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联系人:王秀秀
010 -66083178
www.qxwq.org.cn 
北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:智采枸杞大师
学校名称:兰州信息科技学院
参赛队伍:智采枸杞大师
队伍编号:227602
参赛学生:任慧倩 薛民松 吴乐  
指导老师:李应生 程萃  
投票日期:2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

整个枸杞采摘装置分为两个部分,分别是开合部分与进给部分。开合部分包括舵机、筛子、直齿轮、直齿条、滑轨、保持架;进给部分包含于滚珠丝杆、光轴导轨、法兰、步进电机、底座。  
     机械手成功完成采摘动作需要包括以下几步利用机器视觉技术识别图像并获取其生长位姿机械臂带动机械手到达指定位置机械手和果实发生挤压达到力阙值,触发机械手动作完成抓持和采摘动作机器视觉再次判断果实是否在原位,如果不在原位则再寻找新果实进行采摘,否则作为新果实再次采摘。其中关键性的问题有果实的图像识别。果实目标的辨识和定位是果实收获机器人的首要任务是影响果实抓取成功率的关键因素。在果实的实际生长中,由于环境光照、果实形状等不可控因素,使得机器视觉难以识别果实。

因此,如何准确识别果实并得到果实目标相对机器人坐标系的位置是很重要的。重心、位姿的获取。采用机械手稳定夹紧果实后再拧断果实的方式实现采摘这就要求末端执行器的工作中心与果实重心基本重合,只有这样才能保证两指机械手能稳定得抓持水果。机械手的姿态必须与果实的生长姿态保持一致才能顺利得完成采摘任务。否则机械手可能对果实造成损伤,或者由于力传感器和果实的挤压方位不对导致采摘任务的失败。手的动作过程。控制电机引起手的动作,这些动作要根据采摘果实的物理特性、机械机构的传动关系决定电机的转速和方向。另外,由于抓取过程中存在多个动作,负载在不断变化,所以电机的转速需要随之调整。故准确分析被抓果实和机械机构的动力、静力学特性决定了是否能在最短的时间能成功采摘。

目的采摘枸杞树上的枸杞籽,本小组初步设计运动方案为:采摘装置伸向枸杞树——识别枸杞籽——采摘枸杞。采用的运动方案为:枸杞采摘机械手的开发以高精度结构设计为基础,结合智能控制与机器可视化技术,由单片机控制舵机驱动直齿轮与齿条传动,即机械手控制系统,实现筛子对枸杞枝条的开合动作;有步进电机驱动滚珠丝杆螺母副,实现法兰块前后运动,从而带动筛子前后运动,撸下枸杞枝干上的枸杞籽。重点解决果实识别、动态抓持和适应性调整三大核心问题,同时兼顾成本与用户体验,方能推动枸杞产业向自动化、智能化升级,最终通过系统性测试与迭代实现实用化。

枸杞采摘装置的基本功能应满足与农民的采摘操作:

机械臂举起枸杞采摘装置—装置识别枸杞籽—系统对枸杞枝干测算—刷子展开—进给机构运动—筛子靠近枸杞枝干—合并筛子—进给机构前后运动—筛下枸杞籽。

整个过程应尽量实现全自动化,降低人工操作步骤,并能够确定保证运动的稳定性、准确性、快速性。故此针对每个装置的设计环节,需要满足下列几点:

1)用户可方便快捷地完成采摘枸杞过程。

2)枸杞采摘过程稳定,在运动过程中不会产生错位滑动。

3)采摘效率高,在有限的面积中应尽可能多的采摘枸杞。

4)采摘装置可适应不同尺寸枸杞树。

5)采摘装置应实现全自动化,在整个操作过程中可自行完成。

6)枸杞采摘装置的设计装置要保证精确运动,尽量减少运动误差。

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