项目背景:
传统的椰子采摘方式主要分为四种:①椰果熟透自然脱落;②用长竹竿钩果;③爬树采果;④训练猴子采摘。这些方法都存在一定弊端,如熟透自然脱落会影响椰果品质,不能满足椰果加工要求;用长竹竿钩果时,操作费时费力,椰树越高,劳动强度越大;人工爬树采果效率低且存在安全问题得不到保障;训练猴子采摘成本太高,难度太大等问题。
因此针对上述传统椰果采摘方式的弊端,计爬树采摘机器人来代替人工完成采摘工作,可以有效避免采摘人员在攀爬时因攀爬不慎而发生摔伤事故,同时降低采摘劳动强度,提高采摘安全性和工作效率,保障采摘人员的人身安全。
结构说明:
本项目共设计了两款爬树采摘机器人,一款为攀爬式,另一款为旋转式。其中攀爬式爬树机器装置由4条仿生机械腿、单片机控制模块、斯科特驱动模块、动力模块锂电池、系列滑轮组件、若干零件支架等部分组成;旋转式爬树机器装置主要由两组摩擦轮、行星减速器、单片机控制模块、斯科特驱动模块、动力模块锂电池、传动带、若干零件支架等部分组成;机械手装置主要由减速机、CHX-3连杆伺服电机、大臂、小臂、连接体、旋转台、滑道、滑台齿轮、机械手底座、若干零件等部分组成。
创新点及产品优势:
1.新的概念、结构模式。本次设计和研究的爬树采摘机器人,采用了新的概念、结构模式,即利用手机APP软件控制机器人组合进行工作;同时也采用了新的结构模式,攀爬式/旋转式爬树机器装置+采摘机械手装置+剪切切割装置,再采用手机APP控制系统进行控制。
2.作业用时短,能保证品质。爬树采摘机器人进行椰果采收作业所用时间短,且能有效保证椰果品质。
3.能够实现代替人工上树作业。只需要站在离椰树一定距离处进行控制操作,故不会造成人身安全威胁。
4.可视化操作作业。爬树采摘机器人进行椰果采收作业具备可靠性好、精度高的视觉系统,能够方便准确地识别以定位成熟的椰子果实,并引导锯片切割器灵活准确地接近目标,实施采摘剪切工作。同时进行椰果采收作业具备柔性和灵巧性都比较好的机械臂装置、滑道系统及爬树机器装置,使得机械手具有一定的冗余度能够在作业过程中躲避枝丫障碍物。
5.操作程序简单方便,工效高。爬树采摘机器人进行椰果采收作业操作简单方便,有效降低采摘强度。