三爪气动无损采摘机械手设计

摘要

在农业生产作业中,人工采摘成本日益提高,而机器人采摘造成的果实损伤率又较高,因此对采摘机器人末端执行器便提出了无损采摘这一要求.针对果实中占比较高的球形及类球形果实,本设计将采摘机械手能够最终完成吸附果实、拉直果梗、夹持果实、扭断果梗的一体化采摘与卸果动作为设计目标,对机械手的末端执行器展开了设计.分析国内外采摘机器人的研究内容,完成了三爪采摘机械手结构的设计,使其具有夹持稳定、通用性强的特点.分析材料性能,结合工作情况,对本设计的主要零部件进行设计计算,完成选型工作.考虑机械手的动作要求,完成了对无损采摘气动系统的设计.根据果实采摘过程的控制流程,运用压力传感器,使机械手形成力的闭环反馈,实现无损采摘这一要求.设计使用西门子公司的S7-200系列PLC,利用V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9软件编写程序,对控制系统完成了设计.