采摘机器人设计开题报告
果蔬采摘机器人机械系统设计与关键技术研究的开题报告
果蔬采摘机器人机械系统设计与关键技术研究的开题报告一、研究背景随着国民生活水平的提高，人们对食品质量和健康日益关注，果蔬成为人们日常饮食中必不可少的一部分。
然而，传统的果蔬采摘方式存在着人力成本高、效率低且难以保证采摘质量等问题。
因此，发展一种适应现代农业生产需求的果蔬采摘机器人势在必行。
二、研究目的和意义本研究旨在设计一种能够自主采摘水果和蔬菜的机器人，并对相关技术进行深入研究。
研究成果可以实现果蔬采摘作业的自动化、智能化和信息化，提高采摘的效率、减少人力成本并保证采摘质量。
同时，该研究对于推动现代农业的可持续发展、实现农业生产的高效化与智能化具有重要的现实意义。
三、研究内容和方法1. 系统设计本研究采用机械、电气、控制等多学科综合设计方法，搭建果蔬采摘机器人机械系统。
涉及到机器人结构设计、选用关键元器件、机械系统动态分析等内容。
2. 传感器技术采用多种传感器对果蔬进行检测和定位，以实现机器人的自主操控。
包括图像处理技术、深度学习算法、惯性导航等。
3. 控制系统设计机器人运动轨迹控制算法和运动控制系统，保证机器人按照预定路径精准移动和执行采摘任务。
同时，实现机器人自我保护和避障能力，提高其安全性。
4. 智能化管理系统建立智能云平台，对机器人的运作进行远程监控管理。
通过大数据分析和机器学习技术，提高机器人采摘效率和准确性，并为农业生产提供更多的数据决策支持。
四、研究计划1. 第一年进行果蔬采摘机器人的机械结构设计和选型；开展机械系统动态分析和传感器技术的研究；确定机器人运动轨迹控制算法和控制系统设计方案。
2. 第二年开展机器人运动轨迹控制系统的实现和机器人自主避障算法的设计；研究智能化管理系统的设计和开发。
3. 第三年集成机器人的各项功能；实现机器人对各类果蔬的自主采摘；进行机器人的性能测试和系统优化。
五、预期成果1. 设计一种可实现水果和蔬菜自主采摘的机器人；2. 确定最佳机械和电气元器件的选型方案，并构建出一套完善的机械系统；3. 实现机器人的自主运动和采摘功能，提高采摘效率和准确率；4. 建立智能化管理系统，对机器人运作进行远程监控和管理，并为农业生产提供数据决策支持。
开题报告苹果采摘机的设计》
开题报告苹果采摘机的设计》1．本课题研究的背景、目的及意义背景: 农业是民生之本，随着工业及科学技术的发展，农业机械的自动化、智能化在农业现代化生产的进程中也越来越迫切。
果实采摘是水果生产和加工领域中必不可少的一环，摘果机械的升级可解放劳动力、提高工作效率，在农业现代化方面具有广阔的应用前景。
摘果机技术毫无疑问是未来的战略性高技术，充满机遇和挑战。
目前，国际上摘果机市场大概有 80 亿至 100 亿，其中工业摘果机占的比重最大。
2025 年，整个摘果机市场将达到 500 亿，服务摘果机从原来的300 多万台增加到 1200 多万台，特种摘果机（如：农业摘果机、排爆摘果机、医疗摘果机等）的呼声也越来越高。
另外，微软等IT 企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与摘果机的研制。
随着摘果机技术的发展国内外开始探索相关技及先进成果应用在农业领域，其中果实采摘收割摘果机是农业领域中相对大的比重，相关摘果机随着技术进步及相关经验的成熟会为人们解放劳动力、提高工作效率等方面有不可估量的前景。
目的：以苹果采摘为背景，设计一款适应多变的开放式的苹果园地面环境，稳定性好，控制能力高的苹果采摘机，采摘部分要求实现自动化。
本课题预期设计一款轮式苹果采摘机，由移动载体和带夹持机构的机械臂组成，其底部结构可自由行进，控制能力灵活。
预期在摘果过程中首先通过夹持机构将果实夹紧，之后利用切割机构，通过刀片对果柄进行切割，使果实与果柄分离，从而完成果实采摘。
意义：提高和锻炼学生的设计能力和综合知识的应用能力，锻炼学生解决实际工程问题的能力。
本文所设计摘果机虽然尚无法取代人工作业，但是对摘果机应用到农业采摘相关技术奠定了实践基础，并对进一步实验带来了可操作的实验平台，对累积相关制作技术有很好的验证作用。
2．本课题主要研究内容和预期目标主要内容：移动底盘的：为了适应多变的开放式的苹果园地面环境，预期选用履带式移动小车作为移动底盘。
杨梅采摘机器人轮式移动平台设计[设计+开题+综述]
![杨梅采摘机器人轮式移动平台设计[设计+开题+综述]](https://img.taocdn.com/s3/m/20406c6b79563c1ec4da7158.png)
开题报告机械设计制造及其自动化杨梅采摘机器人的移动平台设计一、选题的背景与意义1、选题的背景我国是一个农业大国，虽然农业人口众多，但随着工业化进程的不断加速，可预计农业劳动力将逐步向社会其它产业转移，实际上进人21世纪后，我们将面临着比世界任何国家都要严重的人口老化的问题，农业劳动力不足的问题将逐步变为现实[1]。
因此对于农业机器人的研究就刻不容缓，目前国际上已研制开发了一系列的农业机器人，如耕耘机器人，收割机器人，施肥机器人，除草机器人，嫁接机器人，喷雾机器人，果实分拣机器人，采摘机器人等[2]，其中较为典型的是番茄采摘机器人[3][4]，黄瓜采摘机器人[5]，移栽机器人[6]，蘑菇采摘机器人[7]，苹果采摘机器人[5]，西瓜收获机器人[8]。
许多国家根据自己的情况开发出了各具特色的农业机器人，如澳大利亚的剪羊毛机器人，荷兰开发的挤奶机器人，法国的耕地机器人，日本和韩国的插秧机器人等[6][9]-[11]。
特别的，在水果，蔬菜等方面，这类农作物的种植面积和产量逐年提高。
据统计，2002年中国果品种植面积893万h㎡，产量6225万t，占世界果品产量的l3% 。
蔬菜种植面积1523万h㎡，产量4．24亿t，占世界蔬菜总产量的4O％。
在果实类的水果和蔬菜生产中，需要人工不定时的对果实进行成熟度判断和收获，并不时地移动梯子登高或弯腰。
因此收获作业是一项劳动强度大、消耗时间长、具有一定危险性的作业[12]。
与此同时，采摘作业质量的好坏还直接影响到产品的后续加工和储存。
如何以低成本获得高品质的产品是水果生产环节中必须重视和考虑的问题由于采摘作业的复杂性。
采摘自动化程度仍然很低。
目前国内水果采摘作业基本上都是手工进行随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本也相应提高，这样会大大降低产品的市场竞争力[13]。
所以研究开发适合目前生产实际的果蔬果实收获机器人不仅可以在很大程度上减轻劳动强度、提高生产效率，而且具有广阔的市场应用前景。
果树采摘机器人目标定位系统研究的开题报告
果树采摘机器人目标定位系统研究的开题报告一、背景与意义近年来，随着农业机器人技术的不断进步和应用，果树采摘机器人逐渐成为现代果农生产中的必备工具。
果树采摘机器人具有采摘效率高、采摘质量好等优点，能够大大提高果农的生产效率。
但目前，果树采摘机器人的目标定位系统仍然存在一定的问题，如识别效果不理想、定位精度低等，需要在此方面进行研究和优化。
因此，本文旨在研究果树采摘机器人目标定位系统，提高果树采摘机器人的自主性和采摘效率，为果农提供更加高效的服务。
二、研究内容与方法本文主要研究采用深度学习算法和机器视觉技术实现果树图像的自动识别和目标定位。
具体内容包括：1. 果树图像自动识别技术的研究与开发。
2. 采用机器视觉技术实现果树目标定位的研究与开发。
3. 利用深度学习算法优化果树图像的识别和目标定位效果。
4. 系统化地测试和评估果树采摘机器人目标定位系统的性能，探索如何提高果树采摘机器人的实用性和稳定性。
在研究方法上，本文将采用图像处理技术、机器学习技术和传感器技术相结合的方法，以实验为主，通过数据的收集与分析以及系统化的试验，验证所提出的技术的有效性和可行性。
三、预期成果和意义本文研究目标是实现果树采摘机器人目标定位系统的优化和提高，具体预期成果如下：1. 开发基于深度学习算法的果树图像自动识别模块，提高果树图像识别速度和准确度。
2. 提出一种新的利用机器视觉技术实现果树目标定位的方法，在目标定位准确度和定位速度方面有所提高。
3. 利用系统化的测试评估方法评估果树采摘机器人目标定位系统的性能，证明其在实践中可行性和有效性。
本文的研究成果将为果树采摘机器人的进一步发展提供新的技术支持和发展方向，也将为果农提供更加高效、可靠和智能化的服务，使果农更好地利用现代技术提升农业生产效益，更好地适应市场需求和发展趋势。
四、研究进度安排本文的研究计划为时一年，预计进度安排如下：1. 第一、二个月：调研果树采摘机器人目标定位技术的研究现状和发展趋势。
基于机器视觉的草莓采摘机器人技术研究的开题报告
基于机器视觉的草莓采摘机器人技术研究的开题报告一、选题背景草莓是一种高营养、高经济价值的水果，在全球各地都受到了广泛的种植和消费。
然而，草莓采摘是一项费时费力的任务，需要大量人力投入。
传统的草莓采摘工作一般都是由人工完成，但是这种方式存在着劳动强度大、效率低下、成本高等问题。
随着机器人技术和计算机视觉技术的日益成熟，越来越多的研究者开始考虑利用机器人来解决草莓采摘这个难题。
其中，基于机器视觉的草莓采摘机器人技术备受关注。
二、研究目的本课题旨在研究基于机器视觉技术的草莓采摘机器人，通过对草莓的成熟度、大小、色泽等信息的感知和判断，实现自动化采摘。
具体研究目的如下：1. 设计一种基于机器视觉的草莓采摘机器人，实现自动化采摘草莓的功能。
2. 研究草莓成熟度、大小、色泽等的识别和判断方法，以提高采摘的准确性和效率。
3. 综合运用机器人技术、计算机视觉技术和智能控制技术，构建基于机器视觉的草莓采摘控制系统，实现系统的完整性和稳定性。
三、研究方案本研究计划采用如下方案：1. 系统分析：对基于机器视觉的草莓采摘机器人的功能、性能和稳定性需求进行分析和梳理。
2. 机器视觉方法研究：研究草莓成熟度、大小、色泽等特征的识别和判断方法，并结合草莓生长环境的影响因素，对识别和判断方法进行优化和改进。
3. 机器人设计与制造：设计基于机器视觉的草莓采摘机器人的整体结构和各个功能模块的布局，并进行制造和装配。
4. 控制系统开发：采用智能控制技术，设计并构建基于机器视觉的草莓采摘控制系统，实现对机器人运动控制、机器视觉模块的数据处理和反馈控制等功能的集成管理。
5. 系统测试与评估：对完成的机器人系统进行功能和性能测试，并进行实验数据的收集和分析。
同时，对系统的稳定性和适应性进行评估和优化改进。
四、研究预期成果本研究预期达到如下成果：1. 研发一种基于机器视觉的草莓采摘机器人，能够自动化采摘草莓并具有可靠的运行性能和稳定性能力。
大白菜收获机开题报告
大白菜收获机开题报告一、研究背景大白菜是我国主要的蔬菜之一，也是世界上重要的蔬菜之一。
由于其营养丰富、口感好、易于保存等特点，深受消费者喜爱。
然而，在大白菜的种植过程中，收获一直是一个比较困难和费时的问题。
传统的手工收割需要大量人力和时间，成本较高。
因此，研发一种高效、智能化的大白菜收获机具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在开发一种适用于大白菜收获的机器人，并通过对其进行实验验证，探讨其收割效率、精度和稳定性等方面的优化。
三、研究内容1. 大白菜收获机器人设计本研究将设计一种基于视觉识别技术和机械臂控制技术相结合的大白菜收获机器人。
该机器人将采用三维视觉传感器获取作物信息，并通过图像处理算法实现对作物生长状态和成熟度等参数的判断，从而确定最佳收割时间。
2. 机器人控制系统设计本研究将设计一种基于嵌入式系统的机器人控制系统，实现对机器人的远程控制和监测。
该控制系统将采用ROS（Robot Operating System）作为软件平台，通过网络连接实现对机器人的实时监测和远程操控。
3. 实验验证与优化本研究将通过在大白菜种植园中进行实验验证，测试机器人的收割效率、精度和稳定性等方面的性能指标，并针对实验结果进行优化。
四、研究意义1. 提高大白菜生产效率传统的手工收割方式需要大量人力和时间，成本较高。
而采用机器人进行收割，不仅可以提高收割效率，还可以降低生产成本。
2. 促进农业智能化发展随着科技的不断进步，农业智能化已经成为未来农业发展的趋势。
本研究所开发的大白菜收获机器人具有代表性，并可为其他蔬菜作物的智能化收获提供借鉴。
3. 推动科技创新本研究所涉及到的机械臂控制技术、视觉识别技术等都是较为前沿的科技领域，通过对这些技术的应用和优化，可以推动相关领域的科技创新。
五、研究方法1. 文献调研法通过查阅相关文献和资料，了解国内外大白菜收获机器人的发展现状及存在问题，为本研究提供理论基础和实践经验。
2. 实验法通过在大白菜种植园中进行实验验证，测试机器人的收割效率、精度和稳定性等方面的性能指标，并针对实验结果进行优化。
苹果采摘机器人双目视觉系统的研究的开题报告
苹果采摘机器人双目视觉系统的研究的开题报告一、选题背景随着农业机械自动化技术的发展，越来越多的农业作业开始使用机械化设备，从而提高了生产效率和质量。
而苹果作为一种大众化水果，在全球范围内被广泛种植和消费。
苹果采摘作业繁琐、费力、成本高，目前采取的方式多为人工操作。
然而，人工采摘存在着弊端，比如效率低下、劳动强度大、人为因素影响等问题。
因此，研发一种高效、准确、智能的苹果采摘机器人双目视觉系统，对于农业机械化生产的发展和苹果产业的增加效益和降低成本具有重要意义。
二、研究内容本研究旨在开发一种苹果采摘机器人双目视觉系统，实现智能化采摘，提高采摘效率和准确性。
研究内容包括：1. 系统架构设计：针对苹果采摘过程中需要的视觉计算和机械臂控制，设计合适的系统结构，确保系统稳定性和实时性。
2. 机器视觉算法研究：探究苹果的特征识别和目标检测技术，利用机器学习算法实现苹果的自动识别和定位，为机器人的准确摘取提供支持。
3. 机械控制算法研究：实现机械臂对苹果的准确抓取和放置，研究机械臂的操纵控制算法以及机器人的自适应控制算法，优化机器人的采摘能力。
4. 系统集成与测试：将系统开发完成后，对整个系统进行测试和分析，评估其实际采摘效果和适应性。
三、研究意义本研究旨在研发一种高效、准确、智能的苹果采摘机器人双目视觉系统，通过将图像处理技术和机器人技术融合，实现苹果采摘自动化。
其意义如下：1. 提高农业生产效率和质量，降低农业生产成本。
2. 减少人工采摘带来的劳动强度和安全隐患。
3. 为实现现代农业机械化提供技术支持，有助于加速我国农业现代化进程。
4. 对机器人、机器视觉等相关技术的研究和发展具有重要的推动作用。
四、研究方法本研究采用如下方法：1. 研究相关文献，积累理论知识。
2. 实验室模拟苹果采摘环境，并利用实验数据进行系统算法设计和评估。
3. 利用机器学习技术，建立苹果特征库和目标检测算法，采集、处理和存储苹果采摘相关数据。
基于番茄生物力学特性的采摘机器人抓取损伤研究的开题报告
基于番茄生物力学特性的采摘机器人抓取损伤研究的开题报告一、研究背景随着农业机械化的快速发展，采摘机器人逐渐成为农业自动化和智能化的重要方向之一。
但是，在实际应用中，还存在着一些问题，如机器人抓取力过大、损伤果实等问题。
番茄作为一种常见的蔬菜类作物，其生物力学特性独特，对采摘机器人的抓取方式和抓取力度有很高的要求。
因此，针对番茄采摘机器人的抓取损伤问题进行研究，有着重要的实际意义。
二、研究内容和目标本文以番茄的生物力学特性为基础，结合机器人学、控制论等技术，设计一种能够减少番茄损伤的采摘机器人。
主要研究内容包括：1. 番茄果实的力学特性研究：通过实验和数学模型分析，研究番茄果实的外形、大小、硬度、韧性等生物力学特性。
2. 采摘机器人机械结构设计：以减少番茄损伤为目标，设计具有多个抓取点、抓取力可调节的机械结构。
3. 控制算法设计：设计适用于机器人的控制算法，使其能够根据番茄的不同特性，自适应地调节抓取力度。
4. 仿真实验和现场试验：通过仿真实验和现场试验，验证机器人的抓取效果和减少损伤能力。
本文的目标是研发一种高效、准确、无损伤的番茄采摘机器人。
三、研究方法本文采用实验、数学模型、控制算法和仿真实验等多种研究方法，具体包括：1. 实验：采集不同品种、不同成熟度和不同形态的番茄作为实验对象，通过切片法、压缩法、剪切法等力学实验方法，获得番茄果实的生物力学特性。
2. 数学模型：根据番茄果实的生物力学特性，建立相应的数学模型，为机器人的设计和控制算法提供理论支持。
3. 机械结构设计：设计具有多个抓取点、抓取力度可调节的机械结构，根据数学模型和实验结果进行优化。
4. 控制算法设计：设计适用于机器人的控制算法，实现对抓取力度的调节和自适应控制。
5. 仿真实验和现场试验：通过使用虚拟仿真和实际操作等方式，验证机器人的抓取效果和减少损伤能力。
四、预期成果本文预期实现以下成果：1. 番茄果实的力学特性研究：研究得出番茄果实的力学特性参数，为后续的机器人设计提供理论基础。
面向多领域统一仿真的采摘机械手控制系统的开题报告
面向多领域统一仿真的采摘机械手控制系统的开题报告一、研究背景和意义：随着农业生产技术的不断发展，机械化采摘逐渐替代了人工采摘，提高了采摘效率、降低了成本，并且更加安全和环保。
而采摘机械手作为机械化采摘的重要组成部分，其控制系统的稳定性和可靠性已经成为人们关注的焦点。
目前，不同领域的采摘机械手控制系统仍然存在着诸多的局限性，例如针对某一种特殊作物的采摘需求，不同的采摘机械手控制系统需要针对不同的采摘要求进行设计，使得机械手的灵活性和可扩展性较差。
因此，需要一种能够实现多领域统一仿真的采摘机械手控制系统。
二、研究内容和方法：本研究将利用多领域模型计算软件进行采摘机械手控制系统的建模和仿真，包括机械结构的建模和控制算法的设计。
同时结合现有的采摘技术和需求，以及不同农作物的采摘特点，设计出一种统一的控制系统，能够实现在不同作物上的采摘，并且根据需要进行调整和优化。
具体研究方法如下：1. 对采摘机械手的机械结构进行建模和分析，包括机械臂、末端执行器、传感器、人机交互等模块，并对模型进行仿真验证。
2. 设计不同农作物的采摘方案和采摘策略，包括采摘路径、力学参数等，并针对不同作物的特点进行优化。
3. 设计和实现采摘机械手的控制算法，包括PID控制、遗传算法、神经网络等控制方法，并进行仿真验证和优化。
4. 开发统一的采摘机械手控制系统，能够实现在不同作物上的采摘操作，并且具有较好的可扩展性和灵活性。
三、研究展望：本研究旨在开发一种面向多领域统一仿真的采摘机械手控制系统，可以应用于不同的农作物上，并且具有可扩展性和灵活性。
在今后的研究中，还需要进一步完善该系统的硬件和软件设计，以及结合实际应用进行验证，使其逐步成为实际生产中的可靠工具。
自动采摘装置开题报告
自动采摘装置开题报告自动采摘装置开题报告一、引言自动采摘装置是一种能够自动完成农作物采摘任务的机械设备，它的出现极大地提高了农业生产效率，减轻了人力劳动压力。
本文将对自动采摘装置进行研究和探讨，旨在分析其优势、应用领域以及可能面临的挑战。
二、自动采摘装置的优势1. 提高生产效率自动采摘装置能够以更快的速度和更高的精度完成采摘任务，相比于传统的人工采摘，它能够大幅度提高农作物的采摘效率。
同时，自动采摘装置不受天候、时间等因素的限制，能够在24小时内连续工作，从而进一步提高农业生产效率。
2. 减少人力成本传统的农作物采摘通常需要大量的人力投入，而自动采摘装置能够减少人工劳动，从而降低了人力成本。
此外，自动采摘装置的使用还能够减少因长时间劳动而导致的人体疲劳和伤害，提高工作环境的安全性。
3. 保持产品质量自动采摘装置采用先进的传感技术和机械装置，能够准确判断农作物的成熟度和采摘时机，避免了过早或过晚采摘所导致的产品质量下降。
同时，自动采摘装置的操作也非常精确，能够避免对农作物的损伤，保持产品的完整性。
三、自动采摘装置的应用领域1. 水果采摘水果采摘是自动采摘装置的主要应用领域之一。
传统的水果采摘通常需要人工攀爬和使用梯子等危险的方式，而自动采摘装置能够通过机械臂、传感器等设备，准确地识别和采摘水果，提高采摘效率和安全性。
2. 蔬菜采摘蔬菜采摘是农业生产中的重要环节，但由于蔬菜的生长环境多样，传统的人工采摘效率较低。
自动采摘装置通过机械臂、图像识别等技术，能够适应不同蔬菜的采摘需求，提高采摘效率和质量。
3. 茶叶采摘茶叶的采摘需要高度的技术和经验，传统的人工采摘效率低下。
自动采摘装置通过机械臂、传感器等技术，能够准确地判断茶叶的成熟度和采摘时机，提高采摘效率和茶叶的质量。
四、自动采摘装置面临的挑战1. 技术难题自动采摘装置的研发需要涉及机械、电子、传感、图像识别等多个领域的技术。
目前，虽然已经取得了一定的进展，但仍然存在一些技术难题，如机械臂的灵活性和精确度、图像识别的准确性等问题，需要进一步的研究和改进。
设计一种山竹采摘机器人
设计一种山竹采摘机器人
④回收—每次收集完一小轮后，将 收集袋中的山竹倒入回收箱后，回
设计一种山竹采摘机器人
1.2山竹采摘机器人国内外发展现状
1.2.1国外研究现状 目前，国际上陆续涌现出一些农业机器人，但专门针对山竹采摘的机器人尚处于研发成长 阶段。进行专利搜索，发现山竹采摘机器人相关专利较少，结构多为"机械臂+收集车体" 传统结构，但末端执行器的设计各异。摘出具有代表性的一项专利，该研究采用三段式机 械臂，末端执行器本质为弯曲的伸缩连杆机构，符合山竹的结构特征和采摘需求
收箱满后回到起始出发点
设计一种山竹采摘机器人
三、总体方案设计
3.1结构设计准则
轻巧灵活：采用轻量化结构设计，提高机器人的灵活性和机动性 模块化设计：使得各个组件可以独立更换和升级，便于维护和升级 人机协同：设计具有人机协同能力的界面，方便果农操作和监控机器人
设计一种山竹采摘机器人
3.2方案设计 机器人主要工作路线为：导航及定位、识别、采集、山竹回收 (1)导航和定位机器视觉进行山竹采摘小范围区间的定位。行驶过程中，利用高精度传感器，实现 自主导航和避障。机器人的运行和暂停由独立电机控制 (2)识别—利用机器视觉识别山竹的具体位置，进而利用图像识别判断山竹是否成熟 (3)采集—利用低功率小型电机驱动齿轮齿条，结合机器视觉末端执行组件对山竹进行采摘 (4)回收—进行机构学计算，设计合理的机械臂长度和角度，使机器人有效完成回收工作 利用高精度传感器，如激光雷达和摄像头，以实现自主导航和避障，进行导航定位；采用深度学 习算法进行图像识别及结合机器人机构学，实现对山竹的自动抓取。机器人机器人整体运行流程 如图所示
《苹果采摘机械设计》开题报告文献综述3000字
3、2021年XX月XX日－XX月XX日收集并整理完成论文写作的参考资料，完善提纲，撰写完成毕业论文初稿；
4、2021年XX月XX日—XX月XX日论文修改，完成第二稿；
5、2021年XX月XX日—XX月XX日论文修改，完成第三稿；
开题报告文献综述
学生姓名
年级
专业
论文题目
苹果采摘机械设计
指导教师
文献综述（包括课题现状和发展趋势）
1 国外研究进展
1993年，日本冈山大学紧随美国的研究脚步研制出西红柿采摘机器人。如图1-1所示。此采摘机器人跟美国首次研究出的有所不同的是采用轮式移动机构，其机械臂是更复杂的七自由度机械臂。此采摘机器人采用彩色CCD摄像机作为视觉传感器可以准确感知果实成熟度，而且可以通过双目视觉进行准确的果实定位，准确地判断果实是否在可抓取范围之内，然后再利用末端执行器将果实固定，再运用腕关节拧下。此采摘机器人从完成识别到采摘所需时间仅大约为15s/个，并且成功率在75%左右。此采摘机器人主要存在的问题有：一方面，不能识别到枝叶茂密后方的西红柿，另一方面，机械臂对被遮挡的果实也难以采摘。
20世纪末英国silsoe研究院成功研制出了用于蘑菇采摘的农业机器人。采摘机械臂是由一个电机驱动的旋转关节和两个气动式移动关节组成的三自由度机械臂。其末端执行器上精巧地设置有软村垫和吸引设备以此防止果实的损伤。采用TV摄像头作为定位和果实识别的视觉传感器。此采摘机器人采摘一个蘑菇平均耗时6.7s，采摘成功率在75%左右，机械结构比较简单，成本较低，但同时也存在一些问题：采摘生长倾斜的蘑菇存在很大的困难。如何采用多个末端执行器提高生产率以及尝试改进图像处理算法以此更好地调整末端执行器位姿动作来提高采摘成功率是亟待解决的问题。
农田信息采集机器人控制系统研究的开题报告
农田信息采集机器人控制系统研究的开题报告一、选题背景和意义随着农业机械自动化技术的飞速发展，农业机器人作为代替人工劳动、提高农业生产效率的重要工具已越来越受到人们的关注和重视。
农田信息采集机器人是一类可以自主移动、从事农田信息采集和处理的机器人，如自动化检测农田土壤、作物生长状况等，有助于优化农业生产管理和提高农作物的产量和质量。
本文旨在研究农田信息采集机器人的控制系统，以提高机器人的自主性、实现全天候的监测采集，并减轻人工劳动对农作物的冲击。
二、相关研究现状农业机器人作为一种新型、智能化的机械设备，近年来得到了广泛的研究和应用。
目前，国内外研究者已经对农业机器人的控制系统、定位导航、机械结构和传感器等方向进行了不同程度的研究。
其中，农田信息采集机器人的研究相对较少，国内外尚未形成统一的技术标准和规范。
因此，需要对农田信息采集机器人的控制系统进行研究和改进，以便更好地满足实际的应用需求。
三、研究内容和方法1. 确定农田信息采集机器人的技术要求，包括运动自由度、采集种类和精度等；2. 设计农田信息采集机器人的控制系统，包括硬件、软件和传感器；3. 采用现代控制理论和模型算法，对农田信息采集机器人的运动轨迹和运动控制进行优化，提高机器人的自主性、稳定性和安全性；4. 研究和设计农田信息采集机器人的智能监控和应急措施，以防机器人故障或操作失误引发的意外事件。
四、预期研究成果1. 设计出一种满足农业生产实际需求的农田信息采集机器人。
2. 研制出全自动化、高效率的农田信息采集机器人控制系统。
3. 实现农田信息采集机器人的自主移动、定位导航和信息采集。
4. 提高农田信息采集机器人的控制精度，减少误差，最终达到提高农业生产质量和效率的目标。
五、预期研究难点和措施1. 农田信息采集机器人的环境感知和控制策略。
2. 农田信息采集机器人的机械结构的设计与优化。
3. 农田信息采集机器人的控制系统的精确度和实时性等技术指标。
果蔬采摘机器人离线编程及控制系统设计的开题报告
果蔬采摘机器人离线编程及控制系统设计的开题报告一、选题背景及意义随着人口的不断增长和城市化进程的加速，农业生产逐渐面临着劳动力稀缺和成本高昂的问题。
同时，随着科技的不断发展，机器人技术也得到了突破性发展，为农业生产提供了新的机会。
果蔬采摘机器人可以在耕种、喷洒、排灌等方面提高效率，降低成本，特别是在果蔬采摘方面可以替代传统的劳动力采摘方式，提高采摘效率和品质。
然而，果蔬采摘机器人控制和编程系统的研究还处于初级阶段，需要继续深入探究。
该课题旨在研究果蔬采摘机器人的离线编程及控制系统的设计，为果蔬采摘机器人的实现和推广提供技术支持和保障。
二、研究内容和方法（一）研究内容1. 果蔬采摘机器人系统架构分析，包括机械、电气、控制等方面的分析。
2. 果蔬采摘机器人离线编程方法研究，包括基于CAD数据的离线编程方法、基于虚拟现实的离线编程方法等。
3. 离线编程系统设计，包括系统软硬件环境的设计和搭建，以及离线编程软件的开发和优化。
4. 控制系统设计，包括运动控制、视觉识别等方面的控制系统设计。
5. 系统集成与测试，包括对离线编程系统和控制系统的集成和测试。
（二）研究方法1.文献研究法：对果蔬采摘机器人的相关文献进行分析和整理。
2.案例研究法：对已有的果蔬采摘机器人进行案例研究分析，借鉴其优点并总结经验。
3.系统分析法：对果蔬采摘机器人系统进行分析，了解其结构和功能要求，为系统设计提供参考。
4.实验研究法：利用模拟环境和实际场景进行系统设计和测试。
三、预期成果及应用价值通过本研究，预期实现以下成果：1. 果蔬采摘机器人离线编程及控制系统的设计和开发。
2. 运动控制和视觉识别算法的研究和优化。
3. 系统集成和测试，说明系统的使用效果和可靠性。
4. 大幅提高果蔬采摘机器人的效率和质量，为果蔬生产提供更好的保障和支持。
5. 推动机器人技术在农业生产中的广泛应用。
四、工作计划及进度安排1. 第1-2个月：文献梳理、案例研究、需求分析。
开题报告lk、
毕业设计(论文）开题报告班级机097学号指导教师穆安乐一、毕业设计(论文)课题来源、类型机械设计类，此题来源于指导老师提供。
二、选题的目的及意义果品采摘作业是水果生产链中最耗时、最费力的一个环节。
采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高，因此保证果实适时采收、降低收获作业费用是农业增收的重要途径。
由于采摘作业的复杂性，采摘自动化程度仍然很低。
目前，国内水果采摘作业基本上都是人工进行，其费用约占成本的50%~70%，并且时间较为集中。
采摘机器人作为农业机器人的重要类型，其作用在于能够降低工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证果实适时采收，因而具有很大发展潜力。
21 世纪是农业机械化向智能化方向发展的重要时期。
随着农业生产的规模化、多样化和精确化，农业生产作业要求逐渐提高，许多作业项目（如蔬菜和水果的挑选与采摘、蔬菜的嫁接等）都是劳动密集型工作，再加上时令的要求，保证作业质量成为关键问题；同时，工业生产发展迅速，农业劳动力将逐渐向社会其他产业转移；随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本也相应提高，这样大大降低了产品的市场竞争力[1]。
国外农业机器人发展迅速。
自1983年第1台西红柿采摘机器人在美国问世以来，采摘机器人的研制和开发得到了快速发展(如图1所示)。
法国、荷兰等国家相继立项研究了采摘苹果、柑橘、西红柿、西瓜和葡萄等智能机器人。
日本近年在收获机器人的研究方面进展很快，目前已经研制出番茄、黄瓜、葡萄、柑橘等水果和蔬菜收获机器人，但技术不太成熟，还没有真正实现商业化。
我国在农业机器人领域的研究始于20世纪90年代中期，上海交通大学机器人研究所的曹其新、刘成良等人完成了智能化联合收割机样机的研制。
南京农业大学沈明霞和浙江工业大学张立斌等人正在进行农业机器人视觉方面的研究。
2001年，张瑞合等运用双目立体视觉的方法研究了番茄收获中果实的精确定位问题。
采摘机器人是未来智能农业机械化的发展方向，具有广阔的应用前景[2] 。
果树采摘机器人控制系统研究与设计的开题报告
果树采摘机器人控制系统研究与设计的开题报告1. 研究背景与意义随着农业机械化的不断推进和人工成本的不断增加，农业领域逐渐出现了各种智能化农机。
果树采摘机器人就是其中之一，它可以代替农民手动采摘果实，提高采摘效率和品质，减轻人工劳动强度。
但是，果树采摘机器人需要通过控制系统来实现自主导航、果实识别与选择、机械臂控制等功能。
因此，研究果树采摘机器人的控制系统，对于提高机器人的自主性、稳定性和可靠性具有重要的意义。
2. 研究内容与目标本研究的主要内容是基于ROS（机器人操作系统）平台，研究果树采摘机器人的控制系统，具体包括：（1）机器人底盘的运动控制系统设计（2）果实的识别与选择算法设计（3）机械臂控制系统设计（4）机器人自主导航系统设计研究目标是设计一个能够实现果树采摘功能的机器人控制系统，使机器人能够在果园内自主地行走，识别果实并选择采摘方式，完成果实采摘的工作。
3. 研究方法本研究采用以下研究方法：（1）文献调研：了解国内外果树采摘机器人的研究现状及控制系统设计方法。
（2）系统架构设计：设计果树采摘机器人控制系统的硬件和软件架构。
（3）运动控制系统设计：设计机器人底盘的运动控制系统，包括位置和速度控制等功能。
（4）识别与选择算法设计：设计果实的识别与选择算法，包括计算机视觉和深度学习等技术。
（5）机械臂控制系统设计：设计机械臂控制系统，使机械臂能够自主选择采摘方式。
（6）导航系统设计：设计机器人的导航系统，包括SLAM（同时定位与地图构建）等技术。
4. 预期成果与意义本研究的主要预期成果是一套完整的果树采摘机器人控制系统，包括运动控制系统、识别与选择算法、机械臂控制系统和导航系统。
该系统能够实现果实的自主识别、选择和采摘，提高果园的采摘效率和品质，减轻劳动强度，降低劳动成本。
本研究的意义在于推进智能农业的发展，提高果树采摘机器人的自主性、稳定性和可靠性，促进我国农业机械化水平的不断提高。
采摘机器人设计开题报告
采摘机器人设计开题报告本科毕业设计（论文）开题报告1.课题概述一、课题研究的目的和意义在果蔬生产作业中，采摘作业的质量对果蔬的储存、加工和销售有着直接的影响，从而最终影响市场价格和经济效益。
由于采摘作业的复杂性，采摘自动化程度仍然很低，目前国内果蔬采摘作业基本上还是手工完成。
随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本的提高，果蔬采摘这个问题已经慢慢被人们所重视。
近些年来，陕西省已成为全国苹果产量大省。
白水、礼泉、洛川等地的果农们有的每户每年大多需要手工收获5-10万多斤的苹果，采摘劳动强度大，非常辛苦。
摘果时常因上梯或上树而感到非常劳累不便，也常听到有人不慎从树上或梯子上掉下来的消息，这就对果农们的安全生产带来不便。
因此，设计一种既能有效采摘果实又能减轻果农劳动负担的小型实用机械就显得非常重要了。
目前市面上此类工具很少，况且有很多弊端。
因此，设计一种更为先进的果实采摘机对实现农业机械自动化和提高农业生产效率有重大意义。
二、本课题国内外研究状况分析收获作业的自动化和机器人的研究始于20世纪60年代的美国（1968年），采用的收获方式主要是机械震摇式和气动震摇式，其缺点是果实易损，效率不高，特别是无法进行选择性的收获。
从20世纪80年代中期开始，随着电子技术和计算机技术的发展，特别是工业机器人技术、计算机图像处理技术和人工智能技术的日益成熟，以日本为代表的发达国家，包括荷兰、美国、法国、英国、以色列、西班牙等国家，在收获采摘机器人的研究上做了大量的工作，试验成功了多种具有人工智能的收获采摘机器人，如番茄采摘机器人、葡萄采摘机器人、黄瓜收获机器人、西瓜收获机器人、甘蓝采摘机器人和蘑菇采摘机器人等。
在国内，研究果蔬采摘机器人的工作正在起步阶段。
XXX的研究人员已经研制出了林木球果采摘机器人，其主要由5自由度机械手、行走机构、液压驱动系统和单片机控制系统组成。
这种机器人可以停在距离母树3-5米处，然后操作机械手回转马达对准母树进行采摘。
果树采摘机器人控制与避障技术研究的开题报告
果树采摘机器人控制与避障技术研究的开题报告一、研究背景随着农业科技的不断进步和人口的增长，果树种植和采摘已成为现代农业中非常重要的一环。
然而，传统的果树采摘方式依靠大量人工，需要耗费大量的人力和时间。
近年来，随着机器人技术的发展和应用，我国果树采摘机器人研发得到了进一步推进，旨在提高采摘速度和效率。
果树采摘机器人的核心技术包括机器人控制和避障。
机器人控制需要实现对机器人的远程控制，以及掌握机器人的定位、导航、移动、收集和传输数据等关键技术。
而避障更是机器人控制中的难点，需要实现对机器人周围环境的识别和分析，以及对机器人移动轨迹的智能规划，确保机器人在采摘过程中不会碰撞到树干等障碍物，同时还需要考虑果树的保护和受损率的降低。
因此，本研究旨在研究果树采摘机器人的控制和避障技术，开发实用的机器人采摘系统，提高果树采摘的自动化水平，促进果树种植业的发展。
二、研究内容1. 系统设计与开发本研究将首先对果树采摘机器人的系统功能进行设计，包括机器人的控制、避障、图像识别、果实采摘等功能，明确机器人系统的工作流程和技术路线。
然后在此基础上，开发出具有实用性和稳定性的果树采摘机器人系统原型。
2. 控制系统设计与实现在机器人系统中，控制系统是关键的部分，能够有效实现机器人的远程控制、运动控制、传感器数据采集和信息传输等功能。
因此，研究人员将设计并实现一个集成控制系统，包括嵌入式控制器、无线通讯模块、传感器集成和数据处理等。
3. 避障算法研究避障是果树采摘机器人控制的难点，需要对环境进行识别和分析，实现障碍物检测和机器人轨迹规划等功能。
本研究将分析果树生长的特点和规律，综合考虑机器人视觉、声学和红外等多个感知途径，研究和实现适用于果树环境的避障算法。
4. 采摘机械手臂设计与实现采摘机械手臂是果树采摘机器人的重要组成部分，在机器人的控制下完成果实的采摘和放置。
本研究将设计与实现一个具有灵活性和精度的机械手臂系统，实现对果实的准确采摘和放置。
荔枝采摘机械手机器视觉部分的关键技术研究的开题报告
荔枝采摘机械手机器视觉部分的关键技术研究的开题报告一、选题背景荔枝是一种时令的热带水果，具有口感鲜美、营养丰富等特点，深受广大消费者的喜爱。
然而，荔枝采摘过程中需要大量的人工劳动力，不仅增加了人力物力成本，同时也存在采摘效率低下、品质难以保持等问题。
因此，荔枝采摘机械成为解决问题的重要途径。
其中，荔枝采摘机械的视觉检测部分是实现自主采摘的关键技术之一。
通过对荔枝的外观特征和成熟度进行智能判断和识别，从而实现精准采摘。
因此，本文将围绕荔枝采摘机械的手机器视觉部分展开研究探讨，从而为机械采摘业的发展提供技术支持和参考。
二、研究内容1.荔枝品质检测通过手机器视觉技术，对荔枝的外观特征进行识别和判断，包括荔枝的大小、颜色、坏果率等现象，从而实现荔枝品质的检测。
2.荔枝成熟度检测通过手机器视觉技术，对荔枝的内部成熟程度进行检测，包括果核大小、肉质软硬程度等现象，从而实现荔枝的成熟度检测。
3.荔枝定位及采摘通过手机器视觉技术，对荔枝的空间位置进行精确定位，从而实现荔枝的精准采摘，避免因误差而引发的浪费和损失。
三、研究方法1.图像处理通过图像处理技术，对荔枝外观进行分析和处理，从而实现品质和成熟度的检测，并将处理后的图像传输至处理器进行判断识别。
2.模式识别通过模式识别算法，对处理后的图像进行训练和分类，生成对应的判断模型，实现对荔枝品质、成熟度的智能检测。
3.控制系统通过控制系统，控制机械手臂的运动和执行采摘任务，实现对荔枝的精准采摘和放置。
四、研究意义1.提高采摘效率和品质通过手机器视觉技术的应用，实现对荔枝品质和成熟度的检测以及精准采摘，提高了采摘效率和品质，降低了人力物力成本。
2.推动机械采摘业的发展荔枝采摘机械的自主采摘功能对于机械采摘业的发展具有重要作用，通过手机器视觉技术的应用，为机械采摘业的发展提供了技术支持和参考。
3.推动农业现代化进程荔枝采摘机械的广泛应用，将推动农业现代化进程，降低劳动力成本，提高农业效益，加速农业向数字化和智能化方向转型。
开题报告-水果采摘机器人的设计
填写要求一、开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作开始后4周内完成，经指导教师签署意见及教研室主任审核同意后生效。
二、开题报告必须按学校统一设计的文档标准格式用计算机打印或用黑墨水笔工整书写，禁止打印在其他纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。
意见栏除手写签名处须亲笔签名之外，其他都可以电子档的形式填写并提交至毕业设计（论文）管理系统备案。
三、学生查阅资料的参考文献理工类不得少于10篇，经管文类不少于12篇（不包括辞典、手册）。
毕业设计（论文）开题报告一、本课题的目的及意义二、国内外研究现状分析采摘作业的自动化和机器人研究始于20世纪60年代的美国，从20世纪80年代中期开始，随着电子技术和计算机技术的发展，特别是工业机器人技术、计算机图像处理技术和人工智能技术的日益成熟，以日本为代表，荷兰、美国、法国、英国、以色列、西班牙等发达国家，在采摘机器人的研究上作了很多尝试，各种果树采摘机器人陆续被开发出来，如番茄采摘机器人⑶、苹果采摘机器人⑶、黄瓜收获机器人⑷、西瓜收获机器人⑸、和蘑菇采摘机器人⑹等。
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综上所述，国内外对果蔬采摘机器人的研究仍然处于探索阶段，离大面积推广实用还有很大距离，而且被开发出的果蔬采摘机器人的作业对象比较单一，装置的通用性较差。
三、本课题研究的主要内容本研究是一款水果采摘机器人的结构设计。
完全态的该机器人将由操作者遥控操作，带有自恃能源，拥有自动行走能力。
操作者通过机载摄像头，操控机器人完成行走和采摘作业；采摘作业由机械臂末端的两只机械手协作完成，一只机械手实现对果枝的把持操作，另一只机械末端装有机械剪，完成对果实的采摘。
本机器人的设计尤为重视采摘作业的通用性，通过对不同种类植株的具体采摘工艺详细调查分析，制定该机器人具体采摘工艺，伸缩机械臂的设计能依据植株的差异调节可采摘高度，设有果枝把持机械手实现对果枝的稳定把持，通用机械剪能对多种类果实的进行采摘，如苹果、荔枝、车厘子等。
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采摘机器人设计开题报告本科毕业设计开题报告1.本课题的概述一．课题研究的目的和意义在果蔬生产作业中，收获采摘约占整个作业量的40%，采摘作业质量的好坏直接影响到果蔬的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。
于采摘作业的复杂性，采摘自动化程度仍然很低，目前国内果蔬采摘作业基本上还是手工完成。
随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本的提高，果蔬采摘这个问题已经慢慢被人们所重视。
近些年来，陕西省已成为全国苹果产量大省。
白水、礼泉、洛川、等地的果农们有的每户每年大多需要手工收获5-10万多斤的苹果，采摘劳动强度大，非常辛苦。
摘果时常因上梯或上树而感到非常劳累不便，也常听到有人不慎从树上或梯子上掉下来的消息，这就对果农们的安全生产带来不便。
所以，设计一种既能有效采摘果实又能减轻果农劳动负担的小型实用机械就显得非常重要了。
目前市面上此类工具很少，况且有很多弊端。
因此，设计一种更为先进的果实采摘机对实现农业机械自动化和提高农业生产效率有重大意义。
二．本课题国内外研究状况分析收获作业的自动化和机器人的研究始于20世纪60年代的美国，采用的收获方式主要是机械震摇式和气动震摇式，其缺点是果实易损，效率不高，特别是无法进行选择性的收获。
从20世纪80年代中期开始，随着电子技术和计算机技术的发展，特别是工业机器人技术、计算机图像处理技术和人工智能技术的日益成熟，以日本为代表的发达国家，包括荷兰、美国、法国、英国、以色列、西班牙等国家，在收获采摘机器人的研究上做了大量的工作，试验成功了多种具有人工智能的收获采摘机器人，如番茄采摘机器人、葡萄采摘机器人、黄瓜收获机器人、西瓜收获机器人、甘蓝采摘机器人和蘑菇采摘机器人等。
在国内，果蔬采摘机器人的研究刚刚起步。
东北林业大学的研究人员研制了林木球果采摘机器人，主要5自度机械手、行走机构、液压驱动系统和单片机控制系统组成。
采摘时，机器人停在距离母树3-5m处，操纵机械手回转马达对准母树。
然后，单片机控制系统控制机械手大、小臂同时柔性升起达到一定高度，采摘爪张开并摆动，对准要采集的树枝，大小臂同时运动，使采摘爪沿着树枝生长方向趋近，然后采摘爪的梳齿夹拢果枝，大小臂带动采集爪按原路向后返回，梳下枝上球果，完成一次采摘。
这种机器人效率是500kg/天，是人工的30-50倍。
而且，采摘时对母树的破坏较小，采净率高。
通过上文不难看出，国内外专家在果蔬采摘机器人这一领域都有不同程度的研究。
2.课题总体方案设计一．苹果采摘机基本组成控制机构动力系统苹果采摘机升降机构夹持机构末端执行器联接装置切割机构二．苹果采摘机的关键技术问题 1. 要具备可靠性好、精度高的视觉系统，以便于能够准确地识别和定位成熟的果实，并引导末端执行器灵活准确地接近目标。
2. 要具备柔性和灵巧性都比较好的机械手及末端执行器，能够在作业过程中躲避障碍物，这就要求机械手具有一定的冗余度。
3. 研究采摘机器人的主要目的之一是代替人工作业，提高采摘效率。
同时，还要注意保证采摘的成功率，尽量避免采摘到不成熟的果实。
4. 于采摘机器人的操作者是农民，操作过程必须简单．而且要尽可能地降低成本，以确保更好地推广。
三．苹果采摘机升降机构设计方案苹果采摘机的升降机构可以完成自动升降的动作，这使采摘机对不同高度苹果的采摘有着很好的效果，对苹果采摘效率的提高有着很大的帮助。
以下为设计升降机构的两种方案：方案一：方案一说明：上图为苹果采摘机升降机构的设计方案一，重要组成部分在图中已有明确表示，主要包括底座，升降台一，升降台二，杆一，杆二，伸缩支撑器等。
其中升降台一可绕底座转动，增大采摘面积。
伸缩支撑器可上下伸缩，此调整采摘杆相对于地面的角度，这样一来更加增大了苹果采摘的范围。
升降台和伸缩支撑器的动力部分均是液压完成，液压系统的主要设备安装在底座部分，其他的辅助设备安装在适当部位。
方案二：方案二说明：上图为苹果采摘机升降机构的设计方案二，重要组成部分在图中已有明确表示，主要包括凸轮机构，箱体一和二，支架，支架板，球铰链等。
箱体一中安装电动机，使得凸轮一转动，实现升降效果。
支架固定于箱体一和支架板之间，起到稳定支架板的作用。
箱体二的作用主要为安装杆件的驱动机构和控制机构，要是有更多的人为参与的话，箱体二的作用有所减弱。
球铰链的作用主要为让杆件获得更多的自度，以实现增大采摘范围的目的。
四：主要工作 1. 了解苹果自动采摘机应用的环境与条件，分析其功能要求； 2. 查阅相关资料，学习研究设计小型机械的思路和方法； 3. 设计出总体实现方案并进行充分论证； 4. 画出采摘机的总体设计图； 5. 设计出各部分的机械加工图纸。
3.主要进度安排第一周~第二周查阅相关资料，学习设计小型机械的思路和方法第三周~第四周反复论证所设计的总体实现方案第五周设计出总体结构设计图第六周~第八周画出切割等部分的机械加工图纸第九周~第十一周上半周画出支撑和升降、传输等部分的机械加工图纸第十一周下半周~第十五周撰写论文，做好总结答辩工作第十六周毕业论文答辩 4.主要本科毕业设计开题报告1.本课题的概述一．课题研究的目的和意义在果蔬生产作业中，收获采摘约占整个作业量的40%，采摘作业质量的好坏直接影响到果蔬的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。
于采摘作业的复杂性，采摘自动化程度仍然很低，目前国内果蔬采摘作业基本上还是手工完成。
随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本的提高，果蔬采摘这个问题已经慢慢被人们所重视。
近些年来，陕西省已成为全国苹果产量大省。
白水、礼泉、洛川、等地的果农们有的每户每年大多需要手工收获5-10万多斤的苹果，采摘劳动强度大，非常辛苦。
摘果时常因上梯或上树而感到非常劳累不便，也常听到有人不慎从树上或梯子上掉下来的消息，这就对果农们的安全生产带来不便。
所以，设计一种既能有效采摘果实又能减轻果农劳动负担的小型实用机械就显得非常重要了。
目前市面上此类工具很少，况且有很多弊端。
因此，设计一种更为先进的果实采摘机对实现农业机械自动化和提高农业生产效率有重大意义。
二．本课题国内外研究状况分析收获作业的自动化和机器人的研究始于20世纪60年代的美国，采用的收获方式主要是机械震摇式和气动震摇式，其缺点是果实易损，效率不高，特别是无法进行选择性的收获。
从20世纪80年代中期开始，随着电子技术和计算机技术的发展，特别是工业机器人技术、计算机图像处理技术和人工智能技术的日益成熟，以日本为代表的发达国家，包括荷兰、美国、法国、英国、以色列、西班牙等国家，在收获采摘机器人的研究上做了大量的工作，试验成功了多种具有人工智能的收获采摘机器人，如番茄采摘机器人、葡萄采摘机器人、黄瓜收获机器人、西瓜收获机器人、甘蓝采摘机器人和蘑菇采摘机器人等。
在国内，果蔬采摘机器人的研究刚刚起步。
东北林业大学的研究人员研制了林木球果采摘机器人，主要5自度机械手、行走机构、液压驱动系统和单片机控制系统组成。
采摘时，机器人停在距离母树3-5m处，操纵机械手回转马达对准母树。
然后，单片机控制系统控制机械手大、小臂同时柔性升起达到一定高度，采摘爪张开并摆动，对准要采集的树枝，大小臂同时运动，使采摘爪沿着树枝生长方向趋近，然后采摘爪的梳齿夹拢果枝，大小臂带动采集爪按原路向后返回，梳下枝上球果，完成一次采摘。
这种机器人效率是500kg/天，是人工的30-50倍。
而且，采摘时对母树的破坏较小，采净率高。
通过上文不难看出，国内外专家在果蔬采摘机器人这一领域都有不同程度的研究。
2.课题总体方案设计一．苹果采摘机基本组成控制机构动力系统苹果采摘机升降机构夹持机构末端执行器联接装置切割机构二．苹果采摘机的关键技术问题 1. 要具备可靠性好、精度高的视觉系统，以便于能够准确地识别和定位成熟的果实，并引导末端执行器灵活准确地接近目标。
2. 要具备柔性和灵巧性都比较好的机械手及末端执行器，能够在作业过程中躲避障碍物，这就要求机械手具有一定的冗余度。
3. 研究采摘机器人的主要目的之一是代替人工作业，提高采摘效率。
同时，还要注意保证采摘的成功率，尽量避免采摘到不成熟的果实。
4. 于采摘机器人的操作者是农民，操作过程必须简单．而且要尽可能地降低成本，以确保更好地推广。
三．苹果采摘机升降机构设计方案苹果采摘机的升降机构可以完成自动升降的动作，这使采摘机对不同高度苹果的采摘有着很好的效果，对苹果采摘效率的提高有着很大的帮助。
以下为设计升降机构的两种方案：方案一：方案一说明：上图为苹果采摘机升降机构的设计方案一，重要组成部分在图中已有明确表示，主要包括底座，升降台一，升降台二，杆一，杆二，伸缩支撑器等。
其中升降台一可绕底座转动，增大采摘面积。
伸缩支撑器可上下伸缩，此调整采摘杆相对于地面的角度，这样一来更加增大了苹果采摘的范围。
升降台和伸缩支撑器的动力部分均是液压完成，液压系统的主要设备安装在底座部分，其他的辅助设备安装在适当部位。
方案二：方案二说明：上图为苹果采摘机升降机构的设计方案二，重要组成部分在图中已有明确表示，主要包括凸轮机构，箱体一和二，支架，支架板，球铰链等。
箱体一中安装电动机，使得凸轮一转动，实现升降效果。
支架固定于箱体一和支架板之间，起到稳定支架板的作用。
箱体二的作用主要为安装杆件的驱动机构和控制机构，要是有更多的人为参与的话，箱体二的作用有所减弱。
球铰链的作用主要为让杆件获得更多的自度，以实现增大采摘范围的目的。
四：主要工作 1. 了解苹果自动采摘机应用的环境与条件，分析其功能要求； 2. 查阅相关资料，学习研究设计小型机械的思路和方法； 3. 设计出总体实现方案并进行充分论证； 4. 画出采摘机的总体设计图； 5. 设计出各部分的机械加工图纸。
3.主要进度安排第一周~第二周查阅相关资料，学习设计小型机械的思路和方法第三周~第四周反复论证所设计的总体实现方案第五周设计出总体结构设计图第六周~第八周画出切割等部分的机械加工图纸第九周~第十一周上半周画出支撑和升降、传输等部分的机械加工图纸第十一周下半周~第十五周撰写论文，做好总结答辩工作第十六周毕业论文答辩 4.主要。