瓜果采摘机械臂的改进与试验研究
瓜果采摘机械臂的改进与试验研究
摘要 现代农业的发展离不开现代化的农业机械，而现有的瓜果采摘机械臂难以满足全方位采摘瓜果的需要，针对这种不足，通过改进瓜果采摘机械臂设计原理及方法，创制了能在任意空间目标点采摘瓜果的机械臂，并对新改进的机械臂进行了试验，取得了预期的结果，这对现代化农业的发展是大有益处的。
关键词：瓜果采摘，农业机械，机械臂改进
1. 瓜果采摘机械的现状及改进的意义
现代化农业的发展是我国农业发展的必然趋势，而现代农业的发展离不开农业科技技术的不断进步，未来农业生产的发展也离不开机械化。而现有的瓜果采摘机器人的机械臂存在着不少问题，如它们大多直接购买现有工业机械手，而这些机械手不但成本较高，且所占空间大，在采摘瓜果的过程中往往不尽如人意，这些问题无疑会影响农业生产。因此针对现在瓜果采摘机械臂的这种不足，通过改进瓜果采摘机械臂设计原理和设计方法，创制了能在采摘范围内的任意目标点采摘瓜果的机械臂，并对新改进的机械臂进行了验证试验，验证了这种新创制了瓜果采摘机械臂的有效性和实用性，这对现代化农业的发展是大有益处的。
2. 农业采摘机械臂设计原理的优化与创新
瓜果采摘的机械化是现代农业的需要，而使用农用机械进行瓜果采摘仍需要遵循瓜果采摘的一般要求，那就是这些机械设备要占地面积小，采摘的范围要大，采摘瓜果要灵活且准确率高，并且要减少采摘给瓜果原株成长造成的伤害。因此，这些就决定了瓜果采摘机械臂的设计要尽可能满足这些要求，另外还要降低采摘成本，提高采摘瓜果的效率，适应现代市场经济发展的需要。而传统的农用瓜果采摘机器人所使用的机械臂，多是直接购买现有工业机械手，它们不但成本较高，且所占空间大，在使用过程不尽人意。为了保证新改进的机械臂采摘的灵活性，研制出新型的瓜果采摘机械臂，而改进了传统瓜果采摘机器人的设计原理和设计方法。
传统农业机器人的结构设计主要包括四大类：直角型、圆柱型、坐标型和关节型。对这四种机器人的优劣进行了综合的分析对比，最终选择了关节型的瓜果采摘机器人的结构设计。理论上6个自由度的机械臂设计虽然可以达到三维空间的任何点，但这种按照这种理论设计出来的机械臂往往结构比较复杂，在采摘瓜果的过程中不易控制。而同样是通过三维空间来确定采摘瓜果的目标位置，采用了4个自由度来控制机械臂灵活性的设计更具优势和实用性。
3. 瓜果采摘机械臂设计方法的改进
对瓜果采摘机械臂进行改进使之更能满足瓜果采摘的实际需要，改进机械臂的设计原理只是创制新机械臂的基础，还需要在此基础上在具体设计过程中进行