草莓采摘机器人.doc

,液汁丰富,味美可口,极富营养价值和保健价值。我国近几年的草莓种植面积迅猛增加。草莓多为二歧聚伞花序,按次序先后开花结果,这独特的生长方式造成果实的不定期成熟,需要人工不定时地进行判断和收获。在草莓收获期,每天至少收获两次,并且人工每摘一处草莓,需要弯腰一次,劳动强度和作业量非常大。随着农村劳动力向第二、三产业转移以及农村劳动力的妇女化和老龄化,用于生产草莓的劳动力日趋紧张,由此开发一种能够代替人工作业的草莓采摘机构势在必行。但由于草莓独特的外形特性以及栽培的条件,给草莓收获实现自动化增添了难度,同时草莓果实的组织结构对于采摘机构也提出了较高的要求。这种机器人一般是在室外工作,作业环境较差,但是在精度上却没有工业机器人那样要求高;这种机器人的使用者不是专门的技术人员,而是普通的农民,所以技术不能太复杂,而且价格也不能太高。关键词::衿草莓采摘机器人:综合来说首先是要找到一种可靠性好、精度高的视觉系统技术,能够检测出所有成熟果实,精确对其定位;然后是提高机械手和末端执行器的设计柔性和灵巧性,成功避障,提高采摘的成功率,降低采摘草莓的损伤率;最后是要提高采摘机器人的通用性,提高机器人的利用率。采摘机器人的主要结构有:末端执行器,视觉传感器,机械手。:由于草莓的外表比较脆弱,而它的形状和生长状况较复杂,因此末端执行器的设计通常被认为是农业机器人的核心技术之一,它对末端执行器抓持力的控制要求很高,同时要求夹持系统具有一定柔性,可以补偿部分力控制产生的误差,避免夹持力过小而抓取失稳,导致草莓掉落,因此将欠驱动多指手作为草莓采摘机器人的末端执行器。其特点有:通用性和灵活性较强;系统简单,成本较低,可控性好,易于操作和维护;还可以实现果蔬的无损采摘。:视觉是人类最重要的感觉之一,人们从外界环境获取的信息中,百分之七十以上是由视觉完成的,因此视觉信息处理是当前信息研究的核心任务之一,机器人视觉就是给机器人装上视觉传感器,模拟人的视觉功能,从图像或图像序列中提取信息,对客观世界进行形态识别,使机器人完成许多艰巨的任务。视觉传感器主要由彩色摄像机来寻找和识别成熟的草莓,利用双目视觉方法对目标进行定位。收获时,由视觉系统计算采摘目标的空间位置,接着采摘机械手移动到预定位置,末端执行器向下移动直到把草莓吸入。:机械手作为采摘机器人的主要执行部件,其功能是将末端执行器移至接近果实的位置。机械手结构一般属于空间开式链。由于农业环境的复杂性,不确定性和果实分布的随机性,采摘机械手的选型既要遵循工业机械手的基本原则,又要考虑其工作的特殊性。果实采摘过程中,植物茎叶以及植物支撑装置的位置不固定,为了减少对植物的损伤,机械手必须能方便地避开障碍物。。通常一般机构正常工作的条件是驱动器数目等于机构本身自由度,即所谓的全驱动方式,如常见的6自由度工业机器人都具有6个电动机。当机构的驱动器数目少于机构本身的自由度数目,可依靠机构自身的动力约束条件来正常工作,称这类机构为欠驱动机构,多指手的手指通常有数个关节,关节数就等于该手指机构的自由度。在全驱动方式下,手指上每个关节都必须加