果實采摘機械手的創(chuàng)新設(shè)計-圖文

２００９年７月農(nóng)機化研究第７期果實采摘機械手的創(chuàng)新設(shè)計金旭星（無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械系。江蘇無錫２１４１２１）摘要：果實采摘機械手是一種新型、實用的機械手，是一種為解決人們采摘高處果實難而創(chuàng)新設(shè)計的工具。為此，對果實采摘機械手進行了創(chuàng)新設(shè)計。該機械手結(jié)構(gòu)輕巧，操作靈便；采用齒形剪．定位精度高；能進行自動分級采摘，避免了二次分揀；果實大小的界限、采摘高度范圍均可自行調(diào)節(jié)，多方得益，市場前景廣闊。關(guān)鍵詞：果實；采摘機械手；創(chuàng)新設(shè)計中圖分類號：ＴＰ２４１．３；ＴＨｌ２文獻標(biāo)識碼：Ａ文章編號：１００３－１８８Ｘ（２００９）０７－０１３９—０３０引言我國是多類型水果生產(chǎn)大國，但浪費嚴(yán)重，除貯點比較，如表１所示。表１功能原理及特點Ｔａｂ．１Ｆｕｎｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ藏、運輸?shù)纫蛩赝?，缺乏有效的采摘器械而造成的采摘效率低下也是一個重要原因。目前，各國政府為增強地方經(jīng)濟，正相繼開發(fā)大量旅游投資項目，紛紛舉辦各種采摘節(jié)，如蘋果節(jié)、桃子節(jié)等，吸引了大量游客到果園采摘旅游，享受采摘的樂趣。如果能提供一種輕巧靈便的果實摘采器，不但會讓游客增添采摘樂趣，而且保障了游客的安全及保護了果農(nóng)的果樹不受損壞。另外，果農(nóng)可以少打矮壯素等農(nóng)藥，生產(chǎn)出更多的無公害果子，減少投入和綜合表１，選剪切式功能原理最為合適。１．２運動規(guī)律設(shè)計要形成剪切運動，可以選擇兩種運動規(guī)律：一是讓兩刀片相對滑動而相切；二是讓兩刀片相對轉(zhuǎn)動而相切。由于動力源離執(zhí)行機構(gòu)相距較遠，且刀片的移污染，游客可以品嘗到更新鮮衛(wèi)生的水果。本文擬研究的果實采摘機械手是一種新型、實用的機械手，是解決人們采摘高處果實難的工具，其最終目標(biāo)是在確動方向應(yīng)接近水平，而動力輸人應(yīng)是豎直的，如圖１（ａ）所示。而對于實現(xiàn)兩刀片相對轉(zhuǎn)動這一要求，無論動力輸入是移動還是轉(zhuǎn)動，都可直接與執(zhí)行機構(gòu)靈活對接，不受運動方位限制。因此，選用兩刀片相對轉(zhuǎn)動的運動規(guī)律較為合適，如圖ｌ（ｂ）所示。１．３運動構(gòu)型設(shè)計保果實不受物理損傷的前提下，提高勞動效率及消除高空作業(yè)的危險性。據(jù)多方調(diào)研，市場上尚未開發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品，主要是大眾對這方面的需求重視程度不夠，本文的研究成果在第二屆江蘇省大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽獲獎，在整個調(diào)研、設(shè)計、制作過程中，課題組積極挖掘拓展了機械手的其余功能，并在不懈努力中取得了成功。１如前所述，可確定動力由動力源直接遠距離輸送至執(zhí)行機構(gòu)，使活動刀片相對固定刀片轉(zhuǎn)動。課題組成員敏銳地捕捉到普通自行車的剎車裝置，如圖２所剪切功能的實現(xiàn)示。以此構(gòu)型作為驅(qū)動機構(gòu)，不但簡便快捷、效率高，而且易于實現(xiàn)剪切。１．１功能原理分析要實現(xiàn)剪切果實的功能，可以有多種功能原理實現(xiàn)，如吸附式、抓拉式、剪切式等。各種功能原理的特２分級功能的實現(xiàn)２．１功能原理分析收稿日期：２∞８一１０—１ｌ作者簡介：金旭星（１９７１一），男，浙江金華人，講師，（Ｅ—ｍａｒｌ）ｊｉｎｘｕｘ－ｉｎｇ＠１６３．ｃｏｒｎｏ欲實現(xiàn)分級功能，功能原理比較多，不過單純從機械機構(gòu)上考慮，主要有兩種選擇：一是按照果實的質(zhì)量來確定；二是按照果實的最大直徑衡量。眾所周２００９年７月農(nóng)機化研究第７期知，人們買賣果實、評定價格均以后者為依據(jù)，前者則是果實篩選流水線上的首選，所以確定以后者為依據(jù)展開設(shè)計。于設(shè)計，如圖３所示。但因活動分級板位置與活動剪位置相距較遠，需多路輸出，對后續(xù)尺度設(shè)計帶來許多困難，且該方案對果實的大小界限是唯一的，顯然不符合市場實際。口卜一ｊ??！蘭竺竺蘭竺型日（ａ）輸入與輸出的方位關(guān)系鋸齒狀弧型一一大出圖３方豢１分級原理Ｕｇ．３１１Ｉｅｇｒａ＆ｍｉｏｎ—ｎｃｉｐｌｅ０ｆｐｌａｎＩ２）設(shè)想二：令按下剎車把（不放松），剪落果實后，若為小果實，則直接落向小出口；若為大果實，則桿＼＼＼．Ｆｉｇ．１（ｂ）轉(zhuǎn)動剪鐾Ｄｅｓｉ?。埃妫恚铮觯灞{ｎｔｒｕｌｅ支捧桿可調(diào)環(huán)擱在小出口上，待放松剎車把后，打開大出口通道。因此，必須設(shè)置大小兩個果實出口，上為小出口，下為大出口。同時，設(shè)置一扇“門”式分級板與其配圓柱鈉對，令其在剪切時處于掩蓋大出口通道，放松剎車把時開啟大出口通道，形成“傻瓜”式分級。方案２結(jié)構(gòu)示意圖，如圖４所示。圖Ｉ運動規(guī)律設(shè)計≮ｇｉ圖２驅(qū)動機構(gòu)ｎｇ．２１１．ｅｆａｅｔｔｌａｔｉ∞ｍｎｌｃｔｕｒｅ２．２運動規(guī)律設(shè)計顯然欲使果實被剪切后自動實現(xiàn)分級回料，必須設(shè)置兩個果實出口，以分別回落大、小果實。鑒于采摘效率量，設(shè)計要求只允許一個動作，是一個嚴(yán)峻考驗。以下是設(shè)計過程中的兩個主要方案。１）設(shè)想一：以活動剪與固定剪相交前讓其自動“感應(yīng)”果實大小，若為大果實，則大果實出口開啟，而關(guān)閉小果實出口；若為小果實，則開啟小果實出口，關(guān)閉大果實出口。驅(qū)動原理，如圖２所示。若要完成上述運動規(guī)律，杠桿原理為首推方案。令活動分級板與活動剪聯(lián)動，活動分級板初始位置關(guān)閉小出口。并隨Ｆ；ｇ．４１．剎車把２．通道３．小出口４．分級板５．同定剪６．活動剪７．復(fù)位彈簧８．大出口９．鋼絲繩圖４方案２結(jié)構(gòu)示意圍ＩＯ．支攆桿體Ｓｌｒｕｃ｜ｕ”?。恚幔簦椋悖洌颍幔恚钷_０ｆｐｌａｎ２一手握住支撐桿，直接定位果實位置，將果莖落人活動剪與固定剪的空腔內(nèi)；另一手按下剎車把，此時活動爪將繞底盤的鉸鏈轉(zhuǎn)動，直到使活動剪與固定者活動剪的移動向大出口擺動。該方案簡單明了，易２００９年７月農(nóng)機化研究文關(guān)懷。第７期剪相切。與此同時，下分級板斜向下移動至最底部，從而使下分級板不能相對上分級板轉(zhuǎn)動，將大果實出口通道掩蓋，僅露出小果實出口。果實莖被剪切后，果實自然落入小果實出口，若為小果實，則將直接落人小果實接收網(wǎng)框；若為大果實，則將擱在小果實出口上，待操縱把松手后，在復(fù)位彈簧的牽引下，活動爪將恢復(fù)原位。同時，上、下分級板也將提升，此時下分級板能夠相對上分級板轉(zhuǎn)動，大果實將在重力分力的作用下推動下分級板，向大果實出口自然滾動，最終進入大果實接收網(wǎng)框，從而完成了果實采摘分級的自動作業(yè)過程。圖５即為該方案的實物照片。２）綠色環(huán)保：果樹及枝條不再因受人為載荷而頻繁損傷，環(huán)保意義深遠。３）適用性廣：不但可適用蘋果、梨、桃子、柿子等多種果實的采摘，還可用于修剪果樹枝條。４）經(jīng)濟衛(wèi)生：果實不再與人手直接接觸，果農(nóng)可以少打矮壯素等農(nóng)藥，減少投入和污染，人們可以品嘗到更新鮮衛(wèi)生的水果?！?，５）可采摘到高處人手采不到的高品質(zhì)果實，減少浪費。６）采用鋸齒剪，定位進度高，不會對果實造成物理損傷。７）能夠進行自動分級采摘，避免了二次分揀，既高效又衛(wèi)生?！福┕麑嵈笮〗缦蕖⒉烧叨确秶烧{(diào)節(jié)，作業(yè)半徑大。９）結(jié)構(gòu)輕巧，操作靈便，采摘與分級一氣呵成。參考文獻：［１］申永勝．機械原理［Ｍ］。北京：清華大學(xué)出版社，２００４．［２］羅紹新．機械創(chuàng)新設(shè)計［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社．２００３．［３］張春林．機械創(chuàng)新設(shè)計［Ｍ】．北京：機械工業(yè)出版社，１９９９．［４］王成燾．現(xiàn)代機械設(shè)計一思想與方法［Ｍ】．上海：上?？萍嘉墨I出版社．１９９９．圖５實物圖片Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｐｉｃｔｕｒｅｉｎ［５】趙衛(wèi)軍．機械原理［Ｍ］．西安：西安交通大學(xué)出版社，２００３．ｋｉｎｄ［６］龔振邦．機器人機械設(shè)計［Ｍ］．北京：電子工業(yè)出版社，１９９５．３主要功能與特點１）保障人身安全：地面操縱，無需上樹，體現(xiàn)人［７］王三民．機械原理與設(shè)計［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，２００４．ＴｈｅＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｆｏｒＰｉｃｋｉｎｇＦｒｕｉｔＪｉｎＸｕｘｉｎｇｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｘｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｘｉｏｎｅ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ２１４１２１，Ｃｈｉｎａ）ｈｅｌｐｔｈｅｐｅｏｐｌｅｐｉｃｋｔｈｅｆｒｕｉｔＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｏｆｐｉｃｋｉｎｇｆｒｕｉｔｉｓｋｉｎｄｏｆｎ洲ａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｃａｎｔｏｉｎｈｉｇｈｐｌａｃｅ．Ｉｔ§ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｄｅｘｔｅｒｏｕｓ。ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓａｇｉｌｅ；Ｉｔｐｒｅｃｉｓｅｌｙｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｕｓｉｎｇｔｈｅｔｏｏｔｈｃｕｔ；ｃ鋤ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｄｉｖｉｄｅｔｈｅｆｒｕｉｔｒａｎｋａｖｏｉｄｉｎｇｔｈｅｍａｎｕａｌｓｏｒｔ；Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｆｒｕｉｔｓｉｚｅｂｏｕｎｄａｒｙａｎｄｔｈｅｐｉｃｋｉｎｇｓｃｏｐｅａｌｌｃａｎｂｅｗｉｌｌｆｕｌｌｙａｄｊｕｓｔｅｄ．ＩｔｈａｓＳＯｍｕｃｈｍａｒｋｅｔｐｒｏｓｐｅｃｔａｎｄｍａｎｙｗａｙｓｃａｎｂｅｂｅｎｅｆｉｔｆｒｏｍｉｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒｕｉｔ；ｐｉｃｋｉｎｇｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ；ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ?１４１?果實采摘機械手的創(chuàng)新設(shè)計作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次數(shù)：金旭星，JinXuxing無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院,機械系,江蘇,無錫,214121農(nóng)機化研究JOURNALOFAGRICULTURALMECHANIZATIONRESEARCH2009，31(71次參考文獻(7條1.羅紹新機械創(chuàng)新設(shè)計20032.申永勝機械原理20043.王三民機械原理與設(shè)計20044.龔振邦機器人機械設(shè)計19955.趙衛(wèi)軍機械原理20036.王成燾現(xiàn)代機械設(shè)計-思想與方法19997.張春林機械創(chuàng)新設(shè)計1999相似文獻(10條1.學(xué)位論文邊源番茄采摘機械手的研究與設(shè)計2009農(nóng)業(yè)機器人作為機器人的一種類型，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、微電子、計算機和自動控制等技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的集中體現(xiàn)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程自動化、智能化的重要標(biāo)志。

果實收獲是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié)，為提高勞動生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量，降低勞動強度，改善工作環(huán)境，實現(xiàn)收獲作業(yè)機械化、自動化和智能化，基于果實生物學(xué)特性與栽培方式的收獲機械人得到了發(fā)展。目前，日本、美國、荷蘭等國家已研制了多種收獲機器人，主要用于收獲番茄、黃瓜、葡萄、西瓜、節(jié)果、柑橘等蔬菜和水果。

本文首先根據(jù)番茄生物學(xué)特性、栽培方式及番茄收獲機器人機構(gòu)型綜合原則，確定了番茄收獲機器人是7DOF自由度的番茄采摘機械手，并根據(jù)實際工作方式確定了機械手的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了傳動機構(gòu)、機械手臂、末端執(zhí)行器、手腕與基座的外形及尺寸。在選擇驅(qū)動裝置時對幾種驅(qū)動方式做了詳細比較最終確定為電機驅(qū)動；手臂部分采用內(nèi)骨架式設(shè)計，減輕了手臂重量；手腕部分設(shè)計了螺旋傳動式平行央持器，并添加吸盤，使其具有良好的夾持性能。本課題理論研究與實際參數(shù)有機結(jié)合，研究結(jié)果亦可應(yīng)用于其它果實的采摘。2.期刊論文羅小勇.寧志超.LUOXiao-yong.NINGZhi-chao六自由度果實采摘機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計-信息技術(shù)2011(2主要介紹了基于AVR系列單片機-ATmega16的六自由度果實采摘機器手控制器以及機械手整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計.機械系統(tǒng)的設(shè)計采用模塊化的設(shè)計方案,從而將功能分解,降低模塊之間的耦合性.硬件系統(tǒng)主要是由6路伺服電機、金屬支架組件以及控制器構(gòu)成;控制器分別從硬件和軟件兩方面進行設(shè)計,并通過實驗驗證了六自由度果實采摘機械手控制系統(tǒng)的可行性.3.期刊論文梁喜鳳.苗香雯.崔紹榮.王永維果實采摘機械手機構(gòu)設(shè)計與工作性能分析-農(nóng)機化研究2004(2采摘機器人是農(nóng)業(yè)機器人的一種類型,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景.為此,從型綜合和尺寸綜合兩方面介紹了果實采摘機器人機械手的機構(gòu)設(shè)計,并分析了機械手機構(gòu)的工作空間、可操作度、避障能力、冗余空間和姿態(tài)多樣性等工作性能指標(biāo)以及各指標(biāo)的計算方法,為果實采摘機械手的機構(gòu)設(shè)計與工作性能評價提供了理論依據(jù).4.學(xué)位論文寧志超基于ATmega16的六自由度果實采摘機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計20105.學(xué)位論文張向珂采摘機械手障礙信息探測及避障技術(shù)研究2010隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動力成本的迅速上升，農(nóng)業(yè)勞動力的匱乏將成為許多發(fā)達國家和發(fā)展中國家共同面對的問題。目前機器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用研究越來越成為熱門課題，與工業(yè)機器人特定的工作環(huán)境不同，農(nóng)業(yè)機器人主要在自然場景下工作，要面對更為復(fù)雜多變的情況，有更多的問題需要解決。

本研究作為果實采摘機器人研究的一部分，研究自然場景下障礙物(樹枝的探測方法及避障技術(shù)，為未來開發(fā)收獲機器人采摘果實進行前期的準(zhǔn)備工作，這部分相關(guān)的研究也是水果收獲機器人實用化的關(guān)鍵。

本研究的主要內(nèi)容和方法如下：

1、超聲波傳感器測距系統(tǒng)

為解決傳感器信息不確定問題，自行研究設(shè)計了超聲波傳感器測距系統(tǒng)。本文利用8位單片機STC12LE4052作為傳感器的控制、數(shù)據(jù)采集及處理單元，設(shè)計了超聲波測距系統(tǒng)的硬件電路，編寫了測距系統(tǒng)的程序，并進行了測距實驗，實驗結(jié)果表明，該超聲波傳感器測距系統(tǒng)具有體積小，集成度高，測量誤差小，精度高等優(yōu)點，適宜作為采摘機械手障礙距離的探測。

2、障礙物探測

為保持算法的可執(zhí)行性，障礙物檢測采用對圖像2R-G-B和2G-R-B色差分量值進行迭代，并結(jié)合圖像灰度閾值法快速有效地分割出圖像樹枝區(qū)域，通過圖像二值化、形態(tài)學(xué)運算、區(qū)域標(biāo)記、空洞填充提取出圖像樹枝區(qū)域；通過區(qū)域細線化提取樹枝骨架，并進行骨架修剪、恢復(fù)遮擋骨架等處理；然后找出骨架中端點、分支點等特征點并記錄它們的連接關(guān)系；最后通過對視覺傳感器和超聲波測距傳感器信息的融合恢復(fù)障礙物的三維信息。試驗表明障礙物的正確識別率為67.3％，當(dāng)障礙物實際距離大于1.5m時，識別誤差增大。

3、避障技術(shù)研究

在獲取障礙物三維信息的基礎(chǔ)上，重建虛擬采摘場景。在此基礎(chǔ)上采用SBL-PRM算法進行了避障技術(shù)研究。分析了避障規(guī)劃的各參數(shù)對規(guī)劃成功率及規(guī)劃時間的影響。當(dāng)S=3000，ρ=0.6，ε=0.03，N=10時，規(guī)劃采摘無遮擋柑橘的時間低于1ms，規(guī)劃采摘被遮擋柑橘的時間約為60ms，結(jié)果表明，利用SBL-PRM算法可以滿足動態(tài)非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下避障路徑規(guī)劃的實時性和安全性要求，具有較高的實用價值。

濟意義。6.期刊論文寧志超.崔天時.李廣軍.NingZhichao.CuiTianshi.LiGuangjun六自由度果實采摘機械手及其控制系統(tǒng)的設(shè)計-農(nóng)機化研究2010,32(9目前我國農(nóng)業(yè)機械化水平相對于歐美的一些發(fā)達國家很低,因此加快我國的農(nóng)業(yè)機械化進程,是實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路.基于ATmega16的六自由度果實采摘機械手就是提高我國農(nóng)機化進程一項有力措施.為此,主要介紹了基于AVR系列單片機-ATmega16L的控制器的設(shè)計,以及機械手整體結(jié)構(gòu)的組成設(shè)計.機械系統(tǒng)的設(shè)計采用模塊化的設(shè)計方案,即將功能分解,降低模塊之間的耦合性.硬件系統(tǒng)主要由6路伺服電機、金屬支架組件以及控制器構(gòu)成;控制器分別從硬件和軟件兩方面進行設(shè)計,并通過實驗驗證了六自由度采摘機械手的可行性.7.學(xué)位論文張江州荔枝采摘機械手機器視覺部分的關(guān)鍵技術(shù)研究2009在水果收獲時，采摘是最為繁瑣和勞動量最大、耗時最長的日常作業(yè)。由于采摘作業(yè)的復(fù)雜性，采摘自動化在國內(nèi)外都是一項比較新穎又具有挑戰(zhàn)性的課題。目前國內(nèi)水果采摘作業(yè)基本都是靠人工完成，但人工采摘方式的成本高、勞動強度大、易損傷果實表面等。研究開發(fā)具有識別能力、視覺功能的智能化水果收獲機器人，對于減少勞動力的投入，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，保證水果質(zhì)量，促進水果業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展有極大的應(yīng)用價值與現(xiàn)實意義。隨著我國信息化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械也正在向智能化方向轉(zhuǎn)變，這給農(nóng)業(yè)機器人的研究提供了廣闊的空間。本文對荔枝收獲機械手視覺系統(tǒng)的目標(biāo)定位技術(shù)進行了研究，并用CVI開發(fā)環(huán)境進行編程。論文構(gòu)建了收獲機器人雙目視覺的硬件系統(tǒng)。首先，本文采用一種內(nèi)外參數(shù)分離的標(biāo)定方法。內(nèi)參數(shù)標(biāo)定采用張氏平面標(biāo)定法，在標(biāo)定進程中，以標(biāo)定平面模板平移的方式，適當(dāng)提取標(biāo)定模板中的特征點，通過實驗和計算獲得較精確的攝像機內(nèi)參數(shù)模型；外參數(shù)標(biāo)定是合理選取參考坐標(biāo)系，通過實驗分析求取兩攝像頭的外參數(shù)模型。其次，在對荔枝圖像進行分析的基礎(chǔ)上，采用基于RGB顏色模型來實驗彩色圖像的分割，對比各種組合算子的分割效果，提出以R—G算子分割荔枝原始圖像。在對荔枝目標(biāo)區(qū)域的分割后，進行二值化及形狀學(xué)處理，提取目標(biāo)區(qū)域的面積及形狀特征，提出使用面積的平行最小外接矩形的中心點近似模擬荔枝目標(biāo)區(qū)域的形心點或重心點。在提取面積及形狀特征后，實現(xiàn)共軛圖像中目標(biāo)區(qū)域的匹配。接著，運用三角測量原理對共軛圖像中的對應(yīng)的荔枝形心進行三維坐標(biāo)計算，并將計算的三維坐標(biāo)和實際測量的三維坐標(biāo)相比較，在誤差分析的基礎(chǔ)上建立網(wǎng)絡(luò)模型和訓(xùn)練系統(tǒng)來修正誤差。實驗結(jié)果表明當(dāng)兩個攝像頭都可以拍攝到荔枝的相對完整的輪廓時，利用本研究提取的特征提取及共軛圖像的匹配方法，進行雙目立體視覺定位，其誤差可以控制在10mm內(nèi)，能夠滿足機器人采摘果實所需的精度要求。8.期刊論文劉淑珍.張玉寶.LiuShuzhen.ZhangYubao楊梅采摘機械手研究展望-農(nóng)機化研究2009,31(12介紹了楊梅果實收獲存在掛果密集、分批采摘和成熟期短等特點,以及人工采摘楊梅存在效率低和質(zhì)量下降等缺陷,分析了國內(nèi)外果蔬收獲機械研究現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)對于掛果密集與果面易損傷的楊梅缺乏研究.研究楊梅采摘機械手,對提高生產(chǎn)效率、提升楊梅品牌地位和在國內(nèi)外市場的競爭力、增加我國外匯收入、提高果農(nóng)收入具有重大的現(xiàn)實經(jīng)濟意義.9.學(xué)位論文戈志勇番茄采摘機械手運動學(xué)仿真與避障算法研究2007水果和蔬菜是人類生活中必不可少的食物，種植面積和產(chǎn)量逐年提高。研究開發(fā)適合目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際的果蔬采摘機器人，不僅可以很大程度減輕勞動強度、提高生產(chǎn)效率，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。在國外，這項工作已經(jīng)進行了很多年，并取得了一定的研究成果；而在國內(nèi)，這個領(lǐng)域的應(yīng)用研究還相對滯后，離實際應(yīng)用還有很大距離。本文以番茄采摘機械手從初始位置移動到目標(biāo)番茄位置為考察對象，充分考慮采摘作業(yè)空間中障礙物的種類及屬性，結(jié)合MOTOMAN-SV3X采摘機器人機械手本體特點，實現(xiàn)了番茄采摘機械手的基于局部采摘空間模型的避障路徑規(guī)劃。本文主要完成的工作：機械手的運動學(xué)是避障路徑規(guī)劃研究的基礎(chǔ)，本文首先建立了MOTOMAN-SV3X的運動學(xué)模型，并在MATLAB/roboticstoolbox平臺下，對MOTOMAN-SV3X的運動學(xué)進行了仿真研究。針對工作空間中可能存在的障礙物及形狀進行了分類及抽象，確定了關(guān)節(jié)空間(C-空間為規(guī)劃空間，并利用邊界特征對機械手各關(guān)節(jié)和連桿與工作空間(W-空間中的障礙物可能的碰撞方向和位置作了幾何分析。結(jié)合采摘機器人機械手本體特點和幾何分析的結(jié)果，提出了一種番茄生長環(huán)境中的障