冯柯茹

（达州职业技术学院，达州 635001）

目前，我国猕猴桃种植规模位于世界首位，而猕猴桃的采摘工序全靠人工完成。猕猴桃的成熟具有季节性，通常产量大，对采摘作业具有时效性要求。因收获季节集中，劳动力短缺且劳动强度大，增加了猕猴桃的生产成本[1]。在水果的生产过程中，采摘工序相比其他环节更容易实现自动化。运用机器人采摘技术，可以降低农民的劳动强度和企业的生产劳动成本，提高水果的采摘效率和质量。采摘机械化是解决当下农业生产问题的重要途径[2]。因此，本文设计了一种4自由度猕猴桃采摘机器人，为实现猕猴桃采摘机械化奠定了基础。

1 4自由度采摘机器人建模

1.1 运动学模型

该4自由度采摘机器人的结构和D-H坐标系，如图1所示。由杆0依次连接到杆4（共计5个连接杆），组成了开放链式结构。其中，基座用杆0表示，末端执行器安装在杆4上，两杆件相连处称为关节。共有4个关节，即机器人独立运动的关节数量为4个，也可以表示为机器人具有4个自由度。机器人的单个关节通过伺服电机驱动。从运动学角度分析机器人，即可将其简化为分析机器人的一系列坐标系变化关系。本文采用Denavit-Hartenberg参数描述连杆上相邻两个坐标系的运动关系[3]。

图1 4自由度猕猴桃采摘机器人结构及D-H坐标系

以各关节中心为旋转轴，用右手定则规定一个正方向，主要采用4个参数确定相邻连杆上两个坐标系之间的位姿关系。4个参数分别为连杆长度li、连杆转角αi、关节偏移量di以及关节角θi。……