中国是世界上最大的苹果生产国和消费国,苹果种植面积和产量均占世界总量的40%以上,在世界苹果产业中占有重要地位。随着人口的急剧增加,农业生产所承受的压力越来越大,队大规模、高效率的生产模式的需求也日益明显;同时,科技的发展和各种理论、技术的突破也使得这类生产模式成为可能。农业机器人凭借其无疲劳、高效率的优势起到相当重要的作用,为保证苹果的品质适时采摘是我国苹果产业的重中之重,采摘工作量繁重与劳动力的缺乏使得适时采摘变得越来越困难,自动采摘机器人正是在这种背景下诞生的。
解决人工采摘苹果的问题需要将农业与工业智能化相结合。为此设计一种五自由度,满足工作空间的基于智能采摘系统的苹果采摘机器人。该机器人通过工业摄像机、红外线探头采集外部环境信息,并传递到电源控制模块,从而控制以步进电机、舵机的源动力的驱动,进一步控制各个机械臂和吸入装置的转动调节,实现对苹果的自动化的采摘。
本设计致力于,苹果采摘机械的机械结构的设计与选型,完整的采摘机器包括机械部分和控制部分,设计过程难点是空间点的定位,与捕捉点的路径控制与模拟,机械结构的选择,造型设计等。本设计的动力主要源于一台功率足够大的电动机提供,保障苹果输送、机车移动,通过皮带传送和齿轮传动实现动力传输。苹果通过吸入装置抓取实现采摘过程,通关过输送装置实现轻柔装筐等工作。