果蔬采摘機器人機械臂研究現(xiàn)狀與展望.pdf

nullnullnullnull 中國農(nóng)機化學報 nullnullnullnull年 nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 果蔬采摘機器人機械臂研究現(xiàn)狀與展望 null 張文翔 張兵園 貢宇 任妮 江蘇省農(nóng)業(yè)科學院信息中心 南京市 nullnullnullnullnullnull 摘要 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中果蔬采摘是其中的重要環(huán)節(jié) 且依賴于大量勞動力的參與 采摘機器人的發(fā)展與應用將會極大地改善采 摘作業(yè)的勞動力依賴問題 采摘機械臂是采摘機器人的關鍵部分 是采摘機器人研究的一大重點 以采摘機械臂自由度 進行分類 梳理總結國內(nèi)外采摘機械臂研究的發(fā)展過程和研究現(xiàn)狀 針對相同栽培模式下同一果蔬 在采摘機械臂的自 由度和構型的選擇上缺少標準化方案的問題 提出采摘機械臂研究與農(nóng)藝的深度結合是未來解決問題的關鍵 同時 對 于剛性本體難適應采摘環(huán)境以及關節(jié)驅動方式單一的問題 提出采摘機械臂本體的柔性設計以及驅動方式的組合使用將 是未來的發(fā)展趨勢 關鍵詞 果蔬采摘 機械臂 自由度 標準化 柔性設計 中圖分類號 nullnullnull nullnull 文獻標識碼 null nullnull 文章編號 nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 張文翔 張兵園 貢宇 任妮 null果蔬采摘機器人機械臂研究現(xiàn)狀與展望 null null中國農(nóng)機化學報 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull 收稿日期 nullnullnullnull年 null月 null日 nullnull 修回日期 nullnullnullnull年 null月 nullnull日 null 基金項目 江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金 nullnull nullnull nullnullnullnull 第一作者 張文翔 男 nullnullnullnull年生 安徽來安人 碩士 研究實習員 研究方向為農(nóng)業(yè)智能裝備 null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 通訊作者 任妮 女 nullnullnullnull年生 山東萊州人 博士 副研究員 研究方向為大數(shù)據(jù)分析和知識組織等 null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null null null null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null 引言 果蔬采摘是一個需要使用大量勞動力的環(huán)節(jié) null 隨著我國人口老齡化的加劇以及青壯勞動力往城市工 廠聚集 導致勞動力成本日益提高 傳統(tǒng)的完全依靠人 工的果蔬采摘方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需 要 因此實現(xiàn)果蔬采摘的自動化和智能化將是未來農(nóng) 業(yè)發(fā)展的必然趨勢 null 自從美國學者 nullnullnullnullnullnullnull 等 null 于 nullnullnullnull 年提出將機器 人用于果蔬采摘后 各國投入了大量研究人員到采摘 機器人的研究中 其中 日本 美國 西班牙和荷蘭等 發(fā)達國家位于農(nóng)業(yè)機器人研究的前列 且已經(jīng)研究出 第 nullnull卷 null 第 null期 null 年 null月 中國農(nóng)機化學報 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull 第 null期 張文翔 等 果蔬采摘機器人機械臂研究現(xiàn)狀與展望 nullnullnullnull 針對不同果蔬的采摘機器人原型機 我國對于農(nóng)業(yè)采 摘機器人的研究起步較晚 但是近些年發(fā)展十分迅速 也取得了豐碩的成果 null nullnull 采摘機器人機械臂的選取直接影響果實采摘的 作業(yè)效率和成功率 而機械臂的自由度是影響末端 執(zhí)行器可達空間以及采摘靈活度的重要因素 本文 按照機械臂自由度的類型歸納整理了國內(nèi)外農(nóng)業(yè)采 摘機器人的機械臂研究現(xiàn)狀 并對未來的研究重點 進行了展望 null 國內(nèi)外采摘機械臂的研究進展 null 三自由度采摘機械臂 nullnullnullnullnullnull 國外三自由度采摘機械臂研究成果 日本岡山大學農(nóng)學部的 nullnullnullnullnull 等 null 針對溫室高 壟內(nèi)培的草莓設計了三自由度直角坐標機械臂 該機 械臂 null 軸和 null 軸的運動通過串行接口和驅動器進行 控制 定位精度為 nullnullnullnullnullnull null 軸通過并行接口利用減 速器 直流電動機以及齒輪的配合實現(xiàn)直線運動 定位 精度為 nullnullnullnullnull 日本神奈川工科大學的 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 等 null 為了方便 老年人采摘自家果園中的番茄設計了一種三維運動機 械臂 該機械臂可在三個正交方向上移動 其中 null null null 方向的運動行程分別約為 nullnullnullnull nullnullnullnull 和 nullnullnullnull 采用直流電機驅動 科威特的 nullnullnullnull 等 null 為家庭和溫室設計了一種采 摘小番茄的三自由度機械臂 機械臂上有兩個連桿 齒輪 用于控制左右和上下運動 齒輪由鋁制成 前 后運動通過線性制動器伺服馬達控制 線性制動器 伺服馬達固定在內(nèi)螺紋上 進而與垂直齒輪固定在 一起 日本農(nóng)業(yè)機械研究所的 nullnullnullnullnullnullnull 等 null 為高架基質 床栽培的草莓采摘設計了一種三自由度圓柱型機械 臂 機械臂通過旋轉制動器旋轉 使其面向兩側 使用 線性制動器垂直移動和水平移動 旋轉執(zhí)行器以懸掛 方式安裝 以在末端執(zhí)行器下方留出空間 新西蘭的 nullnullnullnullnullnullnullnull 等 nullnull 針對涼棚式種植的獼猴 桃研制了一種三自由度旋轉機械臂 機械臂由 null 個旋 轉軸組成 軸 null 繞垂直軸旋轉 軸 null 限制在垂直方向旋 轉 軸 null 限制在水平方向旋轉 通過四連桿機構從臂的 底部驅動 第二個四連桿機構用于保持前臂部分垂直 機械臂由鋁板制成 通過工業(yè)伺服電機配合標準工業(yè) 伺服控制器進行控制 nullnullnullnullnullnull 國內(nèi)三自由度采摘機械臂研究成果 中國農(nóng)業(yè)大學的陳利兵 nullnull 設計了一種三自由度 直角坐標機械臂用于草莓采摘 機械臂的直線運動采 用伺服電機驅動直線導軌來實現(xiàn) 其中 null 軸為滾珠 絲杠導軌 位置重復精度為 nullnullnullnullnullnullnull null 軸為齒形帶 導軌 位置重復精度為 nullnullnullnullnullnullnull null 軸采用自行設計 的絲杠傳動直線導軌 南京農(nóng)業(yè)大學的張杰等 nullnull 設計了一種三自由度 機械臂用于蘋果采摘 機械臂旋轉軸由一個伺服電機 通過減速機帶動整個機械本體進行旋轉 水平軸采用 一個伺服電機通過行星減速機帶動齒輪齒條而運動 垂直軸由一個伺服電機通過同步帶輪帶動滾珠絲桿的 運行而運動 null 四自由度采摘機械臂 nullnullnullnullnullnull 國外四自由度采摘機械臂研究成果 日本的 nullnullnullnullnull 等 nullnull 設計了四自由度番茄采摘機 器人 機械臂采用 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 型工業(yè)機器人 該 機械臂在水平面上的操作空間的半徑為 nullnullnullnullnull 高度 為 nullnullnullnullnull 最大速度為 nullnullnullnullnullnullnull null 最大承重 nullnullnull 日本大阪府立大學的 nullnullnullnullnullnullnullnull 等 nullnull 研制了一種 四自由度鉸接式機械臂用于櫻桃采摘 機械臂上下橫 移的軸使用交流伺服馬達和螺桿機構驅動 第一和第 二個左右轉動軸由小型交流伺服電機和諧波減速齒輪 驅動 第三個左右轉動軸由一個帶減速齒輪的小型直 流電機驅動 韓國國家農(nóng)業(yè)科學院的 nullnullnull 等 nullnull 研制了一種用 于收獲臺式培養(yǎng)草莓的四自由度機械臂 該機械臂 在笛卡爾式連桿結構的基礎上 額外設計了一個轉 動軸 使得 采 摘 機 器 人 可 以 兩 邊 工 作 提 升 了 采 摘 效率 nullnullnullnullnullnull 國內(nèi)四自由度采摘機械臂研究成果 中國科學技術大學的周舟等 nullnull nullnullnull 針對番茄的特點 及其植株的生長分布 設計了具有平行結構關節(jié)的四 自由度機械臂 第一個關節(jié)用于機械臂自身的旋轉 第二個關節(jié)為可以生成兩個方向運動的平行連桿機 構 第三個關節(jié)為移動關節(jié) 該關節(jié)實現(xiàn)末端執(zhí)行器 的伸縮運動 第四個關節(jié)用于旋轉手腕 西北農(nóng)林科技大學的 nullnullnull nullnull 和日本研究人員合作 設計了一種笛卡爾型四自由度草莓采摘機器人 機械 臂采摘安裝在鋁制矩形框架中 采摘運動由三個互相 垂直的直線運動以及一個旋轉運動復合而成 桂林電子科技大學的伍錫如等 nullnull 研制了一款采 摘蘋果的四自由度柔性機械臂 為了提高機械臂的運 動軌跡精度和采摘成功率 選擇電機 諧波減速器以及 編碼器的組合來精確控制機械臂的運動 江蘇大學的杜金財?shù)柔槍h架式栽培的葡萄 設 計了一種基于中空走線的關節(jié)型四自由度機械臂 機 械臂采用雙連桿薄壁結構 一側驅動 另一側走線 并 nullnullnullnull 中國農(nóng)機化學報 nullnullnullnull年 對每個關節(jié)進行穿線孔設計 電機電源線與數(shù)據(jù)線及 末端執(zhí)行器電機和傳感器的電源線與數(shù)據(jù)線均從中心 穿線孔穿過 中國農(nóng)業(yè)大學的宋健等 nullnull 根據(jù)茄子生長的空間 分布 開發(fā)了四自由度關節(jié)式采摘機械臂 腰關節(jié) 小 臂和腕部均采用交流伺服電動機串接諧波減速器結合 齒輪機構的傳動方式 肩關節(jié)采用齒輪和蝸輪蝸桿二 級減速機構 由交流伺服電動機驅動 中國農(nóng)業(yè)大學的張凱良等 nullnull 設計了一款針對高 架栽培模式的草莓采摘機械臂 直動關節(jié)驅動電機搭 配增量式編碼器 實現(xiàn) null null null 方向的精確平動 旋轉 關節(jié)驅動電機搭配絕對式編碼器 帶動絲杠導軌連同 末端執(zhí)行器一同在水平面內(nèi)旋轉 浙江大學的王燕等 nullnull 研制了四自由度的關節(jié)型 果蔬采摘機械臂 關節(jié)運動采用直流力矩電動機串接 諧波減速器的傳動方式 底座及各連桿設計為薄壁結 構 在保證剛度和強度的前提下 底座和各關節(jié)均采 用鋁 合 金 材 料 而各連桿則選用輕質高強的碳纖 維管 null 五自由度采摘機械臂 nullnullnullnullnullnull 國外五自由度采摘機械臂研究成果 日本岡山大學農(nóng)學部的 nullnullnullnullnull 等 nullnull 針對棚架栽 培模式的葡萄 開發(fā)了一種五自由度機械臂 該機械 臂具有腰部 肩部和腕部的四個旋轉關節(jié) 還有一個移 動關節(jié) 以便通過簡單的控制方法實現(xiàn)機械手的高速 工作 日本愛媛大學農(nóng)學部的 nullnullnullnullnull 等 nullnull 針對高架臺 式栽培的草莓開發(fā)了一種五自由度機械臂 由于機器 人在栽培床下進行采摘作業(yè) 因而機械臂末端連桿設 計成一個 null 型結構 nullnullnullnullnullnull 國內(nèi)五自由度采摘機械臂研究成果 江蘇大學的趙德安等 nullnull nullnullnull 研制一種果樹采摘機械 臂 第一個自由度為升降自由度 主要起抬升機械臂 的作用 中間三個自由度為旋轉自由度 能夠實現(xiàn)末端 操作器在工作空間中轉向任意方向 第五個自由度為 棱柱關節(jié) 將末端操作器送到目標果實的位置 機械 臂運動采用交流伺服系統(tǒng)進行控制 臺灣宜蘭大學的 nullnullnullnull 等 nullnull 開發(fā)了一個溫室番茄 采摘機器人 其中機械臂為三菱 nullnullnullnullnull 它是一個 五自由度的垂直關節(jié)機器人手臂 由上臂 前臂和腕節(jié) 組成 長度分別為 nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 和 nullnullnullnull 江蘇省物聯(lián)網(wǎng)應用技術重點建設實驗室的馮鮮 等 nullnull 設計了一種關節(jié)型五自由度水蜜桃采摘機械臂 機械臂運動分為腰部轉動 大臂搖擺 小臂二次搖擺 腕部俯仰及旋轉 各關節(jié)運動采用伺服電機控制 null 六自由度采摘機械臂 nullnullnullnullnullnull 國外六自由度采摘機械臂研究成果 日本立命館大學的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 設計了一個自動 化水果采摘機器人 其機械臂采用 nullnullnull 型機器人 這 種緊湊型協(xié)作式機器人重量只有 nullnullnullnull 但有效載荷可 達 nullnullnull 所有手腕關節(jié)均可實現(xiàn) nullnullnullnull 旋轉 末端關節(jié)可 無限旋轉 以色列本 古里安大學的 nullnullnullnull 等 nullnull 開發(fā)了用于 溫室大棚采摘甜椒的機器人 采用六自由度 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 型工業(yè)機械臂 該機械臂具有近似于人 手臂的大小和觸及范圍 作業(yè)半徑可達 nullnullnullnullnull 最大 承載量可達 nullnullnull 菲律賓德拉薩大學的 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 等 nullnull 研制了一 種采摘橙色水果的自動收獲機器人 采用六自由度機 械臂 nullnull 六個關節(jié)分別是底座旋轉關節(jié) 肩關節(jié) 肘關 節(jié) 腕部上下轉動關節(jié) 腕部旋轉關節(jié)和末端執(zhí)行器關 節(jié) 機械臂運動通過 nullnullnullnullnullnullnull 微控制器控制伺服電機 驅動 nullnullnullnullnullnull 國內(nèi)六自由度采摘機械臂研究成果 國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術研究中心的馮青春等 針對高架栽培草莓設計了自動采摘機器人 該機器人 使用小型關節(jié)型六自由度機械臂 其最大運動半徑為 nullnullnullnullnull 最大有效載荷 nullnullnull 點位往復運動時間最快 nullnullnullnull 重復定位精度 nullnullnullnullnullnullnull 滿足了狹小空間作業(yè) 要求 南京農(nóng)業(yè)大學的顧寶興等 nullnull 設計了一種智能移 動水 果 采 摘 機 器 人 選 用 日 本 的 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 型工業(yè)機器人作為采摘機械臂 采摘機械臂 額定負載 nullnullnull 重復精度 nullnullnullnullnullnullnull 采 摘 半 徑 為 nullnullnullnullnullnullnull 垂直伸展高度為 nullnullnullnullnullnullnull 機械臂底座距 離地面高度為 nullnullnullnullnullnullnull 東北農(nóng)業(yè)大學的寧志超等設計了一種六自由度采 摘機械臂 機械臂的設計采用模塊化的方法 由鋁制 合金結構支架和底座組合而成 各關節(jié)運動通過伺服 電機控制 廊坊職業(yè)技術學院的趙玲亞等 nullnull 設計了關節(jié)串 聯(lián)的空間開鏈機構的六自由度采摘機械臂 采摘時通 過液壓馬達驅動舉升液壓缸 伸縮臂以及腕部的翻轉 液壓缸來調(diào)整末端執(zhí)行器的采摘姿態(tài)和弧形手抓的開 合角度 以達到對不同生長環(huán)境下圓形水果的采摘 天津農(nóng)學院的鄭爽爽等 nullnull 為蘋果采摘機器人設 計了一種六自由度關節(jié)型機械臂 底座通過舵機帶動 傳動系統(tǒng)實現(xiàn)各個部分之間的相對轉動和旋轉 其中 的各個 轉 動 和 旋 轉 均 是 通 過 電 機 驅 動 螺 旋 絲 桿 來 實現(xiàn) 第 null期 張文翔 等 果蔬采摘機器人機械臂研究現(xiàn)狀與展望 nullnullnullnull null 其他類型采摘機械臂 nullnullnullnullnullnull 國外其他類型采摘機械臂研究成果 比利時林堡天主教大學學院的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 設計 了一種蘋果采摘機器人 選擇松下 nullnullnullnullnullnull 型機械臂 作為采摘機械臂 為了擴大機械臂的作業(yè)范圍 增加了 第七個外部垂直軸 美國華盛頓州立大學的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 針對 null 型格 種植的蘋果研制了七自由度冗余機械臂 機械臂采用 模塊化設計 選擇 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 執(zhí)行器作為全旋轉 臂 兩個連桿框架由鋁板制成 旋轉機械臂固定在一個 基座上 基座安裝在線性導軌上 基座的執(zhí)行器是雙極 步進電機 澳大利亞昆士蘭科技大學的 nullnullnullnullnullnullnull 等 nullnull 為在平 面格狀結構中種植的甜椒開發(fā)了新型采摘機器人 機 器人采 用 nullnullnull 型 機 械 臂 該機械臂最大工作半徑 nullnullnullnullnull 最大有效載荷 null null 為了增加作業(yè)范圍 機 械臂安裝在一個柱形提升關節(jié)上 荷蘭農(nóng)業(yè)與環(huán)境工程研究所的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 設計 了一種用于溫室采摘黃瓜的機器人 為了增加采摘速 度和避免碰撞 機械臂采用三菱 nullnullnullnullnull 型機械臂結 合線性滑道的七自由度設計方案 nullnullnullnullnull 型機械臂 由直流電動機和伺服控制器結合絕對編碼器驅動 線 性滑道由直流電動機和伺服控制器結合增量解碼器驅 動 機械臂的總體穩(wěn)態(tài)精度為 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull null 日本岡山大學農(nóng)學部的 nullnullnullnullnull 等 nullnull 根據(jù)番茄的 物理特性和生長環(huán)境 研制了一個由兩個移動關節(jié)和 五個旋轉關節(jié)組成的七自由度冗余機械臂 上臂和前 臂長度分別為 nullnullnullnullnull 和 nullnullnullnullnull 移動關節(jié)的行程分 別為 nullnullnullnullnull 水平方向 和 nullnullnullnullnull 垂直方向 比利時魯汶大學的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 開發(fā)了一種蘋果 采摘機器人 該機器人采用九自由度冗余模塊化多功 能農(nóng)業(yè)采摘機械臂 nullnull 關節(jié) nullnull 用于舉起整個機械臂 以便采摘高處果實 關節(jié) nullnull 使機械臂相對于采摘方向 向兩側移動 關節(jié) nullnullnullnullnull 使機械臂向前和向后移動 從 而可以到達更深的樹冠內(nèi)部并進行避障 關節(jié) nullnullnullnullnull 可在與目標的近距離范圍內(nèi)實現(xiàn)高靈活性 關節(jié) nullnull 將 末端執(zhí)行器旋轉至正確的抓握方向 各關節(jié)采用電機 配合高減速器驅動 nullnu