【正文】 意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 作者簽名： 日 期： 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） ii 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 （保密的學位論文在解密后適用本授權書） 論文作者簽名： 導師簽名： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） i 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 本畢業(yè)設計（論文）、學位論文作者 愿意遵守 浙江科技學院 關于保留、使用學位論文的管理辦法及規(guī)定， 允許畢業(yè)設計（論文）、學位論文被查閱。 浙 江 科 技 學 院 本 科 畢 業(yè) 設 計 (2020 屆 ) 題 目 “快客” 摘果機器人采摘機構設計 學 院 機械與汽車工程學院 專 業(yè) 車輛工程 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文）、學位論文 版權使用授權書 本人 毛永波 學號 106015063 聲明所呈交的畢業(yè)設計（論文）、學位論文 《 “快客” 摘果機器人采摘機構設計 》， 是在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，與我一同工作的人員對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。本人授權 浙江科技學院 可以將畢業(yè)設計（論文）、學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫 在校園網(wǎng)內(nèi) 傳播，可以采用影印、縮印或掃描等 復制手段保存、匯編畢業(yè)設計（論文）、學位論文 。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公 布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印 刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到 本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） iii “快客” 摘果機器人采摘機構設計 摘 要 機器人是自動執(zhí)行工作的機械裝置。從一開始 的展示臺上逐步地走進人類的日常生活中。 國防，工業(yè)，農(nóng)業(yè)中，機器人的應用越來越多，機器人技術也越來越成熟。 我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是我國的 重要產(chǎn)業(yè)，因此提高農(nóng)業(yè)作業(yè)的效率和安全性是非常有必要的。 文章主要 介紹“快客”號機器人 抓手 的設計，包括結構設計和尺寸設計。然后進行了一些傳動部分的設計，包括傳動比設計以及強度的校核。最后，我們對“快客”號機器人的行進等其他機構進行了簡單的介紹，方便大家更加透徹地了解機器人的整個運作過程。到了90 年代，隨著計算機技術、微電子技術、網(wǎng)絡技術等的快速發(fā)展，機器人技術也得到了飛速的發(fā)展。 機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展概況 國內(nèi)發(fā)展概況 機器人的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 世界上第一臺機器人誕生于美國，在 1954 年。機器人產(chǎn)品在 20 世紀 60 年代問世，最具代表性的有美國 Unimation 公司的 Unimate 機器人和美國 AMF 公司的 Versatran 機器人。形成的生產(chǎn)能力和應用較少，難以得到充裕的資金用于研發(fā)。 日本的機器人的歷史不算長，一開始是引進美國的先進技術，消化并實用化。這一成就引起了高度重視。因此日本的工業(yè)機器人得到飛速發(fā)展，得到大量生產(chǎn)和應用。 20 世紀 70 年代，進入機器人的實用化時代。近幾十年來，歐洲的德國，意大利，法國及英國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較快。 我國的機器人起步于 20 世紀 70 年代，經(jīng)歷 80年代的開發(fā)期， 90年代進入實用化期。 80年 代的時候機器人技術得到政府的支持，步入了跨越式發(fā)展時期。為了跟蹤國外高技術，在國家技術計劃中安排了智能機器人的開發(fā)研究，包括水下無纜機器人、高功能裝配機器人和各類特種機器人，進行了智能機器人體系結構、機構、控制、人工智能、機器視覺、高性能傳感器及新材料及新材料等的應用研究。各種機器人如噴涂機器人、搬運機器人、裝配機器人、各種特種機器人從汽車行業(yè)逐漸滲透到其他制造業(yè)和非制造業(yè)領域。成熟的果實為紅色，而不成熟的果實為綠色，因此通過彩色攝像機作為視覺傳感器尋找和識別果實，同時利用終端握持器中的吸引器，把果實吸住，再用機械手的腕關節(jié)把果實擰下。 2）黃瓜采摘機器人 利用 CCD 攝像機，根據(jù)黃瓜比其葉莖對紅外光的反射率高的原理來識別黃瓜和葉莖。同樣，此機器人需要改進其機器手的結構、采摘工作方式和避障規(guī)劃功能，以提高采摘成功率，提高采摘速度。能從果實的大小、形狀和顏色判斷是否成熟。另外，該機器人通過裝有視頻器的機械手，能對采摘下來的果實按大小同時進行分類。它收獲部的機械手主要由 。 V 型下指用來分離菜球與菜的外葉，當視覺部確定目標后，下指自動插到菜球與外葉之間，使菜球的根部完全暴露，再由切割刀切下菜球，菜球隨下指上升到一定高度，由中指和上指把菜球從 下指部取走，送到傳送箱。 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） 3 6）蘑菇收獲機器人 在 1994 年，由英國開發(fā)，用 CCD黑白攝像機識別作業(yè)對象，再用直角坐標機械手進行收獲。該機的識別率達 84%，收獲率達 80%，完整率達 57%。大多數(shù)的機器人采用電氣驅(qū)動，但這種機器人是采用油 壓驅(qū)動。雖然精度較差，但省掉了減速機，降低了成本，這對于農(nóng)業(yè)使用是有利的。為了便于判斷，標識球的顏色有一定的限制 農(nóng)業(yè)機器人的特點 （ 1）農(nóng)業(yè)機器人作業(yè)對象的嬌嫩性 （ 2）農(nóng)業(yè)機器人的作業(yè)環(huán)境的非結構性 （ 3）農(nóng)業(yè)機器人作業(yè)動作的復雜性 （ 4）農(nóng)業(yè)機器人的使用者 （ 5）農(nóng)業(yè)機器人的價格特性 國外 發(fā)展概況 從機器人的另外一個角度看，世界上第個個關于機器人的法律也產(chǎn)生了：據(jù)生活科學網(wǎng)站 5月 26日報道，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省現(xiàn)在正在商討制定一部機器人法律，這套規(guī)定將成為世界上第一部機器人法律，它至少要求機器人不能傷害人類。和以往相比， ASIMO可以和人手拉手走路等，強化了與人配合的行動能力，而且增加了利用手推車搬運物品的功能。 機器人是一種能適應各種工作環(huán)境的機械與電子等結合的產(chǎn)物，它不僅具有人類所不能完成的動作及各種以人們思維運行的狀態(tài)，而具還可以根據(jù)人們的意愿進行合理的智能化設計，這樣一來，也就出現(xiàn)了智能機器人，他們可以學習人類的動作及語言，而且工作者們也給它們加上了傳感神經(jīng)系統(tǒng)。在工業(yè)中，機器人用來代替人工作業(yè)，如在核工業(yè)中，機器人進入反應堆進行人們難以進行的動作操作，通過科學工作者的不斷努力，將有更多更智能的機器人面世。 設計目標與要求 1． 機器人在收縮狀態(tài)時，長 +寬 +高≤ 1000mm；展開狀態(tài)時尺寸不限。 3． 機器人造價不限，但應盡可能低。 5． 機器人行進方式不限。（注：動力設備自備，比賽現(xiàn)場僅提供 220V 交流電源）。這樣的采摘過程完全模仿人的采摘行為，具有很高的可行性。 因此，我們在抓取動作上稍做改進。 如圖 ，比賽場地中果實的安放位置可以分為兩類，樹枝的上方和樹枝的下方。 兩個 滑條一端 分別 固定在上下表面 上，另一端用螺絲固定在滑塊上。 為了迅速而精確地控制抓手的位置，我們在手臂處設計安裝了電機 B 和電機 C， B 電機控制抓手在水平面 360176。 我們在籠形抓手的一面開一個 45mm X 45mm 的口子，連接一個塑料彈簧圈。我們的“果實”采摘下來以后直接通過這一通道運送到下端，方便且迅速。 第一步， 由上升機構迅速將抓手上升到樹枝的附近 （位置不需要非常精確）；第二步， 通過手臂上的電機 B 和電機 C 精確調(diào)整抓手位置 ，通過粗條和微調(diào)這兩個過程我們已經(jīng)將“果實”很可靠地 “握”在手中；第三步，啟動電機 A 驅(qū)動滑條，將手縮緊滑條相當于一個模擬刀片，將“果實”切下，這樣的動作不會對果實造成大的損傷，有利于果實的后期保養(yǎng)和銷售；第四步， “果實”通過輸送通道送至臨時存儲機構，方便進行下一個摘取動作。因此，尺寸設計是非常重要的一步。 基于上述考慮，我們把機械手的尺寸暫時定為 8 0 8 0 6 0m m m m m m??，后來的實踐證明，我們的尺寸是符合緊湊實用這一標準的。因此我們暫時將手臂設計為 250mm。為此，我們決定選擇采用蝸輪蝸桿傳動。這在實際作業(yè)中也是非常必要的。選擇模數(shù) m=1mm，頭數(shù) 1z =1，傳動比 20i? ，蝸輪變位 因數(shù) 2 0x? ， ?? 31039。39。因此， 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） 7 齒形角 176。 蝸輪齒數(shù) 21z 20 1 20iz? ? ? ? 蝸桿軸向齒距 3 .1 4 1 3 .1 4xpm?? ? ? ?mm 蝸桿分度圓直徑