柑橘采摘机器人总体结构方案设计
第3章 柑橘采摘机器人总体结构方案设计
为适应多变开放的柑橘园地面环境,选用装有麦克纳姆轮的移动小车作为机
械手在果园内作业的移动平台。麦克纳姆轮移动小车靠纯电力驱动，以达到节
能环保的作用，在必要时可为其配备发电机。小车上安装有升降平台，机械手
整个部分安装在升降台上，以提高果实采摘机械手在垂直方向的运动范围。
机械手底座和关节的运动采用交流伺服电机作为驱动源，并使用行星齿轮减速
器进行减速，达到提高最终输出扭矩的效果。中臂采用气动马达，使其能够达
到动作的快速响应，以及降低价格成本。小臂采用伺服电机带同同步带传递动
能,使其能够较远距离传递动能给末端[12]，采摘机械手末端通过快速连接机械装
置将法兰盘与末端执行器固连。在末端执行器下部连接有漏斗状的果实收集装
置,并且漏斗状收集装置与柔管道相连接，采摘后的柑橘由此落下,依靠其重力势
能，通过柔性管道将柑橘传送到收集筐中。
柑橘采摘机器人总体结构大致可由 5部分组成，如图 3.1 所示，可移动小
车底盘，升降梯，柑橘采摘机器人机械手，柑橘采摘执行末端，电控系统，视
觉系统六部分组成。
图3.1 采摘机器人总体结构
3.1 可移动小车底盘
可移动小车底盘由四个麦克纳姆轮、底板、伺服电机、供电系统、传感器
系统、水果回收蓝等组成，如图 3.2 所示。装有四个麦克纳姆轮的底板可控制
整个移动平台的移动，如平台的前进、后退、横移、斜行、原地 360°旋转及其
组合等动作，在伺服电机的控制下都能完美的实现。供电系统为电机源源不断
的输送电能，实现连续采摘作业。传感器系统能够识别整个小车周围是否有障
碍物，使得能够实现自动避障。底板上安装有一个真空泵，为执行末端提供一
个持续的吸力，能够更好的使执行末端达到采摘效果。可移动小车为果实采摘
机器人提供了最根本的运行条件。
图3.2 移动小车底盘
3.2 升降梯
升降梯的作用大大加大了机械手的可采摘范围，如图 3.3 所示，同时为机
械手的采摘带来极大的方便。同时升降梯能够承受人的重量，在未安装机械臂
时，能用来充当一个可随时移动的梯子，才在上面可进行认为采摘，是的人工
采摘更加高效，更加方便与更加安全。
摘要：
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第3章柑橘采摘机器人总体结构方案设计为适应多变开放的柑橘园地面环境,选用装有麦克纳姆轮的移动小车作为机械手在果园内作业的移动平台。麦克纳姆轮移动小车靠纯电力驱动，以达到节能环保的作用，在必要时可为其配备发电机。小车上安装有升降平台，机械手整个部分安装在升降台上，以提高果实采摘机械手在垂直方向的运动范围。机械手底座和关节的运动采用交流伺服电机作为驱动源，并使用行星齿轮减速器进行减速，达到提高最终输出扭矩的效果。中臂采用气动马达，使其能够达到动作的快速响应，以及降低价格成本。小臂采用伺服电机带同同步带传递动能,使其能够较远距离传递动能给末端[12]，采摘机械手末端通过快速连接机械装置将法兰盘与末端...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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时间：2024-08-29
