大棚栽培草莓采摘机械装置设计

文章以草莓为试验对象,通过分析所采摘草莓的几何尺寸、外形等物理参数的基础上,设计开发了一种应用于草莓采摘的自动采摘机械装置。该装置通过驱动机构自动驱动,实现田间自由直行和转向,利用齿轮齿条机构实现了机械臂的自动伸缩,通过设计的3个存储罐,实现草莓的分级采摘,利用光电传感技术实现了障碍物自动规避。试验结果表明,该机构能较好地完成草莓采摘任务,草莓抓取成功率≥95%,损伤率≤5%,所研发的草莓采摘机构是可行的。该研究为解决草莓采摘自动化提供了参考。     

一种仿人手式草莓采收装置的设计

为了减轻人工采摘草莓的劳动强度、降低生产成本、提高效率，利用手指抓取原理设计了一种人工操作辅助采摘的草莓采摘装置，其主要仿人手的采摘部分、输送部分、收集部分及便携腰带等组成。使用时，用腰带把该装置系在人的腰部，通过连杆机构及传动机构操纵手指关节的合并、弯曲动作以达到张开、闭合状态，实现草莓茎的抓取、切断及果实的夹持；果实由带挡板的输送带来完成草莓输送，直至收集箱内，实现采摘、输送和收集为一体；经验证，装置实现了设计功能，采用机械式操作，结构简单、成本低，且无需人手直接去采摘，可用于辅助人工采摘地垄、高架种植草莓等场合。     

地垄式单驱多果草莓人工辅助采摘装置设计

针对传统地垄式生长草莓采摘效率低、人工采摘劳动强度大等问题,提出了一种由两组双曲柄创新设计而成的末端采摘机构,并研制了一种地垄式单驱多果草莓人工辅助采摘装置。介绍了这种采摘装置的结构组成、工作原理,分析了末端采摘机构的工作范围与垄地坡度的联系。利用加工出的样机进行采摘试验,结果表明该装置满足地垄式草莓采摘的作业要求,能在一个工作周期内采摘多个草莓且通过调节机架杆角度来适用于不同垄地环境,可有效提高草莓采摘效率。     

基于TCS3200颜色识别的草莓采摘车的设计

针对近年来我国草莓种植面积增加和草莓采摘劳动力缺乏导致的草莓采摘难题,经过总体方案设计、设备选型等步骤设计出一款草莓采摘车。设计采用双层系统,以集成度和稳定性高的嵌入式微控制器STC89C516为控制器,以应用广泛、识别精度较高的TCS3200为草莓成熟度识别器,实现草莓采摘时对草莓成熟度识别、自动采摘及草莓采摘车的位置移动等功能。研究成果显示,该设计样机基本实现了草莓采摘时移动、识别、采摘的功能。     

高架草莓采摘机器人系统研究

针对传统人工采摘草莓带来的问题以及我国高架草莓种植面积的迅速推广,为实现草莓采摘的自动化、机械化,设计了高架栽培草莓的采摘机器人系统。高架草莓采摘机器人系统由软件和硬件2部分组成。硬件包括履带式行走机构、三自由度工作台、末端采摘机构以及STM32f103vet6芯片作为控制系统硬件。软件包括成熟草莓的识别、三维坐标定位。实验数据表明高架草莓采摘机器人系统可以完成成熟草莓的识别、成熟草莓的双目定位以及成熟草莓的采摘工作。成熟草莓识别率达到95%以上,在1120mm内双目草莓定位精度1.5cm±5%,完全满足草莓采摘的要求。     

一种可穿戴式水果采摘装置的创新设计

介绍了现有的采摘器具的发展现状,分析了现有采摘机器的优缺点,创新设计了一种可穿戴水果采摘设备。论述了该装置的设计思路和组成部分,采用八杆机构改变两杆间角度实现2～4.5 m的采摘范围;采用组合开闭机构实现水果转移;采用四杆机构使背部装置可背负可变推车,实现装载和运输功能。建立了背部四杆机构的力学模型,对设计结构进行运动仿真分析和计算,得到满足实际要求的结构参数。该采摘装置相比以往采摘器具可实现高枝水果采摘,降低了水果损伤率,可采摘多种水果。     

草莓采摘机器人的系统研究设计

采摘机器人在农业机械设施中扮演着越来越重要的角色.通过对国内外采摘机器人现状的分析及采摘环境的研究,设计了一套基于双目立体识别技术的草莓采摘机器人结构,对图像识别系统、采摘机械手与存储装置、草莓运送装置、提升装置等部分及其原理进行分析,得出相关设计参数,通过计算机运动仿真分析,验证了其设计的可行性.草莓采摘机器人在降低...     

菠萝采摘装置手持切力机构动力学分析

为了减少菠萝采摘人员的劳动强度,提高采摘效率,研制了一种集杠杆和曲柄滑块机构于一体的轻量便携、结构简单的菠萝采摘装置。该装置将手持力与下压力通过传力机构带动夹持及切力机构实现切割功能,文中对传力机构进行了理论计算、仿真及试验测试,优化得出了样机参数。试验结果表明机构的传力、切割性能良好,并验证了切割运动轨迹的可行性。     

便捷的套索式水果采摘器设计

为解决现有水果采摘中存在的劳动工作量大、作业范围广、效率低下等问题,设计了一种便捷的套索式水果采摘器。该采摘器由伸缩装置、动力装置、传动装置、剪切装置和收纳装置组成,在直流电机的驱动下,由滚珠丝杆机构运动带动环形套索收缩实现采摘。理论计算确定了直流电机选型,并研制了实验样机与人工采摘和剪刀采摘进行对照实验,验证了套索式水果采摘器可以提高采摘效率,降低水果损伤率。     

新型高枝水果采摘器

为了降低水果采摘的技术难度与成本,设计研制了一种基于振动频率控制的高枝水果采摘机械装置。在该装置的机构学分析和理论计算基础上,确定了以锥齿轮和曲柄滑块机构为主的传动设计方案,通过将直流电机输出转矩转化为树枝的往复振荡来实现水果采摘。利用线性弹簧模拟树枝振荡过程,设计创建了基于刚柔耦合形态的等效力学模型;并通过运动学、动力学仿真分析,验证了样机结构的合理性与可靠性。现场采摘试验结果表明,该装置具有良好的实用性和水果采摘效能。为水果采摘机械的创新设计和实践应用提供了重要技术参考。     

基于人机协作的草莓采收一体化系统的研究

目前草莓的收获绝大部分依靠人工,效率低、劳动强度大、成本高。随着草莓产业的不断发展,社会老龄化速度加快和人口红利的增长,如何实现草莓的高效采摘成为亟待解决的问题。文中设计了一种基于人机协作的草莓采收一体化系统。该系统中,级联同步双向运动子系统实现了采收联动;脚踏式位姿调整子系统使执行机构在工作环境中能够多轴联动;基于人机工程学的设计理念,合理分配人和机器承担的操作职能,人机协作,实现了草莓精准采摘,同时降低了作业强度。     

复合连杆式菠萝采摘装置设计及传动分析

为解决人工采摘菠萝劳动强度大、采摘困难、效率低的问题,设计了一种基于曲柄滑块、偏置直动滑杆与多连杆传动式机构的菠萝采摘装置.运用Adams对机构运动进行仿真分析,优化了装置各部件的参数.实物样机经过实际测试,结果表明,装置适用于茎径为3～6 cm的菠萝采摘.试验统计数据表明,该装置单次采摘用时比人工采摘平均减少1.2 ...     

基于平行四边形抬臂伸缩机构的采枣装置研究与设计

设计了一款半自动化的小型机械采摘设备,解决了机械化采摘枣子的问题。该装置主要分为平行四边形抬臂伸缩机构、打枣作业机构、收集控制机构和移动底盘四个部分,其中抬臂伸缩机构为平行四边形结构,打枣作业机构为偏心轮机构,装置具有方便、高效、适用范围广的特点。     

一种叶类采摘装置设计

为了提高叶类采收的工作效率、降低工作强度,提出了一种新型高枝树叶采摘装置,并对其结构及工作原理进行了介绍.该叶类采摘装置主要由行走机构、升降机构、采摘装置和收集装置组成,工作原理清晰,具有灵活方便、结构紧凑、工作效率高等优点.     

折叠臂式的可调间隙梳式异形果实采摘机

针对当前我国大部分地区水果采摘依然主要靠人工、作业范围广、触碰力度控制要求高等问题,以果实采摘机为研究对象,设计了一种由双采摘头、端面凸轮、伸缩机构、收集容器等装置组成的折叠臂式的可调间隙梳式异形果实采摘机。利用该机械装置机构合理,制造方便,操作容易的特点,来达到高效采摘、降低劳动力、减少生产成本等目的。     

草莓采摘机器人的草莓定位算法研究

本文对该草莓采摘机器人的采摘定位算法进行了研究。通过对双目视觉草莓定位算法进行研究分析,提出基于单目视觉与测距传感器相结合的草莓定位算法,并且对草莓定位的误差进行对比分析。实验表明,该方法对草莓的识别率可以达到95%以上,对草莓的定位误差在10mm以内。     

基于双目视觉定位的智能葡萄采摘机设计

针对传统人工采摘葡萄效率低、人力成本高的问题,本文设计了一款基于双目视觉定位的智能葡萄采摘机。分析人工采摘葡萄过程中的托住葡萄、剪裁葡萄柄和收集葡萄一系列动作,设计了基于可沿环形运输臂运动的袋装装置和夹持装置的葡萄托住机构、末端执行器带剪子的六自由度机械臂葡萄剪裁机构和采用滚珠丝杠原理实现葡萄分装的葡萄收集机构。利用Solidworks建立了基于双面视觉定位的智能葡萄采摘机三维模型,系统仿真了采摘机的葡萄采摘、封装、运输功能,输出目标葡萄串的运动轨迹,可实现采摘、封装和运输为一体的自动化操作;驱动机构采用市面上成熟产品具备较大安全设计余量,基于ANSYS Workbench软件对主要受力部件进行了分析校核,对结构方案设计及材料选型进行了验证分析。结果表明,该设计方案可满足使用需求,具有较强的工程实施价值,可为其他类似自动化产品设计提供参考。     

果蔬采摘欠驱动灵巧机械手的设计

欠驱动机构是指驱动器数目少于机构本身自由度数目的机构。为了实现果蔬的无损采摘,通过理论分析、指端结构设计、传动机构设计和驱动机构设计与建模仿真,设计出一种灵活性高、结构简单的果蔬采摘欠驱动灵巧机械手。该机械手抓取物体时具有形状自适应能力,可完全包络物体实现无损采摘,且体积小、成本低,能够适应农业采摘自动化技术的推广。     

刚柔混联的草莓采摘机械手结构设计与动力学分析

针对草莓形状不规则、组织娇嫩,容易受机械损伤,难以实现高效低损的机械化采摘作业的问题,提出一种刚柔混联的机械手结构。为了建立柔顺伪刚体模型,将柔顺构件等效为具有欠驱动关节的多刚体串联系统;采用影响系数法建立柔顺构件等效多刚体系统的动力学模型,对机械手柔性构件的动力学特性进行仿真分析与样机试验研究。仿真和试验结果表明,采用力反馈的刚柔混联机构具有良好的包络性、可控性、平稳性及速度特性,适合于草莓的柔顺抓取控制,该成果可为草莓等果蔬无损采摘机械手的设计及优化提供借鉴和参考。     

便携式枸杞采摘装置设计

根据枸杞果实特性和采摘的工艺要求,结合人工采摘的特点,设计了一种便携式的杞摘采摘装置。采摘装置由采摘头和果实收集盒组成。利用电机驱动采摘头螺旋形采摘片旋转,产生梳刷与牵拉作用,实现枸杞的采收。该采摘的装置结构简单,操作方便快捷,同时刀片两边贴有硅胶,降低了枸杞的损伤率。