究成本较前两者也高。因此,在采摘机器人的应用中,目前技术上还并不成熟,仍处于试验研究阶段。但随着智能控制技术的进步,人形行走机构将会在果蔬采摘机器人中得到广泛应用。采用智能导航技术的无人驾驶自主式小车是采摘机器人行走部分的发展趋势。2.2机械手的结构现状分析机械手是具有传动装置的机械实体,由关节与连杆组合成一个相互连接和相互依赖的运动机构。机械手类似于人的手臂,是机械手系列机器人的主要执行部件,主要功能是将末端执行器移动到接近目标的位置,并调整方向使其容易接触目标,同时是手腕和末端执行器的支撑体。果蔬采摘机器人机械手的结构形式和自由度适用于不同果实的采摘,直接影响末端执行器的作业空间、运动精度、灵活性以及控制系统的复杂程度。研究文献表明,大部分结构形式都是直接采用工业机器人的机械手作为采摘机器人的机械本体。从自由度的构成来看,机械手的结构形式主要有直角坐标结构、极坐标结构和关节型结构三种。1、直角坐标结构直角坐标机械手的手臂(如图2-10所示)前三个关节位移动关节,构造比较简单,运动方向垂直,轨迹都是直线。各关节之间没有耦合,刚性好、定位精度精度高。但是占的空间比较大,工作范围比较小,惯性大。。1、2、3、为移动关节4为转动关节图2-10直角坐标型2、极坐标型极坐标结构的机械手,其结构刚度高、末端执行器的抓持质量大。具有两个转动关节和一个移动关节(如图2-11),灵活性较好,占地面积小,但避障能力较差。目前在黄瓜和葡萄采摘机器人中尝试了使用5自由度极坐标类型的机械手。图2-12表示黄瓜采摘机器人中极坐标结构机械手原理。该机械手共有5个自由度,其中2个旋转自由度,2个回转自由度和1个伸缩自由度。在机械手的下部还有旋转和伸缩两个自由度,作用是在采摘前使机械手的倾斜角度和培育架的倾斜角度相同。黄瓜采摘机器人7个自由度中的两个伸缩自由度增大了末端执行器的活动空间范围,增强了灵活性。
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