番茄采摘機(jī)械手與末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、果蔬采摘機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)采摘果實(shí)的目標(biāo),首先要求構(gòu)成機(jī)器人的各部分能夠相互協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),其次由于采摘的最終動(dòng)作是采摘下果實(shí),而這一動(dòng)作直接關(guān)系到果實(shí)能否采摘下來(lái)以及采摘時(shí)間等因素,因此研究采用何種高效的采摘方式與采摘模式非常重要。本課題以番茄為采摘對(duì)象,在自行構(gòu)建采摘機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對(duì)番茄采摘的方式、角度以及控制策略等進(jìn)行了研究,對(duì)于使番茄采摘機(jī)器人逐步走向?qū)嵱没?具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。取得的主要成果有:
　　 (1)完善采摘機(jī)器

2、人協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。由于機(jī)械手和末端執(zhí)行器的功能與接口可以實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收信號(hào),且由中間繼電器的工作原理得知繼電器可以在控制回路中傳遞中間信號(hào),因此使用兩個(gè)中間繼電器完成硬件電路的搭建結(jié)合軟件的編程,使機(jī)械手與末端執(zhí)行器之間可以實(shí)現(xiàn)信息傳遞,二者之間能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),構(gòu)建成了可協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的番茄采摘機(jī)器人系統(tǒng)。
　　 (2)優(yōu)化采摘方式。進(jìn)行了180°、320°扭斷果梗,向下30°折斷,向上30°、40°與50°折斷果梗以及拉斷果梗等

3、一系列的試驗(yàn),比較不同采摘方式下番茄果實(shí)離梗的成功率及所造成的負(fù)面影響。從試驗(yàn)結(jié)果比較分析得到:折斷與扭斷方式相比,折斷方式較優(yōu)；向上折斷與向下折斷相比,向上折斷的方式較優(yōu)；向上折斷的三個(gè)不同角度相比,40°的角度為最佳。由此得出較優(yōu)的采摘方式為向上折斷40°。探討了番茄栽培方式對(duì)機(jī)器人采摘的影響,提出了可采用水培、單串栽培、V型結(jié)構(gòu)等栽培方式以減少遮擋物,從而減少打斷果梗等現(xiàn)象。
　　 (3)優(yōu)化采摘控制策略。進(jìn)行了機(jī)械手與末