一种三爪气动无损采摘机械手

摘要

本方案针对果实中占比较高的球形及类球形果实，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。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。分析国内外采摘机器人的研究内容，完成了对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V4.0STEP 7MicroWIN SP9软件编写程序，对控制系统完成了设计。