苹果采摘机器人技术探索与设计

"这篇毕业论文主要探讨了苹果采摘机器人的设计与研究，作者为HAN Dongya，由张 Jing 副教授指导，属于兰州理工大学能源与动力工程学院的机电工程硕士论文。论文深入研究了机器人技术在农业采摘领域的应用，特别是针对苹果采摘的自动化解决方案。文中详细分析了国内外采摘机器人的研究进展，以及机器人末端执行器的设计现状，并提出了整体方案、各个关键单元结构设计，包括机械臂、末端执行器、传输结构、分拣机构、移动平台、动力系统和行走机构等。此外，论文还重点讨论了苹果的力学特性，对末端执行器进行了设计优化，并通过仿真验证其性能和效果。" 本文首先介绍了研究的背景和意义，指出随着现代农业的发展，自动化采摘技术对于提高效率、减少劳动力成本的重要性日益凸显。在第1章中，作者概述了机器人技术的整体发展状况，详细比较了国内外在采摘机器人领域的研究现状，强调了国内外的差距和国内研究的挑战。 接着，论文进入具体的技术设计部分。在第2章，作者详细分析了苹果的生长环境和生物学特性，以指导机器人的设计。然后，确定了采摘机器人的整体参数和设计方案，包括机械臂的选择与设计、末端执行器的选型、传输结构和分拣机构的构建。移动平台、动力系统和行走机构的规划也是确保机器人能够在果园中有效工作的关键组成部分。 在第3章，作者深入研究了苹果的力学特性，这是设计末端执行器的基础。通过分析采摘过程中苹果受到的力，优化了末端执行器的设计，包括选择合适的风机并进行网格无关性验证。通过仿真测试，作者验证了设计的有效性，并进一步优化了结构，探讨了吸口大小对采摘力的影响，提供了对比分析。 这篇论文为苹果采摘机器人提供了详尽的设计框架和技术细节，对于推动农业机器人技术的发展具有重要的理论和实践价值。通过结合MATLAB等工具进行仿真和优化，论文展示了如何将机器人技术应用于解决实际农业问题，为未来类似的研究和开发提供了参考。