1、我國(guó)于20世紀(jì)50年代以后開(kāi)始大面積種植番茄，目前種植面積正呈上升趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，研究開(kāi)發(fā)番茄采摘機(jī)器人，將農(nóng)民從繁重的作業(yè)環(huán)境下解放出來(lái)，對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高番茄的集約化生產(chǎn)水平，具有重要的意義。
　　 本文研究番茄采摘機(jī)器人的機(jī)械臂和末端執(zhí)行器，自主設(shè)計(jì)機(jī)械臂和末端執(zhí)行器的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，主要工作內(nèi)容如下:
　　 首先根據(jù)番茄采摘作業(yè)的特點(diǎn)和要求，設(shè)計(jì)機(jī)械臂

2、和末端執(zhí)行器機(jī)械結(jié)構(gòu)。機(jī)械臂選擇多關(guān)節(jié)型五自由度結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)、四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。末端執(zhí)行器包括夾持機(jī)構(gòu)和果梗剪斷機(jī)構(gòu)，文中分別做了介紹。在確定機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，為系統(tǒng)的控制奠定基礎(chǔ)。
　　 其次，本文從整體上設(shè)計(jì)出機(jī)械臂和末端執(zhí)行器控制系統(tǒng)的控制方案，選擇主從控制模式，上下位機(jī)通過(guò)RS232通信，上位PC機(jī)進(jìn)行視覺(jué)算法處理和給出關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)值，微處理器一方面接收上位機(jī)發(fā)出的給定值，一方面接收各傳感器反饋位置，比

3、較后經(jīng)過(guò)算法處理輸出控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。關(guān)節(jié)控制位置環(huán)采用模糊PID控制技術(shù)，通過(guò)MATLAB仿真驗(yàn)證，該算法能夠使控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能得到明顯優(yōu)化。
　　 再次，論文概述了番茄采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件組成，對(duì)構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要模塊進(jìn)行了選型，對(duì)以PC機(jī)和微處理器ARM為核心的控制模塊、由L298驅(qū)動(dòng)芯片和直流減速電機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)模塊以及傳感反饋模塊進(jìn)行了探討。軟件方面，介紹了控制系統(tǒng)軟件的總體架構(gòu)，分別對(duì)系統(tǒng)初始化、電機(jī)轉(zhuǎn)向控制、