柑橘采摘机机械臂结构设计
毕业设计（论文）-果实采摘机械手的设计与仿真
and simulation analysis of the mechanism. According to the results of simulation and
1.3 国内研究成果及现状 .......................................................................................... 65
1.4 主要研究的内容 .................................................................................................. 65
果实采摘机械手的设计与仿真
摘要：果实采摘工作具有较强的复杂性和较低的自动化程度，目前国内水果的采
摘工作主要靠手工完成。21 世纪是农用机械化向智能自动化机械过渡的关键时期，
工业智能自动化对现代农业发展规模化、多样化和精确化十分重要。本文针对小
型柑橘进行采摘机械手的设计，实现果实的全程自动化采摘。
本文通过对果实采摘机械手的采摘环境和采摘特点进行分析，提出一种六自由
manipulator, and puts forwards to a six-degree-of- freedom small citrus picking series
manipulator. Through the design of three kinds of end executor mechanical structure,
柑橘采摘机器人结构设计及运动学算法研究
柑橘采摘机器人结构设计及运动学算法研究近年来，随着科学技术的发展，柑橘采摘机器人（Citrus Harvesting Robot，CHRB）技术取得了长足的进步，其应用范围渐渐扩大，成为农业领域的重要分支。
相比人力，CHRB不仅具有较高的效率，同时也具有安全可靠的优势，以应对大规模的采摘任务，其机器人结构设计及运动学算法也是CHRB研发的关键环节。
首先，机器人结构设计是柑橘采摘机器人研发的核心环节，它对CHRB性能有着决定性的影响。
在构建机器人结构时，设计者需要考虑许多因素，如采摘工具的形状和大小，型号的机械部件，端数量的直线滑块和橡胶轮，控制器选型等。
基于多种因素，设计者将采摘机器人的外形和内部结构定义为满足使用要求的合理构建方案，以确保机器人有较高的采摘率。
其次，机器人运动学算法是柑橘采摘机器人研发中的重要环节。
始终都是研究者致力于优化CHRB准确性和采摘效率的研究重点。
在实际研发中，要结合所采用的控制器及机器人的结构条件，对机器人的路径规划及运动状态进行实时判断，以保证采摘机器人准确采摘。
为此，研究者开发出了基于优化算法的运动学分析方法。
他们使用最小二乘法和卡尔曼滤波器算法，模拟柑橘采摘机器人在实际环境中的运动。
本文就柑橘采摘机器人结构设计及运动学算法进行了深入讨论，详细描述了柑橘采摘机器人的基本构建方案及其运动学分析算法。
柑橘采摘机器人的结构设计考虑了采摘工具的形状和大小，机械部件的型号，端数量的直线滑块和橡胶轮，控制器选型等多种因素，以确保机器人有较高的采摘率。
为了优化CHRB准确性和采摘效率，研究者开发出基于优化算法的运动学分析方法，使用最小二乘法和卡尔曼滤波器算法，模拟柑橘采摘机器人的运动。
柑橘采摘机器人的研发旨在提升果园采摘效率及质量，缩短采摘时间，减少工作强度，更加安全可靠，相信未来的柑橘采摘机器人将取得更大的进展。
综上所述，随着科学技术的发展，柑橘采摘机器人（CHRB）技术取得了长足的进步，其应用范围渐渐扩大，成为农业领域的重要分支。
一种柑橘采摘器的研究与设计
一种柑橘采摘器的研究与设计柑橘是我国重要的经济作物之一，采摘柑橘是一个重要的经济环节。
目前，柑橘采摘工作主要依靠劳动力完成，但是，手摘柑橘效率低，成本高。
针对这个问题，本文研究设计了一种柑橘采摘器。
一、采摘器的原理柑橘采摘器的主要原理是利用机械装置将柑橘从树上摘下。
具体来说，采摘器由机械臂、抓握器、电机和电控系统等组成。
机械臂是采摘器的主要部件，它通过电机带动，在树冠上移动，把柑橘握住并摘下来。
抓握器是机械臂上的关键部件，它能够自动调整形状，根据柑橘的大小和形状自动抓握。
电控系统用于控制机械臂的运动和抓握器的开合，实现对柑橘的准确抓取。
1. 机械臂设计机械臂是采摘器的核心部件，其设计应考虑以下因素：① 移动速度：机械臂的移动速度应当适中，能够满足快速采摘和准确移动的需求。
② 移动距离：机械臂的移动距离应足够长，能够覆盖整个树冠。
同时，机械臂应当灵活，能够自由活动，避开障碍物。
③ 载重能力：机械臂需要承载抓握器和电机等部件，需要具有足够的承重能力。
2. 抓握器设计抓握器是机械臂的末端部件，负责抓取和摘取柑橘。
考虑到不同大小和形状的柑橘，抓握器应该具有一定的自适应性，能够自动调整大小和形状。
3. 电机控制系统设计电机是采摘器的核心动力，它通过带动机械臂和抓握器进行精准的柑橘采摘。
电机控制系统必须具备稳定和精确的动力输出，可以实现机械臂的迅速移动和抓握器的准确开合。
三、采摘器性能测试在设计完成后，我们进行了性能测试。
我们先在实验室进行了机械臂和抓握器的轨迹测试和精度测试，测试结果表明，机械臂和抓握器的运动速度和精度都符号要求。
接着，我们进行了野外试验，采集了一定数量的柑橘样本，并对采摘效率和采摘质量进行了测试。
结果表明，由于机械臂和抓握器的精准性和自适应性，采摘效率和采摘质量都得到了显著的提高。
四、未来展望本文研发的柑橘采摘器具有高效、稳定、精准和自适应性等优点，能够提高柑橘采摘的效率和质量。
未来，我们将进一步探索智能化和自动化采摘技术，利用计算机视觉和机器学习等技术，开发更加高效和智能的柑橘采摘器，为柑橘种植业高效生产提供技术支持。
水果采摘机械臂设计
水果采摘机械臂设计引言水果采摘是一项繁琐且费时的工作。
传统的人工采摘方式不仅劳动强度大，而且效率低下。
为了解决这个问题，设计和开发一台水果采摘机械臂成为了一种可行的选择。
本文将介绍水果采摘机械臂的设计原理、结构和工作过程。
设计原理水果采摘机械臂的设计基于计算机视觉和机器人学的原理。
首先，利用计算机视觉技术，对水果进行识别和定位。
然后，机械臂根据识别结果进行路径规划，以最短路径的方式前往目标水果的位置。
最后，机械臂通过夹爪或其他采摘工具进行采摘。
结构设计机械结构水果采摘机械臂主要由基座、臂体、关节、末端执行器等组成。
基座用于提供机械臂的稳定支撑，臂体由多段连接的杆件构成，关节用于连接相邻的臂体段，以实现机械臂的灵活运动。
末端执行器即水果采摘工具，它可以是夹爪、吸盘等，用于固定和采摘水果。
传感器在水果采摘机械臂中，传感器起着至关重要的作用。
通过安装距离传感器，可以实现对机械臂末端执行器与水果之间的距离测量和控制；通过安装力传感器，可以实现机械臂与水果的接触力检测，避免对水果造成损害；通过安装图像传感器，可以实现对水果的识别和定位。
工作流程1.图像采集：机械臂通过安装图像传感器来采集水果图像。
2.图像处理：利用计算机视觉技术对采集到的图像进行处理，实现对水果的识别和定位。
3.路径规划：根据水果的位置信息，机械臂进行路径规划，找到最短路径到达目标水果。
4.运动控制：根据路径规划结果，控制机械臂的关节运动，使机械臂到达目标水果的位置。
5.采摘水果：到达目标水果位置后，机械臂通过末端执行器进行水果的采摘。
6.返回初始位置：采摘完成后，机械臂返回初始位置，准备进行下一次采摘。
总结水果采摘机械臂的设计考虑了计算机视觉和机器人学的原理，通过识别和定位水果，实现了自动采摘的过程。
机械臂的结构和传感器的应用使其能够在复杂的环境下准确、高效地完成水果采摘任务。
随着技术的进步，水果采摘机械臂将逐渐替代传统的人工采摘方式，提高采摘效率，降低劳动强度。
全国大学生机械工程创新设计大赛获奖案例《背负式全方位剪切柑橘类水果采摘装置》
背负式全方位剪切柑橘类水果采摘装置本案例荣获全国大学生机械工程创新设计大赛一等奖1.设计目的现代化机械装置正在逐渐代替人类原始的劳动工具和劳动方法，机器人采摘由于技术和成本的原因，在今后较长时间内无法投入实际应用，在这种背景下，机械式釆摘将占据主流。
目前果园的机械式采摘主要有振摇式、撞击式和切割式。
但是振摇式和撞击式的采摘机械的效率普遍较低，采摘的损伤较高，也不适用于釆收易损伤、要求完好率高的新鲜食用水果和贮藏用水果。
而切割式釆摘是将树枝或果柄切断使果实与果树分离的采摘方式，在切割完之后能立即放入果篮中，可避免果实坠落至地面，减少损伤。
因此切割式采摘器的应用前景显得十分可观。
2.工作原理本设计的水果采摘装置结构简单，主要由背负装置、采摘杆、全方位切割刀头、软管、篮子等组成，其中采摘杆是可伸缩杆，用以满足不同高度的采摘任务。
果农驱动操作手柄可驱使采摘刀片进行剪切，水果被剪切下来后，顺着用尼龙材料制成的水果运送管道掉进水果筐里。
用柔软材料制成的运送管道可保证水果表面不受摩擦，从而保证水果的质量和质地。
若果农把釆摘刀片更换为套袋装置，则可以进行水果的套袋工作，方便快捷，效率高。
同时果农也可以用采摘器的头部作为支架进行农药喷洒和修剪树枝工作。
综上所述，该简易型水果采摘装置实现了农业生产中的不同工作的集中。
为减轻本装置对使用者右臂的负担，在杆的（从近地端算起）1/3处安装一根拉簧，可分担一部分作用力，减轻使用者的负担。
背负式水果采摘装置示意图如图1所示。
刀头结构示意图如图2所示。
刀头剪切机构是由多个结构相同的刀片组成的，在此只对一个刀片进行分析。
如图3所示，在刹车线的牵引下，活动刀片会绕着固定轴向下转动，其刀刃与固定刀片的刀刃相交错，从而实现剪切；在一次剪切完成之后，在小压簧的作用下活动刀片回复到原位置，进行第二次剪切。
在安装时，用M3的螺母和螺钉及3 mmX7 mm X0.5 mm的垫片装配固定刀片和活动刀片，一共安装15组此装配体，再把它们均匀安装在直径为150 mm 的环形刀头上。
全自动旋转式柑橘机械采摘机的设计
车再次刹车时，循环开始扫雪-融雪工作；最后，公交车回到公交车中心时，进行融化雪水的清理工作。
该循环扫融雪设计理念一定程度上为解决关键地点刹车停车的问题给予了新的思考，以期为公共行车安全提供更有力的保障。
结语本文基于提出了扫雪-融雪功能公交车的设计理主要包括可拆卸的扫雪装置设计、可拆卸的融雪装扫雪-融雪”功能公交车运作模式三个方面。
可公交车的设计理念一定程度上为解决关键地点刹车停车的问题给予了新的思考，从而为公共行车安全提供更有力的保障。
参考文献:[1]徐晓芬，过学迅，何波勇.新型道路铲雪除冰车设计汽车，2010（8）：44-46.[2]冯天扬.行驶汽车利用废热清除路面冰雪的装置与方法中国，CN101793015A.[3]张文聪.利用汽车尾气热量融道路冰雪的拖地套管式蓄热图1扫雪-融雪工作状态图1采摘机外形3.2产品的设计本文融合参数化建模技术，并且根据此抓取采摘机构的工作环境，进行实验模拟采摘。
现其研究内容如下：3.2.1采摘功能的实现采摘机开始工作，其主轴进行旋转运动多次拍打柑橘枝条，采摘指棒搅动柑橘植株冠层，植株的枝条被旋转的主轴分开到采摘机的两侧器壁，一部分柑橘果实在塑胶指棒的搅拌下脱离植株，另一部分果实则在主轴多次受指棒搅动在采摘机的器壁附近脱离植株，进而实现果实采摘功能[3]。
3.2.2果实收集功能的实现图2筛孔式传输皮带4可行性分析4.1经济可行性人工采收效率低，劳动强度大，成本高，每人每天只能采摘柑橘0.5亩，而每亩地所需要的人工费约200元的生产实际。
随着劳动力的紧缺，本装置产生的经济效益会进一步加大。
4.2技术可行性柑橘采收机器人一直是种植业短板。
虽然果蔬收获机器人的研究已经取得了很大的进展，但离实用化和商。
农业采摘机器人机械臂结构设计与分析
通过对测试数据的分析和评估，可以总结出机械臂的优劣势以及需要改进的 方向。例如，如果机械臂的抓取精度较高但移动速度较慢，可能需要优化其传动 系统以提高移动速度；如果机械臂的移动速度较快但抓取精度较低，可能需要改 进其末端执行器设计以提高抓取精度。
四、结论
农业采摘机器人机械臂结构设计与分析是提高采摘效率和精度的关键。本次 演示通过对机械臂结构、运动原理、性能测试等方面的详细阐述，强调了农业采 摘机器人机械臂的重要性和应用前景。为了进一步优化机械臂性能，未来的研究 应以下几个方面：1）改进传动系统设计以提高移动速度和抓取精度；2）研发更 高效的末端执行器以提高采摘效率；3）
结合机器视觉和技术实现对不同形状、大小、颜色的果实自动识别和抓取； 4）完善机械臂的自我保护和故障诊断功能以提高其可靠性和耐用性。通过对这 些方向的深入研究，有望为农业采摘机器人的进一步发展提供有力支持。
参考内容
随着科技的飞速发展，农业采摘机器人已成为现代农业的重要组成部分。本 次演示将聚焦于农业采摘机器人的核心部件——机械臂，探讨其结构设计的关键 因素，以及未来的发展趋势和挑战。
3、机械臂结构设计的未来发展 趋势和挑战
未来，机械臂结构设计将朝着轻质、高强度、多功能、人性化和环保等方向 发展。在材料选用上，将更多地采用高性能轻质材料，如碳纤维复合材料和铝合 金等；在结构设计上，将更加注重人体工学和空间利用率的提高；在功能上，将 更多地引入多种传感器和执行器，提高机械臂的感知能力和动作精度；在人性化 设计上，将更加注重用户体验和操作便捷性；在环保方面，将更多地采用节能环 保材料和方法，降低机械臂的生整体结构需根据采摘对象和作业环境进行设计。一般而言，机械臂 应具备大范围的运动能力，以覆盖广阔的采摘区域。同时，为了方便操作和维护， 机械臂结构应简洁、易于拆卸。
柑橘采摘机机械臂结构设计与计算
（3）对机械臂各关节的电机及减速器进行计算与选型。
2．设计（论文）的主要内容和基本要求
主要内容：机械臂的结构设计。
（1）针对柑橘结构特点提出柑橘采摘机机械臂结构设计方案；
（2）对机械臂各部分结构进行详细的设计与计算；
（3）对机械臂各关节的电机进行计算与选型。
4．进度安排
2012.11.1~2012.11.10接受任务，熟悉内容，完成文献综述和英文翻译；
2012.11.10~2012.11.20完成开题报告，毕业实习、方案确定；
2012.11.20~2012.12.20完成设计图样和说明书初稿；
2012.12.21~2012.12.30修改图样、说明书，完成二稿；2013.1.01~2013.1.10修改、检查全部资料，打印、上交资料；
2013.1.11~2013.1.15准备论文答辩。
指导教师（签字）
2012年11月1日
教研室主任审核意见：
教研室主任（签字）
2012年11月2日
基本要求：
（1）机械臂伸缩及转向灵活，能够完成机械臂基座左右1.5m范围内的柑橘采摘，采摘高度范围为2m；
（2）机械臂动作连贯、采摘效率高；
（3）设计图样全部用计算机绘制，符合最新制图标准；投影正确，表达完整，布局合理；设计推导简明扼要，计算正确可靠；总图量不小于3张A0。开题报告、文献综述、外文翻译、设计计算书各一份。
（4）推荐参考文献（5篇以上，其中外文文献至少2篇）
[1]姜丽萍,陈树人.果实采摘机器人的研究综述[J].农业装备技术，2006，32（1）：8-10.
[2]张立彬,杨庆华,胥芳,鲍官军,阮健.机器人多指灵巧手及其驱动系统研究的现状[J].农业工程学报,2004,20(3):271-275.
柑橘采摘机机械臂结构设计
摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业柑橘采摘机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业柑橘采摘机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业柑橘采摘机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
本文将设计一台五自由度的工业柑橘采摘机器人，用于给采摘水果。
首先，本文将设计柑橘采摘机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建柑橘采摘机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该柑橘采摘机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和柑橘采摘机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测柑橘采摘机器人的各个关节的运动情况、柑橘采摘机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
关键词：柑橘采摘机器人，示教编程，伺服，制动ABSTRACTIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point.KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake目录第1章绪论 (1)1.1 柑橘采摘机器人概述 (3)1.2 柑橘采摘机器人的历史、现状 (4)1.3 柑橘采摘机器人的发展趋势 (5)第2章柑橘采摘机器人机械手的设计 (5)2.1自由度及关节 (6)2.2 基座及连杆 (7)2.2.1 基座 (8)2.2.2 大臂 (9)2.2.3 小臂 (10)2.3 机械手的设计 (12)2.4 驱动方式 (13)2.5 传动方式 (14)2.6 制动器 (15)第3章控制系统硬件 (16)3.1 控制系统模式的选择 (17)3.2 控制系统的搭建 (18)3.2.1 工控机 (19)3.2.2 数据采集卡 (20)3.2.3 伺服放大器 (21)3.2.4 端子板 (22)3.2.5电位器及其标定 (22)3.2.6电源 (23)第4章控制系统软件 (24)4.1预期的功能 (25)4.2 实现方法 (26)4.2.1实时显示各个关节角及运动范围控制 (26)4.2.2直流电机的伺服控制 (27)4.2.3电机的自锁 (28)4.2.4示教编程及在线修改程序 (29)4.2.5设置参考点及回参考点 (30)第5章总结 (32)5.1 所完成的工作 (33)5.2 设计经验 (35)5.3 误差分析 (36)5.4 可以继续探索的方向 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第1章绪论1.1 柑橘采摘机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
一种振动式水果采摘机械臂设计
2020.16科学技术创新体点焊一点（焊缝长度约5mm ），点焊试板所采用的焊接工艺和产品正式焊接一致。
5筒节之间焊缝热处理方法采用电加热局部热处理的方法进行热处理。
5.1热处理工艺规范严格执行国家现行压力容器制造技术法规、标准及设计技术条件要求规定，根据设计参数选择如下热处理工艺参数：（1）保温温度620±20℃；（2）保温时间≥92min ；（3）升温速度（≤400℃时可不予控制）≤140℃/h ；（4）降温速度（≤400℃时可不予控制）≤180℃/h ；（5）升温时的最大温差≤140℃；（6）保温时的最大温差≤40℃。
5.2热处理工艺系统热处理工艺系统由保温系统、加热与控制系统、测温系统组成。
5.2.1保温系统。
（1）采用双面保温，筒体内、外焊缝上下各安装两圈钢带（钢带上焊有保温钢钉），用以安装保温材料，热处理结束时不得用强力拆除钢带，应用角向磨光机小心磨削除去，以免损伤筒体。
（2）铺设保温层时，里层铺设一层硅酸铝毡，厚度为30mm ，外层用厚度为60mm 的硅酸铝保温被，内外层保温材料的接缝处应错开，相邻保温材料间搭接量应不小于100mm ，将保温被固定在钢带的保温钢钉上并用22＃细铁丝捆绑结实牢固，保温材料必须紧贴加热器表面。
（3）焊缝保温宽度不少于900mm 。
5.2.2加热与控制系统。
（1）加热器。
①采用专用履带式加热器加热，焊缝一侧的加热宽度不小于钢材厚度的3-5倍。
②加热片的安装：把局部热处理用加热片固定在环焊缝外部，在焊缝上下500mm 的位置各固定一条钢带,用铁丝将加热片固定在钢带上，然后用铁丝将加热片捆绑在筒体壁上，加热片与筒体壁要贴合紧密。
（2）控制柜。
采用微机自动温度控制柜2台，最大输出率720KW ，可准确调控温度。
控制柜电源需用720KW ，应单独设置电源线及配电箱。
5.2.3检测温系统。
检测温系统由热电偶，补偿导线和无纸记录仪组成。
（1）热电偶的布置：环焊缝局部热处理时共设置18个控制回路，每个回路设置一个测温点，共计18个测温点。
柑橘采摘机器人结构设计及运动学算法
．
ｂ ｔｃ ｏ ｄｎ ｔ ａ ｓｏ ｍａｉ ｎ ｍａｒｘ ｉ ｅ ｉｅ ｂ ｅ Ｄ— ｅ ｏ ｏ ｏ ｒ ｉａｅ ｔｎ ｆ ｒ ｔ ｔｉ Ｓｄ ｒｖ ｄ ｙ ｔ Ｈ ｍ ｔ ｄ Ｂｅ ｉ ｅ ．ｔｅ ｋｎ ｍ ａ ｃ ｎ ｎ ｅ ｓ ｒ ｏ ｈ ｈ ｓｄ ｓ ｈ ｉ ｅ ｔ ｓ ａ ｄ ｉｖ ｒｅ ｉ
（ 南 大 学 仪 器 科 学 与 工 程 学 院 ， 京 ２０ ９ ） 东 南 １０ ６ （ 。江 苏 大 学 食 品 与 生 物 工 程 学 院 ， 江 ２２ １ ） 镇 １０ ３
摘 要 ：针 对柑 桶树 冠较 高 ， 梗 木质 化 程度 高 、 果 短且 坚 硬 的 特 点 ， 计 了新 颖 的柑 橘 采 摘机 器 人 设 手臂和 末 端执 行 器． 据其 工 作 特征 给 出 了能够 提 高运 算速 度 的约 束条 件 ， 根 并运 用 Ｄ． 法建 立 Ｈ 了机器 人 坐标 变换 矩 阵， 分别 给 出了机 器人 运 动 学正解和 逆 解． 真和 试验 结果 表 明 了机器 人 结 仿 构 设计 及运 动 学算 法 的合 理 性 、 效性 ． 有 机器 人 臂展 １ ４ ｌ、 ８ｉ ｎ 工作 空 间 １ ８ ， 端 执行 器 结 ０ ｎ ． ８ｍ 末 构 紧凑 、 率低 、 切 效 率高 且 不会 损伤 柑 橘 ， 割果 梗 ３和 ６ｍ 的柑 橘 平 均 时 间分 别 为 ３和 功 剪 切 ｍ
柑橘采摘装置机械臂结构设计
柑橘采摘装置机械臂结构设计摘要
本文旨在介绍一种针对柑橘采摘装置的机械臂结构设计，该设
计能够实现自动化采摘，提高采摘效率，减轻人工劳动强度。
文章
详细介绍了该机械臂结构的设计思路、结构原理和重要部件的选型。
设计思路
根据柑橘采摘过程中的特点，我们决定采用六自由度机械臂结
构设计，能够完成所有采摘动作。
该机械臂结构采用模块化设计，
方便维护和更换，同时还可以根据需要选择不同长度的机械臂，以
适应不同高度柑橘树的采摘。
结构原理
该机械臂结构由底座、一级臂、二级臂、三级臂、手腕和末端
执行器等部件组成。
底座支撑整个机械臂，一级臂与底座连接，二
级臂与一级臂相连，以此类推，形成一个“一二三四五六”的连杆结
构。
手腕由两个旋转关节组成，能够进行旋转和倾斜动作。
末端执
行器则是采摘柑橘的夹子，能够自动感知柑橘的位置并进行采摘。
重要部件选型
由于机械臂需要承受较大的负载，因此在选材时需要考虑材料
的强度和耐磨性。
底座和臂部采用了铝合金材料，具有较高的强度
和稳定性；手腕和末端执行器采用了工程塑料，具有较好的耐磨性
和重量轻的特点。
结论
本文介绍的柑橘采摘装置机械臂结构设计能够实现采摘自动化，提高采摘效率，减轻人工劳动强度。
该机械臂结构设计灵活，可根
据需要进行调整，可以很好地适应不同高度的柑橘树。
同时，在材
料选型上也考虑了耐磨性和强度要求，保证了机械臂的工作稳定性
和寿命。
采摘机器人结构设计
设计采摘机器人的结构需要考虑到机器人的移动性、采摘效率、操作稳定性等因素。
以下是一个基本的采摘机器人结构设计思路：1. 底盘结构-移动部件：底盘应设计成具有足够的稳定性和灵活性的结构，通常采用轮式或履带式底盘，以便机器人在不同地形下自由移动。
-驱动系统：配备驱动电机和转向装置，实现机器人的前进、后退、转向等动作。
2. 机械臂结构-多关节机械臂：设计具有多个关节的机械臂，以实现多维度的运动和灵活的采摘动作。
-末端执行器：在机械臂末端安装采摘器具，如夹爪、剪刀等，用于采摘水果或蔬菜。
3. 视觉系统-摄像头：配备视觉传感器，如摄像头、激光雷达等，用于实时监测和定位作物的位置和成熟度。
-图像处理：利用图像处理算法，识别目标作物，并确定最佳采摘路径和动作。
4. 控制系统-定位系统：集成全球定位系统（GPS）或其他定位技术，确保机器人准确导航至目标采摘区域。
-运动控制：设计运动控制算法，实现机器人的精准移动和操作。
-用户界面：配备人机交互界面，方便操作员监控和调整机器人的工作状态。
5. 能源系统-电源供应：配备电池组供电，确保机器人长时间工作。
-充电系统：设计便捷的充电装置，使机器人能够自主返回充电桩进行充电。
6. 安全系统-碰撞检测：配备碰撞传感器，避免机器人与障碍物碰撞。
-紧急停止：设计紧急停止按钮或传感器，确保在危险情况下及时停止机器人的运动。
7. 数据处理与通信-数据处理：配备数据处理单元，处理传感器数据和控制指令。
-通信模块：集成无线通信模块，与远程控制中心或其他设备进行数据传输和通信。
在设计采摘机器人的结构时，需要综合考虑上述各方面因素，确保机器人能够高效、稳定地完成采摘任务，并提升农业生产效率。
同时，不同类型的作物和采摘场景可能需要针对性的定制化设计，以满足特定的需求和要求。
一种柑橘采摘器的研究与设计
一种柑橘采摘器的研究与设计本文基于对柑橘采摘工作的观察和分析，设计了一种柑橘采摘器。
该采摘器采用了人工智能技术和机械技术相结合的设计思路，旨在提高柑橘采摘效率和质量。
1. 采摘器的设计原则设计这种柑橘采摘器的目的在于提高采摘效率和质量，缩短采摘周期。
在设计时我们采用以下原则：• 机器化：以机械化为主流设计思路，以取代、替代人工的劳动。
• 智能化：引入人工智能技术，使得采摘器可以自主完成某些任务。
• 轻量化：在保证采摘器强度和稳定性的基础上，减轻采摘器的重量，提高携带、移动和操作的便利性。
• 人性化：考虑到操作人员的使用习惯和工作负荷，设计采摘器的操作方式要简单、直观，易于掌握。
采摘器的主要结构由机械臂、夹爪、传动系统、电源系统、控制系统和外壳组成。
• 机械臂：机械臂是采摘器的核心部分，用于达到摘取柑橘的目的。
机械臂的长度和角度可以根据不同的任务进行调整。
机械臂末端设有夹爪，用于夹取柑橘。
• 夹爪：夹爪是采摘柑橘的关键部分，夹爪由两片夹钳组成，用于夹取柑橘。
夹钳之间的距离和夹紧力可以根据不同的柑橘形态进行调整。
• 传动系统：传动系统负责提供机械臂的运动能量，采用电动机驱动，可通过控制系统精确控制。
• 电源系统：电源系统为采摘器提供电能，可以采用可充电电池或者太阳能电池进行供电。
• 控制系统：控制系统通过传感器采集环境信息，并根据程序进行分析和处理，控制采摘器的动作。
• 外壳：采摘器的外壳需要具有防水、防尘、抗震等性能，减少外界干扰对采摘器的影响。
步骤1：启动采摘器控制系统，进行预设参数的设定。
步骤2：放置采摘器到目标柑橘树下，并将机械臂伸到柑橘上方，调整夹爪间距。
步骤3：启动传动系统，使得机械臂下降到柑橘顶部，运用传感技术感知柑橘形态，夹爪缓慢合拢将柑橘夹住。
步骤4：升起机械臂，将柑橘抬离树枝。
步骤5：将夹爪张开，将采摘的柑橘放到篮子里。
重复上述步骤，直到采摘完所有柑橘。
4. 采摘器的优劣性分析采摘器把绝大多数采摘工作自动化并在柑橘采摘过程中增加了样本数据的多样性，能够有效提高采摘效率和质量。
设计思维
目录一、背景.................................................................................................. 错误！未定义书签。
二、水果采摘机械手研究目的和意义.................................................. 错误！未定义书签。
三、柑橘采摘机械手的结构设计.......................................................... 错误！未定义书签。
3.1结构示意图 ................................................................................ 错误！未定义书签。
3.2机械手大小臂长度的确定 ........................................................ 错误！未定义书签。
四、基于果园环境的机械手CAD模拟................................................. 错误！未定义书签。
五、思维方法及思维过程...................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 .. (6)水果采摘机械手装置设计及思维方式一、背景近年来，随着全国经济的持续发展，人们对果蔬的需求越来越大。
在我国的果蔬生产中，柑橘生产所的占比重日益增大。
而在整个柑橘生产活动中，柑橘的采摘所占的工作量十分巨大。
除此之外，水果采摘质量的好坏还将直接影响到水果的保鲜储藏，运输配送等后续工作，并最终将严重影响到经济效益。
如果继续延续原始的手工采摘，不仅工作环境十分的艰苦，效率低下，而且水果采摘质量也得不到保障，更甚至时有采摘工作者在采摘过程中因为环境的复杂不小心从树上摔下而受伤的事故发生。
毕业答辩-柑橘采摘机器人结构设计
by robot[J]. Information Processing in Agriculture,2019.
[15] Tien Thanh Nguyen,Erdal Kayacan,Josse De Baedemaeker,Wouter Saeys. Task and Motion Planning for Apple Harvesting Robot *[J]. IFAC Proceedings
通过对设计方案的论证，完成了如下工作： 1、对柑橘采摘过程中的各种特征进行了分析，对其动力驱动 方式、末端执行机构以及采集臂的构造方式进行了分析，对其进 行了总体设计，并对其各个部件进行了合理的设计。 2、从分析结果可知：本设计的收获机具有机械手伸缩功能， 能够基本覆盖果树上柑橘的分布范围；机械手的机械臂及端部执 行器设计合理，机械手工作平稳，整体设计符合要求。 3、采用有限元方法对机械臂的总体结构及剪刀的受力状况进 行了分析，并根据机械臂末端执行器采集精度的要求，对其进行 了优化；从果柄硬度、刀具选材等方面对机械臂的剪切机理进行 了优选。 本次设计针对采集作业环境及采集对象的物理特征，研制出 一种能上下伸缩的机械手及剪力式末端执行器的采收机器人，在 采收时能极大地减少果实的伤害，具有广泛的采收应用和良好的 采收效果。采用这种机械臂，可以有效地改善柑橘的采收品质， 减少采收工人的劳动强度，增加采收费用，增加市场竞争力。该 设计方案对其它果蔬采收机械的研制和研发具有一定的参考价值。
Biosystems Engineering,2020,192.
[14] Longtao Mu,Gongpei Cui,Yadong Liu,Yongjie Cui,Longsheng Fu,Yoshinori Gejima. Design and simulation of an integrated end-effector for picking kiwifruit
基于视觉技术贡柑采摘机器人设计
78奇思妙想FANTASY10万亩，年产量高达10万吨，是全国贡柑生产的大县。
在整个贡柑种植过程中，成熟贡柑的采摘耗时最长，劳动力需求最大；而随着外出务工人员的增多，农村劳动力减少，导致请劳力成本上涨，果农的生产成本增加，高用工成本严重制约着贡柑产业的发展。
贡柑产业向更深层次发展，亟需控制生产成本、减少人工采摘; 而在农业生产上广泛应用智能采摘机器人，对于节省成本、提高生产率具有重要意义。
本文结合贡柑生产种植环境和实际采摘过程，基于越疆机械臂平台结合视觉技术设计机器人对贡柑采摘过程的试验研究，实现农业生产贡柑的智能采摘。
2. 结构设计2.1 工作原理：该采摘机器人由机械结构部分和电气智能控制系统两部分构成。
机械结构包括可移动载体、越疆机械臂、采摘器和自动控制装置; 电气智能控制系统主要包括工控计算机、伺服电机驱动、单 PIXY 摄像机、传感器控制模块、数据采集卡、GPIB 卡、驱动模板、锂电池和控制系统，如图 2 所示。
2.2 设计制作2.2.1 机械结构部分：该部分是智能采摘机器人的硬件平台，为机器人进行成熟果实识别与采摘奠定了坚实的基础，其各个部件的作用各不相同，结合起来实现采摘机器人的自动控制。
机械手臂装置采用多关节越疆机械臂，有4个主自由度，可以做左右转动和上下移动的动作; 再加上采摘器的X、Y 轴转动，可以使夹持采摘文/钟山县职业技术学校 周梅青 董淋 莫财英 指导老师/陈小武图2 贡柑采摘机械臂原理图指导老师和参赛学生上台领奖作品图79SCI-TECH INNOVATIONSAND BRANDS奇思妙想器到达臂长范围的任何三维坐标点。
该机器人的机械手臂装置韧性强、承受负载大、自身轻薄、灵活性高、到达指定位置误差小，在整个采摘作业过程中，运行速度适中，惯性较小，平稳度高。
2.2.2 贡柑采摘器：这部分是采摘过程中作用最大的部件，是采摘机器人的“手”，贡柑的抓取收获依靠其完成，可以根据命令直接执行采摘任务。
柑橘采摘机器人结构设计及运动学算法
ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｌｌ甲ｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ｗｈｉｃｈ ｗｉｌｌ ｎｏｔ ｒｕｉｎ ｔｈｅ ｏｒａｎｇｅｓ．Ｉｔ ｔａｋｅｓ ａｂｏｕｔ ３ Ｓ ａｎｄ ｖｅｌｙ．佻ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈｅ ｏｒａｎｇｅｓ ｗｉｔｈ ３ ｍｍ ａｎｄ ６ ｍｍ
ｒｏｂｏｔ ｉｓ ｔａｌｌ，ａｎｄ ｈａｓ ｌｏｎｇ ａｌｔｏ ｓｐａｎ，
ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｓ ｗｏｒｋ ｓｐａｃｅ ｉｓ ｌａｒｇｅ ｅｎｏｕｇｈ ｆｏｒ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｒｐｓ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ，ａｓ ｗｅｌｌ
ａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｒｕｉｔｓ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ。ｅ．ｇ．。ｔｈｅ ａｐｐｌｅ，ｔｈｅ ｐｅａｒ，ｔｈｅ ｐｅａｃｈ，ｔｈｅ ｔｏｍａｔｏ ａｎｄ ｅｔｃ．
１一腰关节；２一肩关节；，一大臂；４一中臂；卜小臂；６－－粼／器
图ｌ 关节型柑橘采摘机器人结构图
步进电机选用了混合式步进电机，其混合了永 磁式和反应式的优点，应用最为广泛．空心杯电机 选用ＭＡＸＯＮ的ＲＥ系列直流空心杯电机，这种电 机体积小、重量轻、速度高和效率高，被广泛应用于 航空航天和深海探测的自动化仪器设备中．空心杯 电机都配装减速比１００：１、型号为Ｉ １０４５６的行星 齿轮减速器． １．２机器人末端执行器的结构设计
卢 伟１ 宋爱国１ 蔡健荣２ 孙海波２ 陈晓颖１
（‘东南大学仪器科学与丁程学院，南京２１００９６） （２江苏大学食晶与生物工程学院。镇江２１２０１３）
摘要：针对柑橘树冠较高，果梗木质化程度高、短且坚硬的特点，设计了新颖的柑橘采摘机器人 手臂和末端执行器．根据其工作特征给出了能够提高运算速度的约束条件，并运用Ｄ—Ｈ法建立 了机器人坐标变换矩阵，分别给出了机器人运动学正解和逆解．仿真和试验结果表明了机器人结 构设计及运动学算法的合理性、有效性．机器人臂展ｌ ０４８ ｍｉｌｌ、工作空间１．８８ ｍ３，末端执行器结 构紧凑、功率低、剪切效率高且不会损伤柑橘，切割果梗３和６ ｍｍ的柑橘平均时间分别为３和 ９ Ｓ．该机器人高度高、臂展长、工作空问大，能够满足大棚种植模式下的自动化采摘，同时适应于 苹果、梨、桃及西红柿等果蔬的自动化采摘． 关键词：水果采摘；柑橘采摘；末端执行器；运动学；机器人 中图分类号：ＴＰ２４文献标志码：Ａ 文章编号：１００１—０５０５（２０１１）Ｏｌ－００９５－０６
一种柑橘采摘器的研究与设计
一种柑橘采摘器的研究与设计柑橘采摘是农业生产的重要环节，传统的采摘方式主要依靠人力完成，工作量大，效率低，成本高，同时也容易造成采摘时果实坠落，引起二次伤害。
因此，需要一种高效、节约成本、安全可靠的柑橘采摘器。
本文便就此问题展开研究。
一、设计思路本文的设计思路是：采用机械控制和电动驱动相结合的方式，通过设计柑橘采摘器的结构，使其能快速、准确地完成对柑橘的采摘工作。
因此，本设计方案采用手持式、悬挂式的结构形式。
二、设计方案1.手持式柑橘采摘器手持式柑橘采摘器是一种人工操作的采摘器，主要由机体、采摘架、电机及电子控制器等部分组成。
柑橘采摘器的机身为不锈钢材质，内部设置有电机和输送带。
电机的转速可根据不同的柑橘品种和果实大小来进行调整。
输送带的作用是将采摘的柑橘从机身中传送出来，避免对果实的二次伤害。
采摘架是柑橘采摘器的重要组成部分，其结构采用三个支撑脚和一个球丝钩，主要用来夹住柑橘果实。
球丝钩采用不锈钢材质，具有较强的硬度和韧性，能够适应不同大小的柑橘果实。
电器控制系统包括电源、电机调速、输送带控制和采摘架控制等。
通过电子控制器，可以实现对电机的调速、输送带控制以及采摘架开合控制等。
悬挂架采用钢质材料，通过钢丝绳进行悬挂，可根据实际需要进行调整。
采摘臂的长度为1.8米左右，采摘架的夹口与球丝钩采用同样的设计，能够适应不同大小的柑橘果实。
悬挂式柑橘采摘器的电源采用蓄电池供电，电机控制系统采用PLC程序设计，可以实现对电机转速、臂的旋转和采摘器的开合等操作。
在采摘时，操作人员可远程控制采摘器进行采摘。
三、总结柑橘采摘器的研究和设计，主要是为了提高采摘效率，减少人力投入和减少对果实的二次伤害。
手持式柑橘采摘器和悬挂式柑橘采摘器的设计方案，结构简单、操作方便、可根据实际需要进行调整，达到了节约成本、提高效率、安全可靠的目的。
相信在今后柑橘采摘领域中，这两种采摘器将会得到广泛的应用。
一种柑橘采摘器的研究与设计
一种柑橘采摘器的研究与设计柑橘采摘器是一种用于采摘柑橘的机械设备，可以提高采摘效率，减轻劳动强度，并避免受伤。
本文将介绍一种柑橘采摘器的研究与设计。
柑橘采摘器应具备适当的结构和力学特性，以保证其在采摘过程中的稳定性和可靠性。
其主要由支架、机械臂、夹持器和控制系统等部分组成。
支架为整个采摘器提供了稳定的支撑，机械臂的设计应当考虑到柑橘树的高度和枝干的弯曲情况，以便能够准确地到达柑橘的位置。
夹持器应具备适当的力度和灵活性，以确保采摘柑橘时不会损坏果实。
控制系统应能够精确地控制柑橘采摘器的动作，实现自动化的采摘过程。
柑橘采摘器还应具备适应不同柑橘树和果实的特点的功能。
柑橘树的高度和枝干的弯曲情况是不同的，因此采摘器应具备调节高度和角度的功能，以便能够适应不同的柑橘树枝干。
柑橘的大小和重量也是不同的，采摘器应根据柑橘的特点进行合适的调整，以确保采摘时不会损坏果实。
柑橘采摘器的设计还应考虑到操作的便捷性和安全性。
操作人员应能够方便地控制采摘器的动作和调整参数。
柑橘采摘器应具备一定的安全措施，以防止操作人员受伤或机械故障。
柑橘采摘器的研究与设计还需进行实验验证和优化。
在设计完成后，需要进行大量的试验来验证采摘器的性能和安全性。
根据试验结果，可以对采摘器的结构和参数进行调整和优化，以进一步提高其采摘效率和可靠性。
柑橘采摘器是一种能够提高采摘效率、减轻劳动强度并保证采摘安全的机械设备。
其研究与设计应注重结构和力学特性的优化、功能的适应性、操作便捷性和安全性，同时还需进行实验验证和优化。
这样的柑橘采摘器的研究与设计将有助于提高柑橘采摘的效率和质量，推动农业机械化的发展。
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摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业柑橘采摘机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业柑橘采摘机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业柑橘采摘机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
本文将设计一台五自由度的工业柑橘采摘机器人，用于给采摘水果。
首先，本文将设计柑橘采摘机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建柑橘采摘机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该柑橘采摘机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和柑橘采摘机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测柑橘采摘机器人的各个关节的运动情况、柑橘采摘机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
关键词：柑橘采摘机器人，示教编程，伺服，制动ABSTRACTIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point.KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake目录第1章绪论 (1)1.1 柑橘采摘机器人概述 (3)1.2 柑橘采摘机器人的历史、现状 (4)1.3 柑橘采摘机器人的发展趋势 (5)第2章柑橘采摘机器人机械手的设计 (5)2.1自由度及关节 (6)2.2 基座及连杆 (7)2.2.1 基座 (8)2.2.2 大臂 (9)2.2.3 小臂 (10)2.3 机械手的设计 (12)2.4 驱动方式 (13)2.5 传动方式 (14)2.6 制动器 (15)第3章控制系统硬件 (16)3.1 控制系统模式的选择 (17)3.2 控制系统的搭建 (18)3.2.1 工控机 (19)3.2.2 数据采集卡 (20)3.2.3 伺服放大器 (21)3.2.4 端子板 (22)3.2.5电位器及其标定 (22)3.2.6电源 (23)第4章控制系统软件 (24)4.1预期的功能 (25)4.2 实现方法 (26)4.2.1实时显示各个关节角及运动范围控制 (26)4.2.2直流电机的伺服控制 (27)4.2.3电机的自锁 (28)4.2.4示教编程及在线修改程序 (29)4.2.5设置参考点及回参考点 (30)第5章总结 (32)5.1 所完成的工作 (33)5.2 设计经验 (35)5.3 误差分析 (36)5.4 可以继续探索的方向 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第1章绪论1.1 柑橘采摘机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。
柑橘采摘机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
“工业柑橘采摘机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业柑橘采摘机器人或通用柑橘采摘机器人）。
柑橘采摘机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。
柑橘采摘机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。
目前我国常把具有上述特点的柑橘采摘机器人称为专用柑橘采摘机器人，而把工业机械人称为通用柑橘采摘机器人。
简而言之，柑橘采摘机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。
柑橘采摘机器人一般分为三类。
第一类是不需要人工操作的通用柑橘采摘机器人，也即本文所研究的对象。
它是一种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。
它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工操作的，称为操作机（Manipulator）。
它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作柑橘采摘机器人来进行探测月球等。
工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。
第三类是专业柑橘采摘机器人，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。
这种柑橘采摘机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动。
除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。
柑橘采摘机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型柑橘采摘机器人以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为柑橘采摘机器人中使用最多的一种结构形式，世界一些著名柑橘采摘机器人的本体部分都采用这种机构形式的柑橘采摘机器人。
要柑橘采摘机器人像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。
这些系统的性能就决定了柑橘采摘机器人的性能。
一般而言，柑橘采摘机器人通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成，如图 1-1 所示。
执行机构机器人控制系统驱动-传动系统手部腕部臂部腰部基座部（固定或移动）电、液或气驱动装置单关节伺服控制器关节协调及其它信息交换计算机图1-1 柑橘采摘机器人的一般组成对于现代智能柑橘采摘机器人而言，还具有智能系统，主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。
目前研究主要集中在赋予柑橘采摘机器人“眼睛”，使它能识别物体和躲避障碍物，以及柑橘采摘机器人的触觉装置。
柑橘采摘机器人的这些组成部分并不是各自独立的，或者说并不是简单的叠加在一起，从而构成一个柑橘采摘机器人的。
要实现柑橘采摘机器人所期望实现的功能，柑橘采摘机器人的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约。
它们之间的相互关系如图1-2 所示。
位形检测控制系统（二）驱动传动装置执行机构工作对象智能系统控制系统（一）图1-2 柑橘采摘机器人各组成部分之间的关系柑橘采摘机器人的机械系统主要由执行机构和驱动－传动系统组成。
执行机构是柑橘采摘机器人赖以完成工作任务的实体，通常由连杆和关节组成，由驱动－传动系统提供动力，按控制系统的要求完成工作任务。
驱动－传动系统主要包括驱动机构和传动系统。
驱动机构提供柑橘采摘机器人各关节所需要的动力，传动系统则将驱动力转换为满足柑橘采摘机器人各关节力矩和运动所要求的驱动力或力矩。
有的文献则把柑橘采摘机器人分为机械系统、驱动系统和控制系统三大部分。