采摘机械手

摘要： 研究了一种基于Wi-Fi视频回传定位的电动手动模块化采摘机械手,利用手机app监测装置实时传输视频信息到显示屏,协助采摘者检查果子是否合格、定位是否可靠;通过控制主电机带动丝杠的运动角度,调节双向伸缩杆的长度适应采摘高度,并触发舵机完成剪切动作。该机械手使用方便、动作灵敏、采摘效率高,具有优良的经济性。另外,在有助于降低采摘工作危险程度的同时,还能增加采摘乐趣。

摘要： 通过对采摘机械手进行运动学分析,针对采摘机器人运动控制难度大这一问题,设计了基于DSP的三自由度采摘机械手控制系统,并从硬件和软件等方面搭建了系统平台。MatLab仿真结果表明:采摘机械手在控制系统的驱动控制下,可以准确从起点运动到终点,且轨迹比较圆滑,可以到达预期目标,满足采摘机器人作业需求,证实了该方法的可行性。

摘要： 对库尔勒香梨的几何物理参数和采摘挤压因素进行分析,可以为香梨采摘机器人的机械手设计提供理论依据。统计分析160个成熟期库尔勒香梨的几何物理参数,采用单因素加卸载试验研究机械手采摘过程中抓握挤压因素对力学指标的影响。物理参数研究结果表明:香梨果实平均质量为122.34 g,纵径大于横径,纵横比均值约为1.22,与硅胶材料之间的静摩擦因数均值为1.13,动摩擦因数为1.10,抓取力约为0.53~35N。加卸载试验结果表明:各力学指标和压缩量线性相关,压缩量小于3.5mm能保证香梨果体所受的挤压损伤更小;加载速率为60 mm/min时,峰值力、滞后损失最小,进而果体损伤程度最小;赤道部位比中部和尾端受到的损伤程度更大,抗压能力更弱;接触材料硅胶比不锈钢和塑料能更好地吸收压缩过程中产生的能量,为果实提供保护作用。

摘要： 针对名优茶机械化采摘难的问题,根据茶叶采摘农艺要求和手工采摘动作的分析,设计了一种手持式名优茶嫩梢采摘机械手,模拟人手指夹住茶叶并通过提拉进行采摘。通过采摘机械手的运动分析,得到了影响采摘效率的因素磁钢距离、主动手指角速度和主动手指转角的参数变动范围。采用Box-Behnken响应面分析方法,研究影响因素对采摘成功率的交互影响,以采摘成功率为响应值建立二次回归模型,各因素对采摘成功率的影响显著性主次排序为:主动手指角速度、磁钢距离、主动手指转角;运用Design-Expert 11.0软件的优化模块,以采摘成功率为优化目标对各因素进行优化,得到优化参数为:磁钢距离40.04 mm、主动手指转角153.0°、主动手指角速度3.38 rad/s。以优化后的参数进行采摘试验,结果表明采摘成功率为74.3%,3次采摘平均速度为25.2个/min,试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。

摘要： 科学技术的发展使得现代农业的生产方式发生了巨大的改变,特别是采摘机器人的应用,在农业生产中的采摘环节,有效使用智能化机器人代替了人工采摘,不仅生产效率大幅度提升,同时也明显降低了人工工作量,真正将人解放出来,使农业生产力水平得到大幅度提高。本文对基于PLC的采摘机械手电气自动化技术进行深入研究,结合当前我国采摘机械手电气自动化技术的实际发展情况,提出科学合理的建议,为了进一步优化采摘机械手电气自动化技术水平,提高采摘机械手的智能化和自动化控制水平,提供可靠的参考意见。

摘要： 机械手的运动空间有限且相对固定,通过增设移动平台的移动机械手可弥补该不足.以履带式移动机械手为研究对象,对移动平台进行建模;推导出履带式移动机械手的运动学方程,针对移动平台和机械手分别设计了自适应模糊控制和RBF神经网络控制,利用MATLAB进行数字化仿真,并对实验数据进行分析,验证所提出算法的可行性.为农业机械工程化提供依据,也为履带移动机械手的协调控制奠定基础.

摘要： 为了解决茶叶嫩梢的选择性采摘问题,以茶叶嫩梢的物理学特性为设计依据,设计了一种可夹提式采摘茶叶嫩梢的末端执行器,运用MATLAB软件的GUI模块及SolidWorks软件对采摘末端执行器的结构参数进行优选分析,并获得最佳组合参数,通过运动学仿真分析可行且满足夹持力要求;采摘末端执行器模型在茶园进行采摘试验,结果表明,一芽一叶的漏采率为2.8％、采摘完整率为91％;一芽两叶的漏采率<3％、采摘完整率为94％,试验结果验证该采摘末端的结构设计及其参数切实可行,为茶叶嫩梢的选择性采摘提供理论依据,并为后续茶叶嫩梢采摘机的研发提供技术支撑.

摘要： 针对人工采摘水果劳动强度大、效率低、作业成本高等问题,设计水果采收运一体化装置.应用Solidworks软件对机车本体和关键部件,包括采摘机构、收集机构和输送机构等进行三维建模和设计计算,最终完成系统集成.研究表明,该装置能进行有效的果实采摘作业,降低人工成本,具有一定的适用性和推广性.

摘要： 为了提高采摘机械手电气控制系统的控制效率,基于PLC控制器,结合计算机图像处理技术,提出了一种基于粒子群的控制系统优化算法.通过对待采摘果实图像的识别和定位,利用粒子群算法规划出最佳的采摘顺序,缩短采摘机械手的末端移动距离,提高作业效率.为了验证该方案的可行性,以真实的青椒采摘生长环境为图像采集的对象,对采用和不采用粒子群算法时机械手移动末端的距离和采摘精度进行了测试.结果 表明:采用粒子群算法可以有效性地提高果实采摘的定位识别精度,缩短了移动距离,对于提高作业效率具有明显的作用.

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.

摘要： 基于双目立体视觉建立了荔枝采摘机械手视觉定位系统.对成熟荔枝的颜色特征进行分析,选取YCbCr颜色模型进行处理,利用otsu算法结合模糊C均值聚类法(FCM)对荔枝果实和果梗进行了分割,实验结果表明:有效识别果实和果梗的正确率为94.2％.通过计算果实“质心”与果梗的距离最大值确定荔枝采摘点,利用基于色调空间的彩色图像匹配法和极限约束法进行果梗采摘点的立体匹配,实现了采摘点的空间定位.通过对定位误差的分析,采用直线插值法进行定位误差补偿,定位实验结果表明:定位的深度值误差小于10mm,能满足荔枝机械手视觉精确定位的要求.

摘要： 在产品虚拟设计与仿真系统的开发中，实体建模属性的统一规范和标准定义十分必要。第一，首次提出和制定用于虚拟产品建模与仿真的命名规则标准，为虚拟机械产品设计提供参考。第二，构建系统体系结构；第三，建立机械手机构设计模块，包括参数化设计和知识重用；第四，构建知识库；第五，已知机械手视觉获取目标的三维坐标，用软件实现反求机械手运动及其算法，实现其三维仿真；最后，开发了水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统，通过三维仿真和实验样机对关键技术进行了验证。

摘要： 为了对番茄采摘机械手的避障控制进行研究,必须首先对机械手的运动学进行建摸与分析.本文根据D-H描述建立了番茄采摘机械手的运动学数学模型,然后在MATLAB 7/Robotics Toolbox语言对机械手的运动学进行了仿真,仿真所得到的结果对于路径规划、轨迹规划、避障控制等方面的研究具有重要的参考价值.

摘要： 番茄的力学特性是设计番茄收获机器人采摘机械手末端执行器重要的理论依据之一。本文利用TA-XT2i质地分析仪对成熟番茄进行力学特性的实验，介绍了测定番茄在压缩实验过程中的力－变形曲线的方法步骤。在对十组番茄进行穿刺实验后，得到了番茄承受的最大载荷与番茄的纵轴直径之间关系，成熟番茄破裂的平均受压力在10N左右，得到番茄皮的破环强度平均值为5.2252×105Pa，对成熟番茄的力学特性研究可以指导末端执行器的设计。

摘要： 本发明涉及一种用于驱动机械手的方法，所述机械手包括具有至少两个联接元件的元件链，其中第一联接元件在第二旋转轴上旋转铰接地与受驱动可以绕第一旋转轴转动的曲柄元件相连，第二联接元件在第三旋转轴上旋转铰接地连接到所述第一联接元件，其中在所述第二旋转轴上设置有用于所述第一联接元件的驱动装置，所述第二联接元件在其与所述第一联接元件相对的末端区域具有执行器旋转支点，其中所述方法如此设计：如此驱动所述曲柄元件和所述第一联接元件：所述执行器旋转支点在所述曲柄元件旋转期间按照确定的角度范围停留在静止位置上。根据本发明规定：为了缩短所述执行器旋转支点在所属静止位置上的停留时间，借助在所述第二旋转轴上的驱动装置在所述第一联接元件上施加转矩，所述转矩在期望的停留时间的时期内最大为所述转矩的5%，而这对于在缩短的停留时间情况下实现所述执行器旋转支点的停留而言是必需的。本发明还涉及一种用于执行该方法的机械手。

摘要： 本发明涉及农业机械设备领域，公开了一种果蔬采摘机械手、采摘机器人及其采摘方法，该果蔬采摘机械手包括：抓持部，抓持部具有用于抓持果蔬外表面的抓持面；分离部，分离部具有用于切割果蔬的果柄的切割刀具；定位部，定位部用于采集果蔬的位置信息，并通讯连接抓持部与分离部；本发明在对果蔬进行采摘时，可有效减小采摘过程中的干扰和扰动，确保了对果蔬定位的准确性，提高了采摘的质量和成功率，尤其适用于对黄瓜、丝瓜、串番茄等果柄强度高、无明显离层的果蔬的采摘。

摘要： 本发明公开了一种果蔬采摘机械手，包括机械手本体，所述机械手本体包括机械手外壳、四个机械爪和两个辊筒；本发明还公开了一种采摘机器人，包括机器人底座及如权利要求至任一所述的果蔬采摘机械手；本发明还公开了一种采摘机器人采摘方法，S1、获取并确定需要进行采摘果蔬的位置，电机带动机械手外壳转动一定的角度，电动推杆推动机械手外壳上下运动。本发明通过设置弹性气囊、机械手外壳和磁流变液等结构，使推板共同对果蔬的枝干进行固定，方便采摘，磁体吸引该电磁铁和对应的机械爪顺时针转动，机械爪上的切割刀对果蔬的枝干进行切割，随后辊筒表面的刷毛对果蔬表面进行刷洗，果蔬清洗完后在直板上滚动，从而快速的进行分类。

摘要： 本发明公开了一种果蔬采摘机械手，包括机械手本体，所述机械手本体包括机械手外壳、四个机械爪和两个辊筒；本发明还公开了一种采摘机器人，包括机器人底座及如权利要求至任一所述的果蔬采摘机械手；本发明还公开了一种采摘机器人采摘方法，S1、获取并确定需要进行采摘果蔬的位置，电机带动机械手外壳转动一定的角度，电动推杆推动机械手外壳上下运动。本发明通过设置弹性气囊、机械手外壳和磁流变液等结构，使推板共同对果蔬的枝干进行固定，方便采摘，磁体吸引该电磁铁和对应的机械爪顺时针转动，机械爪上的切割刀对果蔬的枝干进行切割，随后辊筒表面的刷毛对果蔬表面进行刷洗，果蔬清洗完后在直板上滚动，从而快速的进行分类。

摘要： 本发明涉及农业机械设备领域，公开了一种果蔬采摘机械手、采摘机器人及其采摘方法，该果蔬采摘机械手包括：抓持部，抓持部具有用于抓持果蔬外表面的抓持面；分离部，分离部具有用于切割果蔬的果柄的切割刀具；定位部，定位部用于采集果蔬的位置信息，并通讯连接抓持部与分离部；本发明在对果蔬进行采摘时，可有效减小采摘过程中的干扰和扰动，确保了对果蔬定位的准确性，提高了采摘的质量和成功率，尤其适用于对黄瓜、丝瓜、串番茄等果柄强度高、无明显离层的果蔬的采摘。

摘要： 本发明属于采摘机械手领域，具体公开一种圣女果采摘方法及圣女果采摘机械手，其中的采摘方法包括以下步骤：（1）获取待采摘的果实串图像；（2）控制识别系统对待采摘的果实串图像进行分析识别，分割出主干蔓藤；（3）提取主干蔓藤最上方的圣女果果实的位置，得出采摘机械手的初始切割位置；（4）采摘机械手的末端执行器移动至所述初始切割位置处，末端执行器上的切刀闭合，对所述主干蔓藤进行夹持；（5）采摘机械手的末端执行器沿着主干蔓藤的延伸方向，从上往下运动，对主干蔓藤两侧的圣女果果实的果梗进行切割，完成圣女果果实的采摘。本发明基于圣女果果实的生长特点进行采摘，有利于提高采摘效率高。

摘要： 本发明公开了一种可剪切果柄的苹果采摘机械手及其苹果采摘方法。本发明包括三指夹持机构和果柄剪切机构；采摘时，夹持机构的三个手指合拢夹持住苹果，果柄剪切机构的两个电机等速反向转动，使球面刀片一和球面刀片二反向转动合拢，切断苹果果柄，苹果被采摘；然后，两个电机驱动两个刀片复位，三个手指张开，苹果被收集。本发明中果柄剪切机构中的刀片是圆弧形的，能更大范围的剪切果柄，在任何苹果姿态下均可实现快速剪切苹果果柄，且果柄较粗难以剪断时，两个刀片还能夹持住果柄，通过机械臂旋转扯断果柄，实现带果柄苹果的采摘。因此，本发明能较好地采摘带果柄的苹果，避免果柄的脱落影响果实的储藏。

摘要： 本发明公开了一种低损仿生双孢菇采摘机械手，属于农业工程技术领域，解决现有技术对种植密度大的双孢菇采摘困难以及采摘成功率低的问题。本发明包括：驱动步进电机、安装座、驱动外齿轮、弧形轨道、限位平垫、盖板、拉压传感器、L形连接板、负压发生器和吸盘；所述安装座后侧固定安装有所述驱动步进电机，所述驱动步进电机输出轴轴端安装有所述驱动外齿轮，所述弧形轨道安装在所述安装座的限位平面上，所述弧形轨道下端固定安装有所述拉压传感器，所述拉压传感器下端与所述L形连接板固定连接，所述L形连接板后方安装有所述负压发生器，所述负压发生器下端安装有吸盘。本发明适用于对丛生、密度较高的蘑菇进行采摘。

摘要： 本发明公开一种采摘机械手及采摘机器人，采摘机械手适用于采摘机器人，包括主架结构、电机模块、套取采摘结构及收集结构；主架结构的一端连接采摘机器人主体，另一端固定电机模块，电机模块的输出轴连接所述套取采摘结构及收集结构，套取采摘结构的下方设置收集结构。套取采摘结构环状结构且具有凸起部。本发明的采摘机械手的套取采摘结构移动到待采摘物附近并且将待采摘物套入，由于套取采摘结构的凸起部设计，能使得杆或者茎进入凸起部内，移动结构向后移动，套取采摘结构将待采摘物的杆或者茎割断，进而掉入下方的收集结构内，电机模块带动收集结构进行转动，将收集结构内的待采摘物倾倒至其他收集装置内，实现了对待采摘物的采摘。

摘要： 本实用新型公开了一种苹果采摘机械手及苹果采摘机械设备。苹果采摘机械手包括：手抓组件、支撑组件、步进电机、丝杠和底座，所述手抓组件包括多个夹爪，所述夹爪的内表面设置有软橡胶，所述支撑组件包括多根连接杆、多根支撑杆、多个连接臂、安装座和丝母，所述支撑杆的一端固定在所述底座上，所述支撑杆的另一端部铰接有所述夹爪，所述安装座固定在多根所述支撑杆之间，所述连接臂固定在所述丝母上并绕所述丝母的轴线分布，所述连接杆铰接在对应的所述连接臂和所述夹爪之间，所述步进电机固定在所述安装座上，所述步进电机的转轴与所述丝杠连接，所述丝杠螺纹连接在所述丝母中。实现在不易损伤果实和树枝的同时，采摘果实采摘，节约人力，提高效率。