苹果自动采摘机的设计
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值得推广应用的.将来根据水稻种植各个生产阶段的实际需要,进行不断的更新换代,将轨道农业机械不断
的延伸到整个水稻种植过程中,争取做的更精细、更便捷、更快速,形式更多样,更能为农业生产节约成本、创
造更高的经济和社会效益.
(
００８)
６６
现代化农业 ２０１９ 年第 ９ 期(总第 ４８２ 期)
且水田种植面积越大的户应用轨道车越省钱.
４ 培训推广
本田轨道运输车的省工、省力、节本的效果,要通过多种方式进行宣传、推广,经过培训推广,使应用面积
逐年增加.采取三步走的方式进行推广应用:第一步组织种植户之间参观学 习,互 相 仿 制 小 面 积 应 用;第 二
步以现场会的形式进行参观学习和培训讲解,宣传此项节本增效的农机技术;第三步分批次组织农机管理人
电机控制.移动平 台 使 用 锂 电 池 作 为 能 源,通 过 不
同的电源处理器及 稳 压 模 块,输 送 不 同 电 压 和 电 流
到所需的工作单位中,实现能源的驱动.
图 ３ 移动平台系统构成图
２．
３ 柔性辅助机械臂的设计
为使机械臂灵活伸缩,达到良好的运动性能,以
及存在一定的角度 冗 余,采 用 ４ 舵 机 柔 性 机 械 臂 设
计.机械臂结 构 如 图 ４ 所 示.通 过 机 械 臂 的 抬 升,
以达到空间上的 要 求,使 采 摘 机 足 够 的 灵 活. 同 时
移动平台底座配备 有 ３６０
°可 旋 转 云 台,避 免 机 械 臂
因旋转角度不够或卡壳造成采摘不便.
３ 结论
① 提出了一套建立在四轮移动平台上苹果采摘
机 的设计方案,巧妙地解决了苹果自动化采 摘 难 的
员、种植户集体参观学习,随着新机更新过程中组织推广培训,引导更多种植户更新,大面积推广.尽快让好
的机械在生产中发挥作用,结合标准种植成本控制下的标准种植模式,让广大种植户真正的在农业机械化的
发展中不断受益,通过机械替代人工作业的方式真正实现节本增效.
５ 未来前景
轨道农业发展前景十分巨大,本田轨道运输车是一年投资多年受益,所以,此项创新农机技术是可行的,
性辅助机械臂及新型采摘机构组成.文章阐述了该机器的整体方案和工作原理,为 苹 果 采 摘 机 的 应 用 与 推 广 提 供
设计参考.
关键词:新型采摘机构;柔性辅助机械臂;四轮驱动;苹果
传统采摘劳动强度大,人员雇佣多,灵活性不高,存在局限性,果实损伤率较高,也不适用于采摘易损伤、
要求完好率高的鲜食用水果和贮藏用水果 [１,２].所以设计出一款既能快捷方便地采摘果实 又 能 保 证 果 实 完
图 １ 采摘机整体结构三维装配图
构
１．四轮驱动移动平 台 ２．柔 性 辅 助 机 械 臂 ３．采 摘 机
２．
２ 四轮驱动移动平台的设计
针对 果 园 泥 路 较 为 崎 岖 不 平 的 特 点,移 动 平 台
图 ２ 末端采摘装置三维设计图
１．切刀 ２．旋转电 机 ３．电 机 传 动 旋 转 轴 ４．枝 条 拨
种植户自家人员或长短工就能操作.经过不断的更新换代,升级后的轨道运 输 车 成 本 更 低、效 率 更 高、可 靠
性更强,为种植户节约的成本和增加的效益也越来越多.一套轨道车大约需要 １．
５ 万元,其中:运输车 ６０００
元/套,轨道 ９０００ 元(轨道１５ 元/m,一般长 ６００m),几 乎 当 年 就 可 以 收 回 成 本,可 节 本 ４５０~７５０ 元/hm２ ,而
２ 新型采摘机主要部件设计
２．
１ 采摘机构的设计
采摘机构是整个机械部分的核心部件,如图 ２ 所示.由电机带动的枝条 拨 片 将 苹 果 果 柄 及 枝 条 拨 向 切
刀,在枝条拨片和切刀的相互剪切作用下,剪断苹果果柄以实现采摘效果.
图 ４ 辅助机械臂结构
１．采摘机构耐烧舵 机 ２．第 三 关 节 ３．第 二 关 节 ４．
第一关节 ５．旋转 云 台 (内 含 舵 机) ６．第 一 关 节 舵 机 ７．
剪切运动,完成苹果的采摘.
收稿日期:
２０１９
Ｇ
０３
Ｇ
２９
基金项目:湖州师范学院大学生创新创业训练计划项目;湖 州 市 自 然 科 学 资 金 项 目 (
２０１６YZ０１);吉 林 大 学 工 程 仿 生 教 育 部 重
点实验室开放基金项目(
K２０１６０４)
作者简介:杜瑞廷(
１９９９
Ｇ),男,浙江永康人,本科.
整度的小型实用采摘机械就显得格外重要.因此,设计了一款新型采摘机,为实现传统果园采摘自动化和提
高农业生产效率提供一种设计思路.
１ 采摘机整体结构及工作原理
采摘机整体结构三维装配图如图 １ 所示.电机驱动四轮移动平台靠近 采 摘 目 标,借 助 柔 性 辅 助 机 械 臂
达到所需的采摘高度和角度;随后,通过转动新型采摘机构的枝条拨片将枝条拨 入,从 而 实 现 与 切 刀 之 间 的
片 ５．箱体
应具备一定的越野和避障能力 [３].综合考虑移动平
台的承载能力、稳定性以及转向精度的要求,系统采
用了四轮差动转向 式,更 有 利 于 适 应 过 道 的 转 弯 和
避障,使平台移 动 动 作 更 加 流 畅. 设 计 方 案 图 如 图
３ 所示.每个轮子由电机驱动芯片 控 制 单 独 的 伺 服
通讯作者:张清珠(
１９８８
Ｇ),女,河北邢台人,工学博士,讲师,主要从事农业机械仿生技术研究.
一个人就能操作,一次可运输 ５０~８０ 盘秧苗,相当于替代了 ５~８ 个人进行挑苗作业,降低了人员劳动强度,
６５
现代化农业 ２０１９ 年第 ９ 期(总第 ４８２ 期)
苹果自动采摘机的设计Biblioteka Baidu
杜瑞廷,王张骏,何永杰,张清珠
(湖州师范学院 工学院,浙江 湖州 ３１３０００)
摘要:针对传统采摘作业中劳动强度大,人员雇佣多等问题,研制了一款新 型 采 摘 机,由 四 轮 驱 动 移 动 平 台、柔
的延伸到整个水稻种植过程中,争取做的更精细、更便捷、更快速,形式更多样,更能为农业生产节约成本、创
造更高的经济和社会效益.
(
００８)
６６
现代化农业 ２０１９ 年第 ９ 期(总第 ４８２ 期)
且水田种植面积越大的户应用轨道车越省钱.
４ 培训推广
本田轨道运输车的省工、省力、节本的效果,要通过多种方式进行宣传、推广,经过培训推广,使应用面积
逐年增加.采取三步走的方式进行推广应用:第一步组织种植户之间参观学 习,互 相 仿 制 小 面 积 应 用;第 二
步以现场会的形式进行参观学习和培训讲解,宣传此项节本增效的农机技术;第三步分批次组织农机管理人
电机控制.移动平 台 使 用 锂 电 池 作 为 能 源,通 过 不
同的电源处理器及 稳 压 模 块,输 送 不 同 电 压 和 电 流
到所需的工作单位中,实现能源的驱动.
图 ３ 移动平台系统构成图
２．
３ 柔性辅助机械臂的设计
为使机械臂灵活伸缩,达到良好的运动性能,以
及存在一定的角度 冗 余,采 用 ４ 舵 机 柔 性 机 械 臂 设
计.机械臂结 构 如 图 ４ 所 示.通 过 机 械 臂 的 抬 升,
以达到空间上的 要 求,使 采 摘 机 足 够 的 灵 活. 同 时
移动平台底座配备 有 ３６０
°可 旋 转 云 台,避 免 机 械 臂
因旋转角度不够或卡壳造成采摘不便.
３ 结论
① 提出了一套建立在四轮移动平台上苹果采摘
机 的设计方案,巧妙地解决了苹果自动化采 摘 难 的
员、种植户集体参观学习,随着新机更新过程中组织推广培训,引导更多种植户更新,大面积推广.尽快让好
的机械在生产中发挥作用,结合标准种植成本控制下的标准种植模式,让广大种植户真正的在农业机械化的
发展中不断受益,通过机械替代人工作业的方式真正实现节本增效.
５ 未来前景
轨道农业发展前景十分巨大,本田轨道运输车是一年投资多年受益,所以,此项创新农机技术是可行的,
性辅助机械臂及新型采摘机构组成.文章阐述了该机器的整体方案和工作原理,为 苹 果 采 摘 机 的 应 用 与 推 广 提 供
设计参考.
关键词:新型采摘机构;柔性辅助机械臂;四轮驱动;苹果
传统采摘劳动强度大,人员雇佣多,灵活性不高,存在局限性,果实损伤率较高,也不适用于采摘易损伤、
要求完好率高的鲜食用水果和贮藏用水果 [１,２].所以设计出一款既能快捷方便地采摘果实 又 能 保 证 果 实 完
图 １ 采摘机整体结构三维装配图
构
１．四轮驱动移动平 台 ２．柔 性 辅 助 机 械 臂 ３．采 摘 机
２．
２ 四轮驱动移动平台的设计
针对 果 园 泥 路 较 为 崎 岖 不 平 的 特 点,移 动 平 台
图 ２ 末端采摘装置三维设计图
１．切刀 ２．旋转电 机 ３．电 机 传 动 旋 转 轴 ４．枝 条 拨
种植户自家人员或长短工就能操作.经过不断的更新换代,升级后的轨道运 输 车 成 本 更 低、效 率 更 高、可 靠
性更强,为种植户节约的成本和增加的效益也越来越多.一套轨道车大约需要 １．
５ 万元,其中:运输车 ６０００
元/套,轨道 ９０００ 元(轨道１５ 元/m,一般长 ６００m),几 乎 当 年 就 可 以 收 回 成 本,可 节 本 ４５０~７５０ 元/hm２ ,而
２ 新型采摘机主要部件设计
２．
１ 采摘机构的设计
采摘机构是整个机械部分的核心部件,如图 ２ 所示.由电机带动的枝条 拨 片 将 苹 果 果 柄 及 枝 条 拨 向 切
刀,在枝条拨片和切刀的相互剪切作用下,剪断苹果果柄以实现采摘效果.
图 ４ 辅助机械臂结构
１．采摘机构耐烧舵 机 ２．第 三 关 节 ３．第 二 关 节 ４．
第一关节 ５．旋转 云 台 (内 含 舵 机) ６．第 一 关 节 舵 机 ７．
剪切运动,完成苹果的采摘.
收稿日期:
２０１９
Ｇ
０３
Ｇ
２９
基金项目:湖州师范学院大学生创新创业训练计划项目;湖 州 市 自 然 科 学 资 金 项 目 (
２０１６YZ０１);吉 林 大 学 工 程 仿 生 教 育 部 重
点实验室开放基金项目(
K２０１６０４)
作者简介:杜瑞廷(
１９９９
Ｇ),男,浙江永康人,本科.
整度的小型实用采摘机械就显得格外重要.因此,设计了一款新型采摘机,为实现传统果园采摘自动化和提
高农业生产效率提供一种设计思路.
１ 采摘机整体结构及工作原理
采摘机整体结构三维装配图如图 １ 所示.电机驱动四轮移动平台靠近 采 摘 目 标,借 助 柔 性 辅 助 机 械 臂
达到所需的采摘高度和角度;随后,通过转动新型采摘机构的枝条拨片将枝条拨 入,从 而 实 现 与 切 刀 之 间 的
片 ５．箱体
应具备一定的越野和避障能力 [３].综合考虑移动平
台的承载能力、稳定性以及转向精度的要求,系统采
用了四轮差动转向 式,更 有 利 于 适 应 过 道 的 转 弯 和
避障,使平台移 动 动 作 更 加 流 畅. 设 计 方 案 图 如 图
３ 所示.每个轮子由电机驱动芯片 控 制 单 独 的 伺 服
通讯作者:张清珠(
１９８８
Ｇ),女,河北邢台人,工学博士,讲师,主要从事农业机械仿生技术研究.
一个人就能操作,一次可运输 ５０~８０ 盘秧苗,相当于替代了 ５~８ 个人进行挑苗作业,降低了人员劳动强度,
６５
现代化农业 ２０１９ 年第 ９ 期(总第 ４８２ 期)
苹果自动采摘机的设计Biblioteka Baidu
杜瑞廷,王张骏,何永杰,张清珠
(湖州师范学院 工学院,浙江 湖州 ３１３０００)
摘要:针对传统采摘作业中劳动强度大,人员雇佣多等问题,研制了一款新 型 采 摘 机,由 四 轮 驱 动 移 动 平 台、柔