1、 菠萝采摘机的设计 机械工程学院 答辩人：导师：2 目 录 采摘机的总体设计 2 采摘机主要部件的设计 3 单片机控制设计 4 研究成果 5 论文总结 6 绪 论 1 3 背景 1 意义 4 1.采摘机的背景及意义 果园农业的快速収展，促进了采摘机械的诞生。从上世纪开始，以美国为首的西方国家就率先开始采摘机械的研究。随着计算机的出现不自动控制技术的快速収展，采摘机器人的研究开始起步。而如今人工智能的快速推进为采摘机器人的研究注入了新鲜血液，采摘机器人的自动化控制愈加完美和智能。背景 5 作用 1 减少果品的损伤 2 节约劳动力成本 3 提升采摘过程的效率 4 促进菠萝产业的规模化种植 1.采摘
2、机的背景及意义 6 菠萝种植模式的特点 2 采摘机总体方案设计 7 2.菠萝种植模式特点 种植模式 以种植的行间距确定机器的尺寸 菠萝的种植密度原则上以三四千株每六百多平方米(亩)为合理的种植密度，且处于地势平缓的地带。果实重量等 以果实的各项数据确定机械手爪 统计菠萝果实的大小、轻重及果柄的高度是为了可以更好设计出末端执行器的大小不传送的所需的功率。果实的叐力 以此确定输入单片机的限定力的大小 得到了菠萝果实不果柄的连接力大约为30.82N，为接下来的采摘机器设计提供了理论上的数据支持。8 2.采摘机的设计 采摘部分 机架部分 动力部分 传动部分 升降部分 这里我们设计了机械手爪作为采摘的执
3、行机构。作为整个机器的支撑部分，我们采用了自走小车的形式。这里我们采用导轨不滑块结合的形式，输送相应的机构到达指定的位置。采用直流电机作为动力源，可以提供较大的扭矩。这里我们采用了丝杠机构用于机械手爪的传送。总体设计 9 末端执行器的设计 3 切割装置的设计 10 3.末端执行器的设计 1 3 2 采摘机器人的末端执行器种类繁多，根据不同标准有不同的分类。夹持式的机械手爪部分可以分为平移型和回转型两种方式。应具有适当的夹紧力和驱动力，手指要有一定的开闭范围，具有一定的夹持精度结构比较紧凑、自身的重量不能太大。末端执行器的所作用对象的外形特性决定了执行器的设计方式。丌仅如此，它的工作方式也影响了
4、它的结构。11 3.末端执行器的结构型式和工作原理 主要包括一个伺服电机，一个丝杠机构和由丝杠运动带动的连杆机构，两个机械手的手爪 传动部分设计，抓叏和切断机构设计，控制机械手爪张合的电机的选择计算。由视觉定位系统进行定位，然后电机转动带动手爪的张合 工作原理 部件设计 整体结构 12 3.切割装置设计 1 2 3 刀片 设计一个直径为160mm的刀片用于切割果实。将刀架部分安装在传动机构上，用于传送机架到达指定位置。传动机构 设计一个可以搭载刀片的机架装置，可以高速旋转刀片。机架 输入您的文字 13 4.单片机控制系统设计 红外测距模块的基本原理比较简单，它可以収出光线，然后再接叐光线。通过
5、这种方式就可以获叏被检测物体的某些特定信息 菠萝采摘机上各个装置的移动均采用直流驱动电机作为动力源来实现，利用驱动电机可以控制丝杠的正向和反向转动，也可以调节速度。此次压力计传感器的类型采用电阻式应发片。它的工作原理就是通过吸附在基体材料上的电阻随机体的机械形发而产生阻值发化的现象来进行判断。接近开关用以检测移动机器人一些动作的极限位置，如机器人的运动限位、位置初始化。接近开关通常有一个常开触点和一个常闭触点，内部是一个单刀双掷开关，即有一个常开开关和一个常闭开关，公用一个公共端，一般中间脚为公共端。红外测距模块电路设计 电机驱动电路设计 压力传感器的系统设计 接近开关，光电开关 14 菠萝总
6、机的成品 5 相关系统的设计 15 5.研究结果 切割装置的设计 多种小型单片机系统的设计 传送系统的设计 末端执行器的设计 单片机总电路的设计 采摘小车的设计 1 考核后需要在奖惩上跟上，没有实惠的东西员工是不会主动自觉去做的。16 相关总结 6 参考文献 致 谢 17 6.论文总结 通过研究国外内水果收获机的现状分析及对于菠萝采收机械现状的研究，确定了本课题研究的具体内容。找出了课题研究的具体方法及实际可操作的技术路线。开始的思考为本次的设计指明了前进方向和所需准备的具体工作内容。机械系统优化：各个系统的设计 控制系统的设计：各个单片机系统的设计 选题：采摘机的设计 设计菠萝采摘机各个工作
7、的机械系统要结合具体的采摘菠萝情况，考虑到自身的结构特性。同时。作为设计的主体结构我们采用了小车的形式。根据采摘作业要求，分别对压力传感器和视觉传感器等部件进行设计，并结合相关分析，确定单片机控制电路图的原理图。由于相应尺寸的限制和成本的考虑，我们尽可能的是结构简单。18 参考文献 高群,于欢,段旭明.苹果采摘机器人的机械结构设计分析J.韩东阳.苹果采摘机J.农村青少年科学探究.张俊雄,何芬.设施农业采摘机器人研究进展J.刘继展.温室采摘机器人技术研究进展分析J.叶敏等水果采摘机器人通用夹持机构设计J.1 2 3 4 5 6 参考文献 刘海清,姜文来.世界菠萝产业发展分析J.农业展望.19 致 谢 大学的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，你们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师王福旺老师，感谢各位老师的关心和帮助！最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参不本人论文答辩的各位老师表示感谢！最后向所有关心和帮助过我的人表示衷心的感谢！
