【蘋果采摘機械設計9500字（論文）】

蘋果采摘機械設計目錄TOC\o"1-2"\h\z\u297041緒論 1266801.1課題研究背景及來源 120651.2國內外研究進展 1253421.3研究內容及意義 6214402機構的總體方案設計 7107632.1機構工作的基本原理 7260813機構的機械結構設計 833083.1機構的剪夾器傳動類型選擇 810413.2機構的剪夾器設計 897313.3機構的手機連接無線攝像頭 1114053.4機構的電機選擇 13176163.5機構的開關設計 1493494結論和展望 15183184.1結論 1516414.2主要創(chuàng)新點 15180874.3展望 1518634參考文獻 161緒論1.1課題研究背景及來源隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步，人們的生活水平也在不斷的提高，追求健康的飲食習慣興起，水果作為一種健康的飲食正在目前的食品消費結構中占比越來越高。種植水果漸漸成為了許多農(nóng)民發(fā)展副業(yè)的第一選擇，使得我國的水果種植面積和各類型水果的產(chǎn)量都開始呈現(xiàn)顯著的增長，水果產(chǎn)業(yè)開始蓬勃發(fā)展。尤其是在1978年我國農(nóng)業(yè)結構開始調整之后，水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更加的迅猛，1997年，中國的水果產(chǎn)量在世界的排名竄升到第一位，在這二十年來，其產(chǎn)量也從6570000噸增到50893000噸。而這在其中，作為水果產(chǎn)業(yè)中占比頗重的蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更是令人欣喜不已，2012年，我國蘋果的栽種面積達到2300000公頃，產(chǎn)量達380000000噸，就算是在全球蘋果產(chǎn)量中的占比都已經(jīng)達到了五成，是除了我國之外的其他各國所有蘋果產(chǎn)量的總和，中國自然就成為了集蘋果的生成、出口和消費的大國。我國的蘋果種植區(qū)目前主要有環(huán)渤海、黃土高原、黃河故道、西南冷涼高地。其中的兩大優(yōu)勢地域為：（1）山東半島，遼東南部，河北東部的渤海沿岸地區(qū)；（2）山西北部、甘肅東部、山西南部、河南西部、河北西部的黃土高原地區(qū)。2010年，在這兩大優(yōu)勢地域里，蘋果的栽種面積和產(chǎn)量分別達到了1330000公頃，23560000噸，占全國的61.7%和70.8%。從中國果品流通協(xié)會傳來的消息，整個2021年國內蘋果用產(chǎn)量達到了4500萬噸，與網(wǎng)傳的4600萬噸相差無幾，與去年的4240萬噸相比，整整增加了260萬噸。而從中國果品流通協(xié)會發(fā)布的權威信息來看，蘋果確實豐收了，產(chǎn)量達到4500萬噸。我國目前的蘋果消費市場的兩個主要產(chǎn)品：在蘋果消費市場中占比高達九成的鮮果和占比一成的蘋果加工制品，這兩者決定了目前我國蘋果產(chǎn)業(yè)中的重中之重就是適時采摘。蘋果的收獲采摘工作作為蘋果的生產(chǎn)鏈中最費時、最辛苦的工作，極其繁瑣并且工作量極大，不僅需要采摘工人們不斷的登高或彎腰采摘水果，并且還要在采摘的同時判斷蘋果的成熟度，是否可以采摘，并且對其進行分級等步驟，這個環(huán)節(jié)毫不夸張地說需要投入整個生產(chǎn)過程百分之五十至百分之七十的勞動力。自進入21世紀以來，隨著我國的老齡化程度不斷加劇和城市化范圍不斷加大，勞動力自農(nóng)村轉移到城市，自農(nóng)業(yè)轉移到工業(yè)、第三方產(chǎn)業(yè)，農(nóng)村的勞動力人口不斷縮減，人力成本也在逐漸的上升，在這種社會城市化的大前提為背景下，蘋果收獲采摘的人力采摘這種不僅無法保證蘋果的品質、質量，并且效率極其低下的工作方式自然無法滿足如今的蘋果產(chǎn)業(yè)的極速發(fā)展。半自動機械化采摘作為一種新型的科學蘋果采摘方式，不僅可以極大的提高工作效率，并且穩(wěn)定可靠，采摘質量得到保證，也符合如今勞動力人口的縮減和勞動力成本逐漸上升的現(xiàn)狀。但當前我國水果產(chǎn)業(yè)的機械化、自動化水平不高，與我國蘋果產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量一半的超高產(chǎn)量完全無法對等。所以就目前而言，研究出一款半自動化的蘋果采摘機器對于我國推動蘋果產(chǎn)業(yè)由人力采摘朝半自動化采摘轉變具有重大意義?，F(xiàn)在我們的各行各業(yè)都在往機械化智能化方向發(fā)展，我們已經(jīng)推出了《中國制造2025》規(guī)劃。這規(guī)劃中，我們已經(jīng)提出了新的要求，要求在信息化發(fā)展的時代，我們需要把握機會，跟隨現(xiàn)代智能制造的主流。另外，在規(guī)劃中，努力發(fā)展工業(yè)機器人是其中的主要內容，依靠大量廉價勞動力，我國在國際上的地位逐漸上升，但是隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，機械逐漸取代人力，我國的人口優(yōu)勢在不斷下降。現(xiàn)在的我們需要發(fā)展高新技術，通過技術來提升價值，通過機械和智能化設備來代替人力來完成生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本并提高競爭力。實際生產(chǎn)中，機器人也有許多人工勞動力不具備的優(yōu)點，機器人擁有更高的精確度和可靠性，并且其穩(wěn)定性更好，現(xiàn)在很多高新智能機器人不光是能夠代替人力完成一些簡單的生產(chǎn)內容，很多是代替人力去完成高精密操作。1.2國內外研究進展一般人們普遍認為，水果采摘機器人就是一種通過復雜的編程，來實現(xiàn)水果的采摘、分級、打包等收獲任務，而且還具有強大的感知能力的自動化和機械化的收獲系統(tǒng)。水果采摘機器人的研究涉及的知識面極其廣泛，其中包括視覺圖像處理，導航技術，機械結構，傳感器技術，動力學，控制技術和信息處理等。1968年，美國的學者布朗和謝茨首次提出果蔬收獲用機器人技術實現(xiàn)。1983年，美國第一次制造出西紅柿采摘機器人，但是這種采摘機器人需要人工協(xié)助來完成采摘工作，所以在全自動化方面還有待研究。從此，以美國、日本為代表的發(fā)達國家，就開始注重于投入大量的精力到果蔬收獲機器人研究上，而且之后各種果蔬采摘機器人就相繼研制出來了，如柑橘、西紅柿、黃瓜、蘋果、茄子等采摘機器人。上世紀90年代，中國也開始了采摘機器人的研究，雖然研究起步較晚，但是在這幾年，也取得了相當好的成績，比如江蘇大學開發(fā)的蘋果采摘機器人，中國農(nóng)業(yè)大學研制的黃瓜采摘機器人等。從之前研究的多種果蔬采摘機器人系統(tǒng)來看，采摘機器人主要由采摘機械臂、末端執(zhí)行器、移動平臺、控制系統(tǒng)以及圖像處理系統(tǒng)等部分構成。在臍橙采摘機器人的研究領域內。北京科技大學在2020年結合國內外的臍橙采摘機器人的結構及國內臍橙采摘的工作情況，提出了一種新型采摘機器人結構并制造了臍橙采摘機器人樣機。除此之外，哈爾濱工業(yè)大學展開了對臍橙采摘機器人樣機的試驗與研究。對其視覺定位精度進行了深入的研究，所制作的臍橙采摘機器人樣機具有較高的定位精度，并且所設計的臍橙采摘機器人的結構與運動均能正常工作，馬貴飛等人在2021年基于市場上現(xiàn)有的臍橙采摘機器人結構進行了運動學分析和仿真，進行了一定的結構優(yōu)化。履帶式采摘機器人使用履帶完成機器人的移動。履帶具有兩個自由度。完成水果采摘的機械手是由大臂、小臂及末端所組成，具有五個自由度。驅動的電機及液壓系統(tǒng)均在機械手臂后側，該種履帶式采摘機器人結構笨重，適合在較為平緩的土地上進行使用。1.2.1國外研究進展1993年，日本岡山大學緊隨美國的研究腳步研制出西紅柿采摘機器人。如圖1-1所示。此采摘機器人跟美國首次研究出的有所不同的是采用輪式移動機構，其機械臂是更復雜的七自由度機械臂。此采摘機器人采用彩色CCD攝像機作為視覺傳感器可以準確感知果實成熟度，而且可以通過雙目視覺進行準確的果實定位，準確地判斷果實是否在可抓取范圍之內，然后再利用末端執(zhí)行器將果實固定，再運用腕關節(jié)擰下。此采摘機器人從完成識別到采摘所需時間僅大約為15s/個，并且成功率在75%左右。此采摘機器人主要存在的問題有：一方面，不能識別到枝葉茂密后方的西紅柿，另一方面，機械臂對被遮擋的果實也難以采摘。圖1-1西紅柿采摘機器人1995年，日本研究進度迅速，很快就研制出一種葡萄采摘機器人，該采摘機器人主要適用于果園棚架。此采摘機器人采用的是五自由度的機械手，可以保證末端執(zhí)行器可傾斜，執(zhí)行器可傾斜靠近葡萄架，以此減少漏摘現(xiàn)象。而末端執(zhí)行器則由剪刀和仿真手指組成，采摘時，首先手指會先抓住果實，然后剪刀再剪斷莖脈。此采摘機器人還采用PSD三維視覺傳感器，這種傳感器可以捕捉并定位已經(jīng)達到設定的收獲采摘標準的果實具體空間位置信息。除此之外還開發(fā)了很多種末端執(zhí)行器，以此滿足葡萄在不同生長階段的需求，如施肥、套袋等中期作業(yè)。與其他采摘機器人不同的是機器人不但在一年內使用的時間延長了，而且還減少了空置時間，以此提高了效率。圖1-2葡萄采摘機器人如圖1-2所示，此采摘機器人的機械臂是有基于極坐標的5自由度采摘機械臂，其中包含1個直動關節(jié)和4個旋轉關節(jié)，這種結構可以有效確保末端執(zhí)行器水平或垂直地靠近葡萄架。此采摘機器人的末端執(zhí)行器是由切斷莖脈的剪刀和仿真手指組成，并且設計有多套末端執(zhí)行器來適應在不同的階段，主要用于噴霧、剪枝和葡萄架的套袋作業(yè)，有效地提高了設備的綜合利用率。其主要存在缺點：首先是采摘對象有很多的限制，然后就是復雜的多自由度的機械臂直接導致控制的繁瑣。1996年，荷蘭農(nóng)業(yè)環(huán)境工程研究所不負荷蘭政府多年經(jīng)濟投入，研制出了黃瓜采摘機器人，如圖1-3所示。該機器人采用三菱公司6自由度的RVE2型機械手和安裝了一個有一個線性滑動自由度底座上，所以此采摘機器人具有7個自由度，此設計雖然操作復雜，但是可以有效增大機器人的作業(yè)空間。而在末端執(zhí)行器這個方面，采用了電極切割代替?zhèn)鹘y(tǒng)的刀片，以此保證了果實水分的減少流失。而且還采用了近紅外視覺系統(tǒng)來辨識黃瓜果實是否承受并且進行果實準確定位。實驗結果顯示機器人采摘一根成熟黃瓜大約耗時10s，比較遺憾的是由于其較低的利用率和昂貴的制造成本很難實現(xiàn)商品化。圖1-3黃瓜采摘機器人20世紀末英國silsoe研究院成功研制出了用于蘑菇采摘的農(nóng)業(yè)機器人，如圖1-4所示。采摘機械臂是由一個電機驅動的旋轉關節(jié)和兩個氣動式移動關節(jié)組成的三自由度機械臂。其末端執(zhí)行器上精巧地設置有軟村墊和吸引設備以此防止果實的損傷。采用TV攝像頭作為定位和果實識別的視覺傳感器。此采摘機器人采摘一個蘑菇平均耗時6.7s，采摘成功率在75%左右，機械結構比較簡單，成本較低，但同時也存在一些問題：采摘生長傾斜的蘑菇存在很大的困難。如何采用多個末端執(zhí)行器提高生產(chǎn)率以及嘗試改進圖像處理算法以此更好地調整末端執(zhí)行器位姿動作來提高采摘成功率是亟待解決的問題。圖1-4蘑菇采摘機器人日本、法國和比利時等國家曾經(jīng)都對蘋果采摘機器人都進行過深入研究。比利時的JohanBaeten和KevinBoedrij等人研制的蘋果采摘機器人如圖1-5所示，此機器人的采摘機械臂采用的機械臂是6自由度的工業(yè)機械臂，為了增大采摘范圍，還把機械臂安裝在可水平和豎直移動的架子上。一臺拖拉機牽引整個采摘機械部件的運動，因而機器人整體占地面積顯得比較大，同時也反映出機械本體成本較昂貴和靈活度較低。圖1-5蘋果采摘機器人法國國立農(nóng)林機械研究所研制出了MAGAL蘋果采摘機器人。其機械臂采用中空結構以便于果實的收集。采用CCD攝像機和光電傳感器用于果實識別和果實定位。韓國的Jang等人也進行了蘋果采摘機器人的研究，設計的采摘機械臂由1個移動關節(jié)和3個旋轉關節(jié)組成，各關節(jié)都由伺服電機驅動。采用CCD彩色攝像機用于果實識別和果實定位，但此機器人大多數(shù)情況下無法采摘障礙物后的蘋果。2020年日本公司設計制造了一款草莓采摘機器人，這個機器人與美國不一樣的地方在于它的工作時間在12到22小時左右，可以在無人工的情況下完成草莓采摘的任務。白天晚上都可以工作，大大增加了農(nóng)民的收益。除此之外還研究出了一種甘藍采摘機器人。截止到2022年。國際市場上對于采摘機器人研究最詳細的國家是美國，其所生產(chǎn)的蘋果采摘機器人采用了國際上最先進的技術。蘋果采摘機器人的工作原理與家用電器吸塵器相似。這種形式的蘋果采摘機器人是通過視覺模擬來對成熟的蘋果進行識別，然后通過氣壓將內部變?yōu)檎婵眨瑥亩_到蘋果摘取的目的，這種蘋果采摘機器人具有較高的采摘效率，但是其所采摘的蘋果很容易在采摘過程中發(fā)生損傷。1.2.2國內研究進展我國東北林業(yè)大學的陸懷民成功地試驗了林木球果采摘機器人，如圖1-6所示。由于球果生長位置的特殊性，設計的采摘機械臂也跟普通的采摘機器人有所不同，機械臂的伸長距離能達到6m，因此跟人工采摘比大大提高了采摘效率，約為人工采摘的30-50倍。為了龐大的機械本體方便行走，移動平臺采用液壓驅動的履帶式行走機構。主要存在的缺點：移動采用人工控制使其自動化程度較低、體積龐大導致系統(tǒng)能耗高。圖1-6林木球果采摘機器人我國南京農(nóng)業(yè)大學的顧寶興、姬長英等人研制了蘋果采摘機器人，如圖1-7所示。采摘機械臂采用的是德國MOTONMAN工業(yè)機械臂，此機械臂可以擬合空間內的任意曲線，采摘范圍比較大。視覺系統(tǒng)采用單雙目攝像機以此識別果實，DGPS安裝在履帶式移動平臺上實現(xiàn)自主導航，控制系統(tǒng)則采用基于上下位機的分布式控制方案。設計的蘋果采摘機器人在徐州成功地進行了實驗，并且采摘成功率在80%以上。其主要存在的問題：除了采用的工業(yè)機械臂不能承受較大的末端負載，還有各下位機采用獨立的控制器大大增加經(jīng)濟成本；。圖1-7蘋果采摘機器人我國的中國農(nóng)業(yè)大學的張凱良、張鐵中等人研制出了高架草莓采摘機器人，此采摘機器人采用三自由度直角坐標機械手用于其精密運動定位機構，能對草莓進行精確的定位；中國農(nóng)業(yè)大學的紀超、李偉等人設計出了溫室黃瓜采摘機器人，機器人機械臂采用4自由度緊湊型關節(jié)機械臂，單根黃瓜采摘耗時28.6s；華南農(nóng)業(yè)大學的鄒湘軍等人開發(fā)了多類型水果采摘機器人，用于荔枝、柑橘等多種水果的采摘，大大提高了設備綜合利用率。1.3研究內容及意義我國是世界第一大蘋果消費國，也是世界第一大蘋果生產(chǎn)國。近年來蘋果種植業(yè)的膨脹發(fā)展大幅度提升了果園機械猛烈的市場需求。采用采摘機械則可以很大程度上的避免人工采摘的諸多弊端，高效率、低成本、采摘的穩(wěn)定性以及可以隨時使用、不需要像人力采摘一樣還要擔心勞動力缺失問題，這種種好處都是直接或者間接的提高了果農(nóng)們的經(jīng)濟效益，所以就目前來說提高蘋果采摘作業(yè)機械化程度毫無疑問是有極其重要的意義。蘋果采摘機械在果園規(guī)?；l(fā)展和規(guī)范化管理的地區(qū)應用更能突顯其顯著特點。用機械代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力操作完成蘋果采摘作業(yè)，既能減輕工人的勞動強度，提高功效，還可降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益，同時又能搶農(nóng)時，減少損失，為果樹生長發(fā)育創(chuàng)造良好環(huán)境，促進果品優(yōu)質高產(chǎn)?；趪鴥韧獯罅康难芯课墨I，機器人或者機械臂結構復雜，控制繁多而且設備繁多，設備維護比較麻煩，最主要的問題是經(jīng)濟成本太高，所以本課題設計一個機構具有簡單、成本低、符合大眾的特點。2機構的總體方案設計2.1機構工作的基本原理本文要實現(xiàn)的是半自動化采摘蘋果，又要遵循機構簡單，控制簡單，成本低廉的原則，所以本文利用了最基本的平面四桿機構曲柄搖桿機構和凸輪鎖止機構實現(xiàn)控制剪夾器循環(huán)執(zhí)行剪夾的動作，而電機可以用開關控制，還要實現(xiàn)半自動化的是滑動部分，同樣也是用很簡單的電機控制滑動，加上其他人性化的設計，比如手機監(jiān)控，都是符合本文的初衷的。2.2機構的工作流程圖2-1流程圖首先手機先連接無線攝像頭，在獲得監(jiān)控畫面后，監(jiān)控剪夾器的情況，控制滑塊讓剪夾器滑動到要剪夾的蘋果上方，對準蘋果枝之后啟動剪夾器開關夾住蘋果，夾住之后通過機械結構來控制剪刀剪斷蘋果柄，然后關閉剪夾器開關并保持剪夾器夾具保持夾緊，這時候控制剪夾器滑動到合適位置，打開剪夾器夾具，便于手可以拿下，收獲蘋果，以此循環(huán)。3機構的機械結構設計3.1機構的剪夾器傳動類型選擇本文剪夾器的傳動方式選擇了曲柄搖桿機構以及凸輪鎖止機構，曲柄搖桿機構是由一個曲柄和一個搖桿組成的鉸鏈四桿機構。本文采用的凸輪鎖止機構是由一個帶有曲線輪廓的盤型凸輪、一個往復擺動的擺動推桿和一個鎖止的盤型凸輪機構組成的。通常來說，曲柄作為主動件且等速轉動，而搖桿則作為從動件做變速往返擺動，連桿做平面復合運動。當然曲柄搖桿機構中也有把搖桿作為主動件，把搖桿的往復擺動轉換成曲柄的轉動。曲柄搖桿機構是四桿機構最基本的形式。曲柄搖桿的優(yōu)點是制作方便簡單，容易實現(xiàn)，符合本文的初衷，但是也有一定的缺點，比如占用空間大，容易損壞等等。在凸輪機構中，凸輪通常為主動件做等速轉動，但也有做往復擺動或移動的，凸輪機構當中最大的優(yōu)點是適宜地設計出凸輪的輪廓曲線，不但可以使推桿進行預期的運動規(guī)律，而且響應特別快速，機構也簡單緊湊。在凸輪機構中，特別是在自動機和自動控制裝置方面有著廣泛的應用。3.2機構的剪夾器設計本文采用了通過設計剪夾器機構實現(xiàn)邊剪邊夾的功能?！凹簟焙汀皧A”需由不同的機構來完成，所以剪夾器至少需要兩部分組成，初步擬定由曲柄搖桿機構來完成剪的過程；由凸輪鎖止機構完成夾的過程。3.2.1剪夾器工作過程分析表3.1剪夾器工作過程凸輪鎖止機構曲柄搖桿機構剪夾器到達蘋果上方無動作無動作剪夾器夾住蘋果夾住并保持無動作剪夾器剪下蘋果夾住并保持工作端合并完成剪切關閉剪夾器開關夾住并保持，凸輪回到原來位置停止工作，曲柄回到原來位置剪夾器滑到指定位置夾住并保持無動作取下蘋果鎖止打開無動作3.2.2剪夾器設計原理通過對剪夾器工作過程的分析，我們本著簡單易操作，節(jié)約產(chǎn)品成本的初衷，采用凸輪鎖止結構來實現(xiàn)“夾”的過程，采用曲柄搖桿機構來實現(xiàn)“剪”的過程，且剪夾有需要設計先后順序。現(xiàn)設計原理圖如下:圖3.1凸輪鎖止的設計原理剪夾的先后順序通過曲柄與凸輪的位置來實現(xiàn)，即凸輪在前，曲柄在后，前后位置相差。電動機驅動機構開始運轉后，凸輪先觸發(fā)鎖止機構，實現(xiàn)夾緊，曲柄隨后到達剪切位置剪切。凸輪鎖止結構中，由于只考慮機械原理的設計，所以凸輪的遠休止過程需使連桿達到鎖止位置，從而鎖止，現(xiàn)去蘋果的直徑為，故凸輪最大半徑應為。3.2.3曲柄搖桿的設計曲柄搖桿只負責剪的過程?，F(xiàn)對曲柄搖桿機構定義如下：圖3.2四桿機構的設計原理現(xiàn)用解析法設計四桿機構有：則可得現(xiàn)找到曲柄搖桿機構的兩個極限位置，即剪切完畢時剪刀閉合，此時，，。另一個位置為剪刀張角最大時，張角最大為，此時，，。分別帶入兩方程可得 本著滿足設計要求的前提下，盡量使其輕便易操作，可設計，?？捎嬎愠?.2,4原位置返回設計剪夾器工作完畢后，凸輪鎖止機構中的凸輪以及曲柄搖桿機構中的搖桿都需回到原來的初始位置，這樣才能重復的進行下次工作，從而實現(xiàn)循環(huán)工作。圖3.3原位置返回的設計本文采用控制驅動電機輸出角度位置復位來控制剪夾器凸輪鎖止機構中凸輪和曲柄搖桿機構中曲柄的位置復位。在驅動電機電路中串聯(lián)銅環(huán)，銅環(huán)裝在輸出軸上。銅環(huán)由大小兩部分組成，其中面積較大的一片4與電機外殼連接而搭鐵。觸點臂用磷銅片制成（有彈性），其一端分別鉚有觸點1、2與銅環(huán)3、4接觸。圖3.4復位設計當電源開關打到開檔，電流從蓄電池正極→驅動電機正極→驅動電機負極→開關接線柱b端→接觸片→開關接線柱c端→蓄電池負極，形成回路，電機正常運轉。電電源開關打到關檔，如果輸出軸沒有回到原來位置，由于觸點2和銅環(huán)4接觸，則電流流進電機電樞。此時電流從蓄電池正極→電機正極→電機負極→開關接線柱b端→開關接線柱a端→接觸臂觸點2→銅環(huán)4→搭鐵→蓄電池負極，形成回路，電機低速運轉，直至凸輪鎖止機構推桿和曲柄搖桿機構曲柄如圖所示的特定位置。觸點1和觸點3通過銅環(huán)3接觸，由于電樞轉動時的慣性，電動機不能立即停下，電動機以發(fā)電機的方式運行而發(fā)電。因為電樞繞組所產(chǎn)生的反電動勢的方向與外加電壓的方向相反，所以電流從電機正極→接觸臂觸點1→銅環(huán)3→接觸臂觸點2→開關接線柱a→開關接線柱b→電機負極，形成回路，產(chǎn)生制動轉矩，電機迅速停止制動，使凸輪鎖止機構推桿和曲柄搖桿機構曲柄回到初始位置。3.3機構的手機連接無線攝像頭本文采用小蟻無線攝像頭，可以實現(xiàn)手機連接無線攝像頭從而可以監(jiān)控采摘情況，具體操作步驟如下：1、開啟無線攝像頭，第一次使用黃燈會閃爍。圖3.5小蟻無線攝像頭2、下載安裝小蟻攝像機專用APP。圖3.6小蟻攝像頭的APP3、使用賬號登錄APP，然后點右上角的"+",添加攝像頭。圖3.7APP的操作4、按軟件提示設置。圖3.8攝像頭的設置5、添加完成后，就可以在APP里面實際監(jiān)控畫圖。圖3.9監(jiān)控頁面圖3.10采摘畫面3.4機構的電機選擇本機構使用兩個電機，一個為帶動剪夾器在滑軌上滑動的負載電機，一個為驅動剪夾器工作的驅動電機。3.4.1負載電機選型 剪夾器與滑軌應用以鋁合金為主的材料，可計算得出剪夾器的質量，其中可取剪夾器上升的外力、滑軌的滑動摩擦系數(shù)、工作時滑軌與水平面所成的角度為。則可由公式計算可得需要提供給剪夾器的牽引力為。可取電機的機械傳動效率為，滑軌終端滑輪直徑。則可根據(jù)公式 計算可得電機的負載轉矩為。可取安全率，則可求的必要轉矩為則可選電機型號為ZWMD012012-4。3.4.2驅動電機的選型驅動電機主要驅動凸輪鎖止機構與曲柄搖桿機構，其中曲柄搖桿機構剪切蘋果柄，使用較鋒利的剪刀，可使剪切力較小，可忽略不計。而凸輪所致機構主要用于夾取蘋果，驅動電機驅動操作桿到達鎖止位置，所需要的力較小。故驅動電機可選取12V小功率電機即可。3.5機構的開關設計負載電機驅動電機Ⅱ負載電機驅動電機ⅡⅠⅢ圖3.10開關設計本文主要采用通過不同開關控制不同電機工作。其中負載電機是通過改變電流的方向，改變電機的正反轉，從而改變剪夾器沿滑軌的前后運動。，負載開關有三個檔位，其中當搖柄處于Ⅱ位置時為空擋，即負載電機處于斷路狀態(tài)，電機不工作。當搖柄打到Ⅰ位置時開關與，與連接。此時電流從電池正極→開關接線柱→開關接線柱→電機正極→電機負極→開關接線柱→開關接線柱→搭鐵→電池負極，形成回路，電機正向連接，電機正轉，從而剪夾器向遠處滑動到指定位置。此時可關閉負載電機開關，打開驅動電機開關使剪夾器實現(xiàn)剪夾的過程。剪夾過程完畢后可關閉驅動電機開關，使驅動電機停止工作，剪夾器凸輪以及曲柄均回到初始位置，而凸輪鎖止機構的連接桿保持夾住動作。當負載電機開關搖柄打到Ⅲ檔位置，負載開關與，與連接。此時電流從電池正極→開關接線柱→開關接線柱→電機負極→電機正極→開關接線柱→開關接線柱→搭鐵→電池負極，形成回路，電機反向連接，電機反轉，從而實現(xiàn)剪夾器從遠處向近處滑動，滑動到指定位置可使負載電機開關搖柄打回Ⅱ檔位置，負載電機停止工作，此時可打開鎖止，凸輪鎖止機構連接桿恢復到原位置。此時可取下蘋果。開關的總體設計原理圖如下圖3.11開關設計原理4結論和展望4.1結論本文主要工作如下、本對剪夾器中剪得機構和夾得機構分別設計并計算。利用曲柄四桿機構實現(xiàn)剪得過程，利用凸輪鎖止機構實現(xiàn)夾得過程，并進行尺寸計算。符合簡單、輕便的設計初