978年以来，随着中国农村经济的快速发展，中国的果品生产从一九九七年跃居全球首位。
而苹果的发展也让人欢欣鼓舞，在2012，苹果种植的土地面积达23万亩，年产苹果380万吨，占据了世界上一半的苹果，几乎占据了世界上苹果的一半，也就意味着中国将会是世界上最大的苹果生产、出口和消费市场。
目前，中国的苹果生产区域分布在渤海地区，黄土高原地区，黄河古道地区，西南冷凉高原地区。
1.2国内外研究进展日本冈山大学于一九九三年开发出番茄采集机械手，追随美国的步伐。
在1-1中可以看到。
与美国的第一款相比，这款采集机械手使用了一个七个自由度的更加精密的机械手臂。
这种采集机械手使用了 CCD相机，能够精确地感知到果实的成熟期，并且能够根据眼睛的角度来精确地确定果子的位置，并根据果子的大小来确定果子的大小，最后用手指将果子的尖端给固定住，再用手腕将其扭下来。
该采集机械手从认出到采集只需要15秒钟，成功率为75%。
基于自动化的苹果采摘机器人
基于自动化的苹果采摘机器人一、引言自动化技术在农业领域的应用日益普及，为了提高苹果采摘的效率和质量，基于自动化的苹果采摘机器人应运而生。
本文将详细介绍基于自动化的苹果采摘机器人的设计和功能，并分析其在实际应用中的优势和潜在问题。
二、设计概述1. 机器人结构基于自动化的苹果采摘机器人采用轮式移动结构，配备机械臂和图像识别系统。
机器人的主体由高强度材料制成，具有良好的耐用性和稳定性。
2. 机械臂设计机械臂由多个关节组成，具备灵活的运动能力。
每个关节都配备有高精度的电机和传感器，以实现精准的苹果采摘操作。
机械臂末端配备夹持装置，能够稳定地夹取苹果。
3. 图像识别系统机器人配备先进的图像识别系统，能够准确地识别苹果的位置和成熟度。
通过图像处理算法，机器人可以判断苹果的大小、颜色和瑕疵情况，从而实现智能化的采摘。
三、功能特点1. 自动定位和导航机器人配备定位和导航系统，能够自动识别果园中苹果的位置，并规划最优路径进行采摘。
通过激光雷达和摄像头等传感器，机器人能够避开障碍物，确保安全稳定地移动。
2. 精准采摘机器人的机械臂具备高精度的运动控制能力，能够准确地夹取苹果。
通过图像识别系统的辅助，机器人能够判断苹果的成熟度和质量，避免采摘未成熟或有瑕疵的苹果。
3. 高效作业相比传统的人工采摘，基于自动化的苹果采摘机器人能够实现连续、高效的作业。
机器人不受时间和疲劳的限制，可以持续工作，提高采摘效率和产量。
4. 数据记录和分析机器人配备数据记录和分析系统，能够实时记录采摘过程中的数据，如采摘时间、产量和质量等。
这些数据可以用于农场管理者的决策参考，优化果园的管理和生产。
四、优势和潜在问题1. 优势基于自动化的苹果采摘机器人相比传统的人工采摘具有以下优势：- 提高采摘效率和产量，减少人力成本；- 精准采摘，避免损坏和浪费；- 可持续作业，不受时间和疲劳的限制；- 数据记录和分析，为果园管理提供决策依据。
2. 潜在问题基于自动化的苹果采摘机器人在实际应用中可能面临以下问题：- 对果园环境和苹果的适应性有限，可能需要进行定制化设计；- 机器人的成本较高，可能需要较长时间才能回收投资；- 对于果园中生长较低的苹果，机器人可能不易操作。
基于自动化的苹果采摘机器人
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得到了广泛应用。
其中，基于自动化的苹果采摘机器人成为了农业生产中的重要工具。
本文将介绍基于自动化的苹果采摘机器人的原理、优势、应用范围以及未来发展方向。
一、原理1.1 机器视觉技术：苹果采摘机器人通过搭载摄像头和传感器，利用机器视觉技术来识别成熟的苹果。
1.2 机械臂设计：机器人配备灵活的机械臂，能够准确地定位并采摘苹果。
1.3 自动导航系统：机器人通过自动导航系统，能够在果园中自主行走，找到目标苹果并进行采摘。
二、优势2.1 提高效率：苹果采摘机器人能够24小时不间断工作，大大提高了采摘效率。
2.2 降低成本：相比传统人工采摘，机器人的成本更低，且能够减少人力成本。
2.3 减少损耗：机器人采摘的动作准确、稳定，能够减少苹果在采摘过程中的损耗。
三、应用范围3.1 大型果园：苹果采摘机器人适用于大型果园，能够快速、高效地完成采摘任务。
3.2 高山果园：机器人能够替代人工进行高山果园中的苹果采摘，减少了人员的危险性。
3.3 夜间采摘：机器人具备夜间工作的能力，能够在夜间采摘苹果，提高了果园的产量。
四、未来发展方向4.1 智能化：未来的苹果采摘机器人将更加智能化，能够学习和适应不同果园的环境。
4.2 多功能化：机器人将具备更多功能，如病虫害检测、果园巡视等，提高果园管理的效率。
4.3 网络化：机器人将与互联网相连，实现远程监控和操作，提高果园管理的便利性。
结论：基于自动化的苹果采摘机器人在农业生产中发挥着重要作用，其原理、优势、应用范围和未来发展方向都表明了其巨大潜力和广阔前景。
随着科技的不断进步，相信苹果采摘机器人将在未来的农业生产中发挥越来越重要的作用。
基于自动化的苹果采摘机器人
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，自动化技术在各个领域都得到了广泛应用，其中农业领域也不例外。
近年来，基于自动化的苹果采摘机器人成为了农业机械化的重要组成部份。
本文将介绍基于自动化的苹果采摘机器人的工作原理、优势和应用前景。
一、工作原理：1.1 传感器技术：苹果采摘机器人通过搭载各种传感器，如视觉传感器、力触传感器和激光传感器等，实时获取苹果的位置、大小和成熟度等信息。
1.2 机器视觉技术：利用机器学习和图象处理算法，苹果采摘机器人可以识别苹果的外观特征，判断苹果是否成熟，并确定最佳采摘时机。
1.3 机械臂控制技术：机器人通过精确控制机械臂的运动，将机械爪准确地定位到苹果上，并进行采摘操作。
二、优势：2.1 提高采摘效率：苹果采摘机器人可以实现24小时连续工作，不受天候和季节的限制，大大提高了采摘效率。
2.2 减少人力成本：传统的苹果采摘需要大量的人力投入，而采摘机器人可以取代大部份人工劳动，降低了人力成本。
2.3 提高采摘质量：机器人采摘过程中可以根据苹果的成熟度和大小进行智能选择，确保采摘质量的一致性和稳定性。
三、应用前景：3.1 农业生产：基于自动化的苹果采摘机器人可以广泛应用于苹果种植基地，提高苹果的产量和质量。
3.2 劳动力短缺地区：在一些劳动力短缺的地区，苹果采摘机器人可以填补人力空缺，保证苹果的采摘工作能够顺利进行。
3.3 科研和教育：苹果采摘机器人的研发和应用也为相关领域的科研和教育提供了新的机会和平台。
四、发展趋势：4.1 智能化：未来的苹果采摘机器人将更加智能化，能够通过学习和适应不同的环境和苹果品种，提高采摘效率和质量。
4.2 多功能化：苹果采摘机器人不仅可以采摘苹果，还可以进行其他农业工作，如浇水、施肥等，实现多功能化。
4.3 网络化：苹果采摘机器人可以通过网络进行远程监控和控制，实现远程操作和管理。
五、挑战与展望：5.1 技术挑战：苹果采摘机器人的研发还面临着一些技术挑战，如机器视觉算法的精确性和机械臂的灵便性等。
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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
知识类别#
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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。在
这种复杂多变的环境条件中,机器人必须具有智能化的传感、规划和控制能力,要有很
强的自适应能力。
(2)作业对象的个体差异和随机分布性 果蔬收获机器人的首要任务是识别和
定位水果,而果实有的可能单个生长,有的则是一簇一簇的,形状、尺寸、颜色、成熟
度也都不一样,而且果实总是随机分布在田地、藤蔓或树枝上,有的可能被茎杆和叶子
遮挡,还要遇到不同的自然条件,如刮风可能导致果实摇动而不断改变其位置,并且果
树和藤蔓的形状大小也往往不一样,从而使得机器人检测和接近果实变得异常困难。
(3)作业对象的柔软、易损性 水果等作物一般都比较娇嫩、柔软,收获时很容易
遭受机械损伤,因此必须小心处理.这需要从机器人结构、传感器、控制系统等方面加
以协调和控制。
(4)收获机器人成本方面的特殊性 农业机器人要想成功地应用,其成本必须低
于同样结构的工业机器人,因为农业的利润往往很小,设备也只能季节性地使用。此外,
农民一般不具备太多的专业知识.因此,收获机器人必须结构简单、操作性好、可靠性
高,并且价格合理。
2采摘机器人的制造成本高、应用推广难
果蔬采摘机器人的采摘对象具有多样性,工作时间具有季节性,设备利用率低,操
作对象大部分为农民,这就要求其要具有良好的通用性、可编程性、高可靠性和操作
简单性。另外采摘机器人的使用和维护都需要相当高的技术水平和费用。只有当其
使用成本低于人工收获成本时,采摘机器人才会真正被普及。因此,成本问题将成为制
约采摘机器人市场化的瓶颈问题。
3解决对策
每一个事物的发展都是一个遇到问题解决问题的过程。为了很好的解决以上问
题,解除限制采摘机器人发展的因素,可以从以下几个方面加强探索与研究:
(1)研究出一种高可靠性、高精度的视觉系统技术,可以使所有成熟果实都能够识
别出来并能精确地对其定位。这就需要在三维立体视觉技术、视觉传感器技术、图
像获取和处理等方面进行更深入的研究。
(2)可以研究适合采摘机器人工作的果蔬栽培模式,通过降低作物生长环境的非
结构化和复杂性,便于采摘机器人的视觉定位和移动。