摘要：我国的番茄的种植产量较大，番茄的采摘及收获消耗极大的人力物力，而且番茄的品相不能得到很好的保证，市场上现有的采摘机械有很多，但是并没有大面积的可以被适用于实际收获采摘的机械，我国基本上都处于人工采摘的现状。

    本文基于大棚种植的番茄设计了一种番茄采摘机械手，包括底座、腰部旋转、肩部、伸缩臂、末端执行器等的方案设计以及各部分传动系统的总体设计。通过使用多个伺服电机来分别对各部分驱动，通过不同的齿轮及轴的配合来完成整个系统的传动，使采摘机械手可以完成整体旋转、肩部摆动、大臂伸缩、腕部摆动、末端执行器开合等一系列的动作。整个系统通过计算机的统一调配，对各部分电机进行分别调动使用来完成一系列的整体采摘动作。

    最后，对末端执行器进行了一定的优化改革，在机械结构的夹持器手指中加入了一定厚度的橡胶垫以补偿手指夹持的形状误差，使夹持更加牢固且不易损坏番茄，并通过电脑对整个系统进行控制，以达到设定的采摘动作。

关键词：番茄采摘 机械手 末端执行器

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1  绪 论-1

1.1研究的目的及意义-1

1.2国外采摘机器人的研究现状-1

1.3国内采摘机器人的研究现状-2

2 方案确定-4

2.1整体方案确定-4

2.2整体机械臂结构确定-4

2.3末端执行器的方案确定-5

2.3.1 真空吸盘式末端执行器-5

2.3.2 夹持式末端执行器-5

2.4行走机构结构确定-6

2.5番茄生长姿态及成熟度获取-7

2.6控制系统方案设计-7

3 整体各部分初步计算-9

3.1初估对番茄的夹持力-9

3.2机械手工作条件-10

3.3机械臂各部分长度初步确定-10

4 传动部分及其计算-13

4.1驱动方式选择-13

4.2传动机构-14

4.2.1底座（腰部转动）传动设计-14

4.2.2肩关节处传动机构-15

4.2.3大臂伸缩部分丝杠处计算-17

4.2.4腕关节处传动机构-18

4.3轴的相关计算-18

4.3.1 轴径的计算-19

4.3.2轴上零件周向固定方法的选择-20

4.4姿态固定制动机构选择-21

4.5采摘机器人运动学分析-22

5 结论与展望-23

参考文献-24

致谢-25