肖英奎，李永强，谢 龙，付英达

(吉林大学 生物与农业工程学院工程仿生教育部重点实验室，长春 130022)



新型具有力感知的柔性果蔬采摘机械手研究

肖英奎，李永强，谢 龙，付英达

研发了基于设施农业的果蔬采摘机械手，包括具有3个旋转关节自由度的采摘机械臂及具有力反馈功能的三指果蔬采摘末端执行器，并对其控制系统进行了开发。通过采摘模拟试验，验证了其作业性能、采摘效果。试验结果表明：采摘机械手各关节与控制系统配合良好，运行稳定；采摘末端执行器手指控制灵活，传感器响应灵敏，能够实现稳定抓取并不损伤果实，具有推广价值。

果蔬采摘；机械手；柔性抓取；力觉

0 引言

随着信息网络技术、机器人技术的不断发展，农业机器人的研究也取得了很多成果[1-2]。现已开发出来的农业机器人有喷药机器人、水果采摘机器人、果实分拣机器人及蔬菜嫁接机器人等[3-5]。

多样化、精确化、规模化的农业生产是现今的主要发展趋势[6-7]。由于果蔬的采摘、收获、嫁接及农药的喷洒等农业作业以往基本都是由农民手动完成的，存在自动化程度低、效率不高、劳动量大等问题，而具有智能化、自动化的农业机器人可在一定程度上解决以上问题[8-10]。从长远看，农业机器人具备了比人工劳动力更高的经济性，具有重要的研究意义[11-12]。

1 采摘机械手结构与特点

1.1 采摘机械手整体结构

从采摘过程看，要实现采摘动作灵活，关节机械手是最有效的结构。所设计的采摘机械手主要由末端执行器、大臂、小臂、腰部及基座构成，具有3个自由度。……