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摘要
【目的】像苹果、梨子、桃子这类树高3 m左右的树生水果的采摘仍主要采用传统的手工作业方式，劳动强度大、劳动成本高，人工采摘作业不仅效率低下还具有一定的危险性。而目前研究开发的农业采摘机器人多采用刚性关节型机械臂，难以满足某些地方果树生长密集、枝条随机生长等情况的采摘需要，为了解决这些问题，亟需设计一款柔性采摘机械臂。【方法】课题组根据仿生学原理，模仿大象鼻子的运动机理，设计了一种拉绳驱动的仿象鼻柔性采摘机械臂，并基于该机械臂设计了一种树生水果采摘机器人。采用三维数字化软件SolidWorks对树生水果采摘机器人进行三维建模，树生水果采摘机器人的整体结构主要由机械爪部分、机械臂部分、收集装置部分、车身部分组成。【结果】机械爪部分可以夹裹目标果实；机械臂部分可实现多自由度、较大幅度的柔顺弯曲运动，用于实现机械爪在抓取、采摘过程中所需的各种柔性运动，配合可升降的收集装置部分，能有效缩短机械臂的运动行程，进一步提高采摘效率；车身部分带有水果收集箱，采摘后的水果能暂时储存在车身部分中。【结论】该采摘机器人具有工作空间更大、灵活性更强、安全性更高等优点，可以满足枝条密集、作业空间狭窄环境下的采摘作业需求，使得人机协作更加安全。
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