文獻綜述賀昌龍

1、吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計文獻綜述學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院專業(yè)農(nóng)業(yè)機械化及其自動化題目堅果采摘機械手設(shè)計姓名賀昌龍指導(dǎo)教師肖英奎堅果采摘機械手設(shè)計堅果采摘機械手設(shè)計我國在農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域的研究始于20世紀(jì)90年代中期，相對開始較晚，但發(fā)展速度較快，近年來也有了許多研究成果。如上海交通大學(xué)機器人研究所研究出了智能化聯(lián)合收割機樣機。2001年，張瑞合等運用雙目立體視覺的方法研究了番茄收獲中果實的精確定位問題。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)劉兆祥、劉剛等人在蘋果采摘機

2、器人三維視覺傳感器設(shè)計方面的研究張建鋒、何東健、張志勇等對于采摘機器人自適應(yīng)魯棒跟蹤控制算法設(shè)計江蘇大學(xué)蔡健榮等通過恢復(fù)障礙物的三維信息，對于柑橘采摘機器人障礙物識別技術(shù)的研究南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院王學(xué)林和姬長英對力外環(huán)控制的果蔬抓取技術(shù)的研究。采摘機器人是未來智能農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景，也是堅果采摘收獲發(fā)展的必然方向。因此，此項研究是非常有價值的。5，發(fā)展方向，發(fā)展方向根據(jù)農(nóng)業(yè)機器人本身的特點，今后將向如下幾個方向發(fā)展：

3、(1)結(jié)構(gòu)簡單，價格合理。農(nóng)民并不富裕，專業(yè)知識也不高，為了使機械化，自動化在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用和推廣，機器人不應(yīng)單純地模仿人的動作，而要用機器人動作代替人的動作，防止結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使其價格合理，便于推廣。(2)設(shè)備的通用性。農(nóng)業(yè)機械的特點是使用時間短，間隔周期長，農(nóng)業(yè)機器人應(yīng)該做到簡單改變其軟件和末端執(zhí)行器就可以改變其用途，提高通用性，延長使用周期，降低使用成本。(3)工作可靠性。末端執(zhí)行器是直接與果實接觸的工作部件，設(shè)計時要基于各

4、種果實的物理特性和生物學(xué)特性，使其具有一定的柔性，提高仿生化水平、視覺系統(tǒng)的精度和靈敏度，優(yōu)化算法，增強機器人的避障能力，減少機器人對作物和果實的損傷，以保證系統(tǒng)工作安全可靠，保證產(chǎn)品質(zhì)量。(4)工作高效化.加強機械手結(jié)構(gòu)研究，如增加機械手的白由度和選用雙臂形式機器人等，憂化軟件設(shè)計，提高各關(guān)節(jié)運動速度、末端執(zhí)行器一!:作速度和視覺系統(tǒng)處理速度，合理地進行路徑規(guī)劃，縮短機械手到達果實的時間，從而提高機械手的l:作效率。(5)機械手的性能

5、研究與評價.機械手應(yīng)該具有足夠人的工作空間，在一l:作空間內(nèi)，機器人應(yīng)該具有較人的可操作度，以增加機械手靈活性，避免奇異性.鑒于農(nóng)業(yè)環(huán)境的特殊性，機械手還必須具有足夠的避障空間和冗余空間。各性能指標(biāo)均與機械手的運動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)緊密相連，機械手的結(jié)構(gòu)優(yōu)化仍是今后研究的重要內(nèi)容。(6)除了在工程上對機器人改進以外，園藝栽培方式的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化也將有利于采摘質(zhì)量和效率的提高，使其便于機械化作業(yè)，同時可以降低機器人結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。6，機械手的

6、結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計，機械手的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計機械手又稱操作機，是指具有和人手臂相似的動作功能，并使工作對象能在空間內(nèi)移動的機械裝置，是機器人賴以完成工作任務(wù)的實體。在收獲機器人中，機械手的主要任務(wù)就是將末端執(zhí)行器移動到可以采摘的目標(biāo)果實所處的位置，其工作空間要求機器人能夠達到任何一個目標(biāo)果實。機械手一般可分為直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、極坐標(biāo)、球坐標(biāo)和多關(guān)節(jié)等多種類型。多關(guān)節(jié)機械手又稱為擬人機器人，相比其它結(jié)構(gòu)比較起來，要求更加靈活和方便。機械手的自