果蔬采摘機(jī)器人機(jī)械臂研究現(xiàn)狀與展望.pdf

nullnullnullnull 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) nullnullnullnull年 nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 果蔬采摘機(jī)器人機(jī)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(xué)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(dòng)力的參與 采摘機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用將會(huì)極大地改善采 摘作業(yè)的勞動(dòng)力依賴問題 采摘機(jī)械臂是采摘機(jī)器人的關(guān)鍵部分 是采摘機(jī)器人研究的一大重點(diǎn) 以采摘機(jī)械臂自由度 進(jìn)行分類 梳理總結(jié)國內(nèi)外采摘機(jī)械臂研究的發(fā)展過程和研究現(xiàn)狀 針對(duì)相同栽培模式下同一果蔬 在采摘機(jī)械臂的自 由度和構(gòu)型的選擇上缺少標(biāo)準(zhǔn)化方案的問題 提出采摘機(jī)械臂研究與農(nóng)藝的深度結(jié)合是未來解決問題的關(guān)鍵 同時(shí) 對(duì) 于剛性本體難適應(yīng)采摘環(huán)境以及關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)方式單一的問題 提出采摘機(jī)械臂本體的柔性設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)方式的組合使用將 是未來的發(fā)展趨勢 關(guān)鍵詞 果蔬采摘 機(jī)械臂 自由度 標(biāo)準(zhǔn)化 柔性設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào) nullnullnull nullnull 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 null nullnull 文章編號(hào) nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 張文翔 張兵園 貢宇 任妮 null果蔬采摘機(jī)器人機(jī)械臂研究現(xiàn)狀與展望 null null中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 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(xiàng)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(shí)習(xí)員 研究方向?yàn)檗r(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?yàn)榇髷?shù)據(jù)分析和知識(shí)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(gè)需要使用大量勞動(dòng)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(dòng)力往城市工 廠聚集 導(dǎo)致勞動(dòng)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(shí)現(xiàn)果蔬采摘的自動(dòng)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(xué)者 nullnullnullnullnullnullnull 等 null 于 nullnullnullnull 年提出將機(jī)器 人用于果蔬采摘后 各國投入了大量研究人員到采摘 機(jī)器人的研究中 其中 日本 美國 西班牙和荷蘭等 發(fā)達(dá)國家位于農(nóng)業(yè)機(jī)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(jī)化學(xué)報(bào) nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull 第 null期 張文翔 等 果蔬采摘機(jī)器人機(jī)械臂研究現(xiàn)狀與展望 nullnullnullnull 針對(duì)不同果蔬的采摘機(jī)器人原型機(jī) 我國對(duì)于農(nóng)業(yè)采 摘機(jī)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(jī)器人機(jī)械臂的選取直接影響果實(shí)采摘的 作業(yè)效率和成功率 而機(jī)械臂的自由度是影響末端 執(zhí)行器可達(dá)空間以及采摘靈活度的重要因素 本文 按照機(jī)械臂自由度的類型歸納整理了國內(nèi)外農(nóng)業(yè)采 摘機(jī)器人的機(jī)械臂研究現(xiàn)狀 并對(duì)未來的研究重點(diǎn) 進(jìn)行了展望 null 國內(nèi)外采摘機(jī)械臂的研究進(jìn)展 null 三自由度采摘機(jī)械臂 nullnullnullnullnullnull 國外三自由度采摘機(jī)械臂研究成果 日本岡山大學(xué)農(nóng)學(xué)部的 nullnullnullnullnull 等 null 針對(duì)溫室高 壟內(nèi)培的草莓設(shè)計(jì)了三自由度直角坐標(biāo)機(jī)械臂 該機(jī) 械臂 null 軸和 null 軸的運(yùn)動(dòng)通過串行接口和驅(qū)動(dòng)器進(jìn)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(dòng)機(jī)以及齒輪的配合實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng) 定位 精度為 nullnullnullnullnull 日本神奈川工科大學(xué)的 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 等 null 為了方便 老年人采摘自家果園中的番茄設(shè)計(jì)了一種三維運(yùn)動(dòng)機(jī) 械臂 該機(jī)械臂可在三個(gè)正交方向上移動(dòng) 其中 null null null 方向的運(yùn)動(dòng)行程分別約為 nullnullnullnull nullnullnullnull 和 nullnullnullnull 采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 科威特的 nullnullnullnull 等 null 為家庭和溫室設(shè)計(jì)了一種采 摘小番茄的三自由度機(jī)械臂 機(jī)械臂上有兩個(gè)連桿 齒輪 用于控制左右和上下運(yùn)動(dòng) 齒輪由鋁制成 前 后運(yùn)動(dòng)通過線性制動(dòng)器伺服馬達(dá)控制 線性制動(dòng)器 伺服馬達(dá)固定在內(nèi)螺紋上 進(jìn)而與垂直齒輪固定在 一起 日本農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所的 nullnullnullnullnullnullnull 等 null 為高架基質(zhì) 床栽培的草莓采摘設(shè)計(jì)了一種三自由度圓柱型機(jī)械 臂 機(jī)械臂通過旋轉(zhuǎn)制動(dòng)器旋轉(zhuǎn) 使其面向兩側(cè) 使用 線性制動(dòng)器垂直移動(dòng)和水平移動(dòng) 旋轉(zhuǎn)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(duì)涼棚式種植的獼猴 桃研制了一種三自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂 機(jī)械臂由 null 個(gè)旋 轉(zhuǎn)軸組成 軸 null 繞垂直軸旋轉(zhuǎn) 軸 null 限制在垂直方向旋 轉(zhuǎn) 軸 null 限制在水平方向旋轉(zhuǎn) 通過四連桿機(jī)構(gòu)從臂的 底部驅(qū)動(dòng) 第二個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)用于保持前臂部分垂直 機(jī)械臂由鋁板制成 通過工業(yè)伺服電機(jī)配合標(biāo)準(zhǔn)工業(yè) 伺服控制器進(jìn)行控制 nullnullnullnullnullnull 國內(nèi)三自由度采摘機(jī)械臂研究成果 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的陳利兵 nullnull 設(shè)計(jì)了一種三自由度 直角坐標(biāo)機(jī)械臂用于草莓采摘 機(jī)械臂的直線運(yùn)動(dòng)采 用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn) 其中 null 軸為滾珠 絲杠導(dǎo)軌 位置重復(fù)精度為 nullnullnullnullnullnullnull null 軸為齒形帶 導(dǎo)軌 位置重復(fù)精度為 nullnullnullnullnullnullnull null 軸采用自行設(shè)計(jì) 的絲杠傳動(dòng)直線導(dǎo)軌 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的張杰等 nullnull 設(shè)計(jì)了一種三自由度 機(jī)械臂用于蘋果采摘 機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)軸由一個(gè)伺服電機(jī) 通過減速機(jī)帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械本體進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 水平軸采用 一個(gè)伺服電機(jī)通過行星減速機(jī)帶動(dòng)齒輪齒條而運(yùn)動(dòng) 垂直軸由一個(gè)伺服電機(jī)通過同步帶輪帶動(dòng)滾珠絲桿的 運(yùn)行而運(yùn)動(dòng) null 四自由度采摘機(jī)械臂 nullnullnullnullnullnull 國外四自由度采摘機(jī)械臂研究成果 日本的 nullnullnullnullnull 等 nullnull 設(shè)計(jì)了四自由度番茄采摘機(jī) 器人 機(jī)械臂采用 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 型工業(yè)機(jī)器人 該 機(jī)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(xué)的 nullnullnullnullnullnullnullnull 等 nullnull 研制了一種 四自由度鉸接式機(jī)械臂用于櫻桃采摘 機(jī)械臂上下橫 移的軸使用交流伺服馬達(dá)和螺桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) 第一和第 二個(gè)左右轉(zhuǎn)動(dòng)軸由小型交流伺服電機(jī)和諧波減速齒輪 驅(qū)動(dòng) 第三個(gè)左右轉(zhuǎn)動(dòng)軸由一個(gè)帶減速齒輪的小型直 流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 韓國國家農(nóng)業(yè)科學(xué)院的 nullnullnull 等 nullnull 研制了一種用 于收獲臺(tái)式培養(yǎng)草莓的四自由度機(jī)械臂 該機(jī)械臂 在笛卡爾式連桿結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上 額外設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn) 動(dòng)軸 使得 采 摘 機(jī) 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(jī)械臂研究成果 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的周舟等 nullnull nullnullnull 針對(duì)番茄的特點(diǎn) 及其植株的生長分布 設(shè)計(jì)了具有平行結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)的四 自由度機(jī)械臂 第一個(gè)關(guān)節(jié)用于機(jī)械臂自身的旋轉(zhuǎn) 第二個(gè)關(guān)節(jié)為可以生成兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的平行連桿機(jī) 構(gòu) 第三個(gè)關(guān)節(jié)為移動(dòng)關(guān)節(jié) 該關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器 的伸縮運(yùn)動(dòng) 第四個(gè)關(guān)節(jié)用于旋轉(zhuǎn)手腕 西北農(nóng)林科技大學(xué)的 nullnullnull nullnull 和日本研究人員合作 設(shè)計(jì)了一種笛卡爾型四自由度草莓采摘機(jī)器人 機(jī)械 臂采摘安裝在鋁制矩形框架中 采摘運(yùn)動(dòng)由三個(gè)互相 垂直的直線運(yùn)動(dòng)以及一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成 桂林電子科技大學(xué)的伍錫如等 nullnull 研制了一款采 摘蘋果的四自由度柔性機(jī)械臂 為了提高機(jī)械臂的運(yùn) 動(dòng)軌跡精度和采摘成功率 選擇電機(jī) 諧波減速器以及 編碼器的組合來精確控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng) 江蘇大學(xué)的杜金財(cái)?shù)柔槍?duì)籬架式栽培的葡萄 設(shè) 計(jì)了一種基于中空走線的關(guān)節(jié)型四自由度機(jī)械臂 機(jī) 械臂采用雙連桿薄壁結(jié)構(gòu) 一側(cè)驅(qū)動(dòng) 另一側(cè)走線 并 nullnullnullnull 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) nullnullnullnull年 對(duì)每個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行穿線孔設(shè)計(jì) 電機(jī)電源線與數(shù)據(jù)線及 末端執(zhí)行器電機(jī)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(xué)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(guān)節(jié)式采摘機(jī)械臂 腰關(guān)節(jié) 小 臂和腕部均采用交流伺服電動(dòng)機(jī)串接諧波減速器結(jié)合 齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式 肩關(guān)節(jié)采用齒輪和蝸輪蝸桿二 級(jí)減速機(jī)構(gòu) 由交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的張凱良等 nullnull 設(shè)計(jì)了一款針對(duì)高 架栽培模式的草莓采摘機(jī)械臂 直動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)搭 配增量式編碼器 實(shí)現(xiàn) null null null 方向的精確平動(dòng) 旋轉(zhuǎn) 關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)搭配絕對(duì)式編碼器 帶動(dòng)絲杠導(dǎo)軌連同 末端執(zhí)行器一同在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn) 浙江大學(xué)的王燕等 nullnull 研制了四自由度的關(guān)節(jié)型 果蔬采摘機(jī)械臂 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)采用直流力矩電動(dòng)機(jī)串接 諧波減速器的傳動(dòng)方式 底座及各連桿設(shè)計(jì)為薄壁結(jié) 構(gòu) 在保證剛度和強(qiáng)度的前提下 底座和各關(guān)節(jié)均采 用鋁 合 金 材 料 而各連桿則選用輕質(zhì)高強(qiáng)的碳纖 維管 null 五自由度采摘機(jī)械臂 nullnullnullnullnullnull 國外五自由度采摘機(jī)械臂研究成果 日本岡山大學(xué)農(nóng)學(xué)部的 nullnullnullnullnull 等 nullnull 針對(duì)棚架栽 培模式的葡萄 開發(fā)了一種五自由度機(jī)械臂 該機(jī)械 臂具有腰部 肩部和腕部的四個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 還有一個(gè)移 動(dòng)關(guān)節(jié) 以便通過簡單的控制方法實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的高速 工作 日本愛媛大學(xué)農(nóng)學(xué)部的 nullnullnullnullnull 等 nullnull 針對(duì)高架臺(tái) 式栽培的草莓開發(fā)了一種五自由度機(jī)械臂 由于機(jī)器 人在栽培床下進(jìn)行采摘作業(yè) 因而機(jī)械臂末端連桿設(shè) 計(jì)成一個(gè) null 型結(jié)構(gòu) nullnullnullnullnullnull 國內(nèi)五自由度采摘機(jī)械臂研究成果 江蘇大學(xué)的趙德安等 nullnull nullnullnull 研制一種果樹采摘機(jī)械 臂 第一個(gè)自由度為升降自由度 主要起抬升機(jī)械臂 的作用 中間三個(gè)自由度為旋轉(zhuǎn)自由度 能夠?qū)崿F(xiàn)末端 操作器在工作空間中轉(zhuǎn)向任意方向 第五個(gè)自由度為 棱柱關(guān)節(jié) 將末端操作器送到目標(biāo)果實(shí)的位置 機(jī)械 臂運(yùn)動(dòng)采用交流伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制 臺(tái)灣宜蘭大學(xué)的 nullnullnullnull 等 nullnull 開發(fā)了一個(gè)溫室番茄 采摘機(jī)器人 其中機(jī)械臂為三菱 nullnullnullnullnull 它是一個(gè) 五自由度的垂直關(guān)節(jié)機(jī)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(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的馮鮮 等 nullnull 設(shè)計(jì)了一種關(guān)節(jié)型五自由度水蜜桃采摘機(jī)械臂 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)分為腰部轉(zhuǎn)動(dòng) 大臂搖擺 小臂二次搖擺 腕部俯仰及旋轉(zhuǎn) 各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)采用伺服電機(jī)控制 null 六自由度采摘機(jī)械臂 nullnullnullnullnullnull 國外六自由度采摘機(jī)械臂研究成果 日本立命館大學(xué)的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng) 化水果采摘機(jī)器人 其機(jī)械臂采用 nullnullnull 型機(jī)器人 這 種緊湊型協(xié)作式機(jī)器人重量只有 nullnullnullnull 但有效載荷可 達(dá) nullnullnull 所有手腕關(guān)節(jié)均可實(shí)現(xiàn) nullnullnullnull 旋轉(zhuǎn) 末端關(guān)節(jié)可 無限旋轉(zhuǎn) 以色列本 古里安大學(xué)的 nullnullnullnull 等 nullnull 開發(fā)了用于 溫室大棚采摘甜椒的機(jī)器人 采用六自由度 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 型工業(yè)機(jī)械臂 該機(jī)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(dá) nullnullnullnullnull 最大 承載量可達(dá) nullnullnull 菲律賓德拉薩大學(xué)的 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 等 nullnull 研制了一 種采摘橙色水果的自動(dòng)收獲機(jī)器人 采用六自由度機(jī) 械臂 nullnull 六個(gè)關(guān)節(jié)分別是底座旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 肩關(guān)節(jié) 肘關(guān) 節(jié) 腕部上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 腕部旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和末端執(zhí)行器關(guān) 節(jié) 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)通過 nullnullnullnullnullnullnull 微控制器控制伺服電機(jī) 驅(qū)動(dòng) nullnullnullnullnullnull 國內(nèi)六自由度采摘機(jī)械臂研究成果 國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心的馮青春等 針對(duì)高架栽培草莓設(shè)計(jì)了自動(dòng)采摘機(jī)器人 該機(jī)器人 使用小型關(guān)節(jié)型六自由度機(jī)械臂 其最大運(yùn)動(dòng)半徑為 nullnullnullnullnull 最大有效載荷 nullnullnull 點(diǎn)位往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最快 nullnullnullnull 重復(fù)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(xué)的顧寶興等 nullnull 設(shè)計(jì)了一種智能移 動(dòng)水 果 采 摘 機(jī) 器 人 選 用 日 本 的 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 型工業(yè)機(jī)器人作為采摘機(jī)械臂 采摘機(jī)械臂 額定負(fù)載 nullnullnull 重復(fù)精度 nullnullnullnullnullnullnull 采 摘 半 徑 為 nullnullnullnullnullnullnull 垂直伸展高度為 nullnullnullnullnullnullnull 機(jī)械臂底座距 離地面高度為 nullnullnullnullnullnullnull 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的寧志超等設(shè)計(jì)了一種六自由度采 摘機(jī)械臂 機(jī)械臂的設(shè)計(jì)采用模塊化的方法 由鋁制 合金結(jié)構(gòu)支架和底座組合而成 各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)通過伺服 電機(jī)控制 廊坊職業(yè)技術(shù)學(xué)院的趙玲亞等 nullnull 設(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)串 聯(lián)的空間開鏈機(jī)構(gòu)的六自由度采摘機(jī)械臂 采摘時(shí)通 過液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)舉升液壓缸 伸縮臂以及腕部的翻轉(zhuǎn) 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(dá)到對(duì)不同生長環(huán)境下圓形水果的采摘 天津農(nóng)學(xué)院的鄭爽爽等 nullnull 為蘋果采摘機(jī)器人設(shè) 計(jì)了一種六自由度關(guān)節(jié)型機(jī)械臂 底座通過舵機(jī)帶動(dòng) 傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn) 其中 的各個(gè) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 和 旋 轉(zhuǎn) 均 是 通 過 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 螺 旋 絲 桿 來 實(shí)現(xiàn) 第 null期 張文翔 等 果蔬采摘機(jī)器人機(jī)械臂研究現(xiàn)狀與展望 nullnullnullnull null 其他類型采摘機(jī)械臂 nullnullnullnullnullnull 國外其他類型采摘機(jī)械臂研究成果 比利時(shí)林堡天主教大學(xué)學(xué)院的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 設(shè)計(jì) 了一種蘋果采摘機(jī)器人 選擇松下 nullnullnullnullnullnull 型機(jī)械臂 作為采摘機(jī)械臂 為了擴(kuò)大機(jī)械臂的作業(yè)范圍 增加了 第七個(gè)外部垂直軸 美國華盛頓州立大學(xué)的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 針對(duì) null 型格 種植的蘋果研制了七自由度冗余機(jī)械臂 機(jī)械臂采用 模塊化設(shè)計(jì) 選擇 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 執(zhí)行器作為全旋轉(zhuǎn) 臂 兩個(gè)連桿框架由鋁板制成 旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂固定在一個(gè) 基座上 基座安裝在線性導(dǎo)軌上 基座的執(zhí)行器是雙極 步進(jìn)電機(jī) 澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)的 nullnullnullnullnullnullnull 等 nullnull 為在平 面格狀結(jié)構(gòu)中種植的甜椒開發(fā)了新型采摘機(jī)器人 機(jī) 器人采 用 nullnullnull 型 機(jī) 械 臂 該機(jī)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(jī) 械臂安裝在一個(gè)柱形提升關(guān)節(jié)上 荷蘭農(nóng)業(yè)與環(huán)境工程研究所的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 設(shè)計(jì) 了一種用于溫室采摘黃瓜的機(jī)器人 為了增加采摘速 度和避免碰撞 機(jī)械臂采用三菱 nullnullnullnullnull 型機(jī)械臂結(jié) 合線性滑道的七自由度設(shè)計(jì)方案 nullnullnullnullnull 型機(jī)械臂 由直流電動(dòng)機(jī)和伺服控制器結(jié)合絕對(duì)編碼器驅(qū)動(dòng) 線 性滑道由直流電動(dòng)機(jī)和伺服控制器結(jié)合增量解碼器驅(qū) 動(dòng) 機(jī)械臂的總體穩(wěn)態(tài)精度為 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull null 日本岡山大學(xué)農(nóng)學(xué)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(gè)由兩個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)和 五個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成的七自由度冗余機(jī)械臂 上臂和前 臂長度分別為 nullnullnullnullnull 和 nullnullnullnullnull 移動(dòng)關(guān)節(jié)的行程分 別為 nullnullnullnullnull 水平方向 和 nullnullnullnullnull 垂直方向 比利時(shí)魯汶大學(xué)的 nullnullnullnullnullnull 等 nullnull 開發(fā)了一種蘋果 采摘機(jī)器人 該機(jī)器人采用九自由度冗余模塊化多功 能農(nóng)業(yè)采摘機(jī)械臂 nullnull 關(guān)節(jié) nullnull 用于舉起整個(gè)機(jī)械臂 以便采摘高處果實(shí) 關(guān)節(jié) nullnull 使機(jī)械臂相對(duì)于采摘方向 向兩側(cè)移動(dòng) 關(guān)節(jié) nullnullnullnullnull 使機(jī)械臂向前和向后移動(dòng) 從 而可以到達(dá)更深的樹冠內(nèi)部并進(jìn)行避障 關(guān)節(jié) nullnullnullnullnull 可在與目標(biāo)的近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高靈活性 關(guān)節(jié) nullnull 將 末端執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)至正確的抓握方向 各關(guān)節(jié)采用電機(jī) 配合高減速器驅(qū)動(dòng) nullnu