李小斌，吴宏岐，陈渭红，张 力

(宝鸡文理学院 电子电气工程学院，陕西 宝鸡 721016)

0 引言

中国目前已成为世界上最大的苹果生产国，在每年的苹果采摘时节，其收获采摘作业量约占整个生产作业量的50%～70%[1]，其采摘工作主要依靠人工完成，由于果树植株较高、果实成熟期较短，使得苹果采摘劳动强度大、劳动力需求大、危险性高。然而，城镇化进程的推进和中国人口的老龄化，使得农村劳动力大量减少，严重制约着苹果产业的发展。因此，研制商业化苹果采摘机器人实现其收获采摘作业自动化刻不容缓。

应用机器人技术进行果蔬采摘工作的思想是由美国学者Schertz 和 Brown 于1968年提出的[2-3]，随后世界各发达国家也都投入了大量的研究，中国近些年来在各大高校和科研院所也掀起了研究热潮，目前所研制的苹果采摘机器人大多采用多关节型机器人，其系统复杂、外部环境未知，存在灵活避障性差、结构复杂、成本高昂等问题，且只能采摘树冠外开阔视野的果实，因而难以商业化。造成这一问题的一个重要因素就是关节驱动系统，由于大都采用电动机加减速器装置，其机构复杂，采摘效率低，环境适应能力受限。这里提出一种采用直流力矩电动机加谐波减速器的苹果采摘机器人转动关节驱动系统实现方案，可以减小体积、简化关节驱动机构，提高控制性能。仿真结果表明该系统能够取得令人满意的控制效果[4-5]。

1 苹果采摘机械手驱动系统要求

苹果作……