番茄采摘机器人总体结构设计开题报告

1. 研究目的与意义

作为一个农业大国，实现农业的现代化、机械化和智能化是未来发展的必然趋势。

在果蔬采摘行业中，随着采摘工作的规模化、多样化和精确化，劳动力也逐渐显现出不足，同时许多农业的采摘工作比如蔬菜、果实的采摘和分类、苗木的嫁接等等都是工作较为繁重的任务，不仅工人容易感到劳累厌烦，工作效率也较低。

而瓜果的采摘作业更是如此，番茄作为一种温室典型瓜果作物，它的采摘作业就是整个番茄生产链中耗时最长、最费力的一个环节，采摘工作的季节性强，劳动强度大，采摘费用也较高，因此开发具备采摘功能的农业机器人成为国内外学者的热点研究问题。

2. 国内外研究现状分析

1993年日本近藤等人研制的番茄采摘机器人，由机械手、末端执行装置、视觉传感器和移动结构组成。

这种采摘机器人采用了7个自由度的机械手，把彩色摄像机作为视觉传感器，来寻找识别成熟的果实，并且还运用双目视觉方法对果实进行定位。

日本冈山大学研究出的一种用于果园棚架栽培模式的葡萄采摘机器人，这种机器人具有一个6个自由度的极坐标机械手，有4个旋转关节和1个棱柱型的直动关节。

3. 研究的基本内容与计划

1.主要设计番茄采摘机器人的动力，传动和输出装置。

2.对番茄采摘机器人进行总体优化。

3.番茄采摘机器人行走方式的确定。

4. 研究创新点

通过比较现有的采摘机器人的末端执行器，选取一种较为合适的末端执行器的结构，保证采摘工作的可靠性。

机器人底盘采用三轮式结构，较为简单，前轮提供导向和支撑，后轮提供动力。

驱动方式采用步进电机驱动，比较液动和气动驱动较为方便且污染小。