水果采摘机器人末端执行器

采摘机机器末端执行器研究现状分析

末端执行器是果蔬采摘机器人的另一重要部件，它的设计通常被认为是机器人的核心技术之一。一般果蔬的外表比较脆弱，它的形状及生长状况通常复杂。在机器人采摘过程中果蔬外表发生损伤的原因主要有：①果蔬位置识别或机械臂控制规划有误，导致末端执行器划伤或刺伤果蔬外表；②末端执行器夹持或抓取力过大，压伤果蔬外表；③末端执行器抓持不稳定导致果蔬掉落，与地面或其他坚硬物体接触而碰上外表。

作为采摘机器人的执行装置，末端执行器应根据不同果蔬果实的生物、机械特性及栽培方式，采取不同的专用机构以提高采摘的成功率并减小对果蔬的损伤为主要目标。一般集成两项功能：①检测果实的位姿，为执行机构提供导航信息；②以适当力度夹持果实或果梗并剪切果柄，完成采摘动作。在动作上通常包括获取果实和果实与植株分离两部分。为了安全与高效的完成采摘动作，末端执行器还可能加入吸盘、推杆等附加机构以及各类传感器以完成准确采摘并减小损伤。 1.获取方式

获取和分离果实是采摘机器人末端执行器必须实现的两大关键动作，即首先通过抓取、吸入、勾取等一定方式获取果实，再通过扭断、剪切等不同方法完成果实与果梗的分离。从目前发表的文献来看，获取果实的方式主要归为非夹持类和夹持类两种

采摘机机器末端执行器研究现状分析

末端执行器是果蔬采摘机器人的另一重要部件，它的设计通常被认为是机器人的核心技术之一。一般果蔬的外表比较脆弱，它的形状及生长状况通常复杂。在机器人采摘过程中果蔬外表发生损伤的原因主要有：①果蔬位置识别或机械臂控制规划有误，导致末端执行器划伤或刺伤果蔬外表；②末端执行器夹持或抓取力过大，压伤果蔬外表；③末端执行器抓持不稳定导致果蔬掉落，与地面或其他坚硬物体接触而碰上外表。

作为采摘机器人的执行装置，末端执行器应根据不同果蔬果实的生物、机械特性及栽培方式，采取不同的专用机构以提高采摘的成功率并减小对果蔬的损伤为主要目标。一般集成两项功能：①检测果实的位姿，为执行机构提供导航信息；②以适当力度夹持果实或果梗并剪切果柄，完成采摘动作。在动作上通常包括获取果实和果实与植株分离两部分。为了安全与高效的完成采摘动作，末端执行器还可能加入吸盘、推杆等附加机构以及各类传感器以完成准确采摘并减小损伤。 1.获取方式

获取和分离果实是采摘机器人末端执行器必须实现的两大关键动作，即首先通过抓取、吸入、勾取等一定方式获取果实，再通过扭断、剪切等不同方法完成果实与果梗的分离。从目前发表的文献来看，获取果实的方式主要归为非夹持类和夹持类两种

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第一章 绪论

1.1 执行机构结构

执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。用与控制阀的 执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装 置，力矩感应装置，电极保护装置，逻辑控制装置，数字通讯模块及PID控制模块等，而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。

电动执行器的执行机构和调节机构是分开的两部分，其执行机构分角行程和直行程两种，都是以两相交流电机为动力的位置伺服机构，作用是将输入的直流电流信号线性的转换为位移量

电动执行机构安全防爆性差，电机动作不够迅速，且在行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。但是由于执行器本身具有伺服功能，无须外接伺服放大器；可以带过载保护单元；任意选择正反动作；断电后阀门自锁；电动机内部有温度保护开关从而保护电机不被烧毁的等特点。电动执行器在不断改进有扩大应用的趋势。

随着自动化，电子和计算机技术的发展，现在越来越多的执行机构已经向智能化发展，很多执行机构已经带有通讯和智能控制的功能，比如很多厂家的厂品都带现场总线接口。我

设施农业采摘机器人研究进展

打开文本图片集

智能化果蔬采摘机器人是现代设施农业发展的迫切需要。概述了国内外设施农业果蔬采摘机器人的研究现状，通过分析目前典型的采摘机器人的功能、工作原理和关键参数，指出目前采摘机器人研究应用过程中的主要难点和制约因素，以及采摘机器人的未来研究方向。

果蔬采摘是果蔬生产过程中最为耗时、耗力、实效性强的生产环节之一，所需投入的劳动力约占整个生产种植过程的40%～50%。随着社会发展，特别是工业化发展进程使得农业劳动力逐渐减少，农业劳动力成本逐渐增加。依靠人工劳作的生产形式已不能满足现代农业发展的需求。依靠机器人、智能化装备开展农业生产成为现代农业发展的迫切需要，是在农业机械化、自动化基础上提出的新的要求和发展趋势。

果蔬采摘机器人是农业机器人的一种，是机器人技术在农业中应用和创新，集中了机械、电子、信息、计算机、农学和生物等多学科领域知识。采摘机器人将在减轻劳动强度，解决劳动力短缺，保障采摘作业的适时性，提高农业生产效率，提高果蔬质量等方面具有巨大的潜力和市场需求。

20世纪60年代，一些研究学者开始尝试采用机器人技术进行果蔬的收获，到90年代出现了一个发展的高峰。日本、荷兰、美国、西班牙等农业发展国家出现了一批果蔬收获机器

设施农业采摘机器人研究进展

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智能化果蔬采摘机器人是现代设施农业发展的迫切需要。概述了国内外设施农业果蔬采摘机器人的研究现状，通过分析目前典型的采摘机器人的功能、工作原理和关键参数，指出目前采摘机器人研究应用过程中的主要难点和制约因素，以及采摘机器人的未来研究方向。

果蔬采摘是果蔬生产过程中最为耗时、耗力、实效性强的生产环节之一，所需投入的劳动力约占整个生产种植过程的40%～50%。随着社会发展，特别是工业化发展进程使得农业劳动力逐渐减少，农业劳动力成本逐渐增加。依靠人工劳作的生产形式已不能满足现代农业发展的需求。依靠机器人、智能化装备开展农业生产成为现代农业发展的迫切需要，是在农业机械化、自动化基础上提出的新的要求和发展趋势。

果蔬采摘机器人是农业机器人的一种，是机器人技术在农业中应用和创新，集中了机械、电子、信息、计算机、农学和生物等多学科领域知识。采摘机器人将在减轻劳动强度，解决劳动力短缺，保障采摘作业的适时性，提高农业生产效率，提高果蔬质量等方面具有巨大的潜力和市场需求。

20世纪60年代，一些研究学者开始尝试采用机器人技术进行果蔬的收获，到90年代出现了一个发展的高峰。日本、荷兰、美国、西班牙等农业发展国家出现了一批果蔬收获机器

气动执行器与电动执行器的运行能耗分析

21 0 0年 5月

第3卷第5 6期

北京航空航天大学学报 J un l fB in iest o eo a t sa dAsrn uis o ra ej gUnvri fA rn ui n to a t o i y c c

Ma 2 0 v 01

Vo . 6 No 5 13 .

气动执行器与电动执行器的运行能耗分析张业明 蔡茂林(京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，京 1 0 9 )北北 0 1 1

摘

要：分析了气动执行器和电动执行器能量消耗过程，立了气动执行器运行能建

耗计算模型，建了气动执行器和电动执行器的运行能耗实验系统.过实验数据分析，出搭通得

两种执行器运行能耗的结论：在长时间保持负载或作动不频繁的工况下，①气动执行器比电动执行器更节能，频繁作动的工况下，在电动执行器比气动执行器更节能；在各种工况下，动②气

执行器的运行功率波动不大，电动执行器的运行功率波动较大.关键词：气动执行器；电动执行器；运行能耗；比能量中图分类号： H 1 8 T 7 . T 3; P2 14

文献标识码： A

文章编号： 0 1 9 5 2 1 ) 50 6— 10— 6 ( 0 0 0—5 00 5 4

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第一章 绪论

1.1 执行机构结构

执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。用与控制阀的 执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装 置，力矩感应装置，电极保护装置，逻辑控制装置，数字通讯模块及PID控制模块等，而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。

电动执行器的执行机构和调节机构是分开的两部分，其执行机构分角行程和直行程两种，都是以两相交流电机为动力的位置伺服机构，作用是将输入的直流电流信号线性的转换为位移量

电动执行机构安全防爆性差，电机动作不够迅速，且在行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。但是由于执行器本身具有伺服功能，无须外接伺服放大器；可以带过载保护单元；任意选择正反动作；断电后阀门自锁；电动机内部有温度保护开关从而保护电机不被烧毁的等特点。电动执行器在不断改进有扩大应用的趋势。

随着自动化，电子和计算机技术的发展，现在越来越多的执行机构已经向智能化发展，很多执行机构已经带有通讯和智能控制的功能，比如很多厂家的厂品都带现场总线接口。我

微执行器导论

—读书笔记 摘要：

微执行器可用来产生力和机械运动，是微机电系统中的重要组成部分。根据敏感源和执行方式的不同，微执行器主要分为静电执行器、热执行器、压电执行器、磁执行器等四大类。本文从原理、制备及应用实例等方面分别对这几类执行器进行了详细的介绍，并简单总结了不同执行器的独特性能和优缺点。

1、简介

MEMS技术的迅速发展带来了传感器和执行器的革命性变化。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，并按照一定规律将其转换为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。执行器可接收控制信息并对受控对象施加控制作用，主要用来产生机械运动、力和扭矩。传感器和执行器统称为换能器，利用换能器可以实现信号和能量的转换。目前受到广泛关注的能量领域有电能、机械能、化学能、辐射能、磁能和热能。一个系统的能量可以有一个或多个不同的能量域组成，在不同环境下能量可以在各个能域之间进行转换。

由于MEMS的微小化和小尺寸效应，微执行器并非是简单的传统机械的微型化，其驱动方式与传统机械大有不同，甚至会采用多种执行

Rotork IQ系列执行器

一 设备概述

ROTORK IQ系列执行机构作为我厂部分调节系统的终端控制装置， 电动执行器由电动马达、齿轮箱、开关装置、控制组件四大部分组成。工作原理:远方或就地开、关指令通过远方/就地选择开关选择后输入到控制板，同时行程、力矩、热敏开关信号也输入到控制板，控制板经逻辑分析后输出开、关指令到交流接触器，交流接触器带电闭合，接通电机380VAC电源，是电机正转或反转，通过电机正转或反转带动执行器开、关阀门。 ROTORK IQ系列执行器是首家推出在接通电缆后无须打开电气端盖即可进行设定的执行器产品。用红外线设定器可时实现设定力矩值矩，限位以及其它控制功能。设定器是本安型的，可保证带电时在危险地区进行调试。

二 检修项目及质量要求

检修工作内容包括：执行器外观检查、行程检查、手/自动切换机构检查、执行器无异常声音及渗油现象、就地/远方切换机构检查、就地紧急停功能检查、初级功能设定及检查、二级功能设定及检查、控制回路及接线检修。

检修技术要求及说明 执行器的显示

显示器的组成：

1红色—阀门全开指示灯

2黄色—阀门中间位置指示灯 3绿色—阀门全关指示灯 4液晶显示屏

5红外线信号确认指示灯

Rotork IQ系列执行器

一 设备概述

ROTORK IQ系列执行机构作为我厂部分调节系统的终端控制装置， 电动执行器由电动马达、齿轮箱、开关装置、控制组件四大部分组成。工作原理:远方或就地开、关指令通过远方/就地选择开关选择后输入到控制板，同时行程、力矩、热敏开关信号也输入到控制板，控制板经逻辑分析后输出开、关指令到交流接触器，交流接触器带电闭合，接通电机380VAC电源，是电机正转或反转，通过电机正转或反转带动执行器开、关阀门。 ROTORK IQ系列执行器是首家推出在接通电缆后无须打开电气端盖即可进行设定的执行器产品。用红外线设定器可时实现设定力矩值矩，限位以及其它控制功能。设定器是本安型的，可保证带电时在危险地区进行调试。

二 检修项目及质量要求

检修工作内容包括：执行器外观检查、行程检查、手/自动切换机构检查、执行器无异常声音及渗油现象、就地/远方切换机构检查、就地紧急停功能检查、初级功能设定及检查、二级功能设定及检查、控制回路及接线检修。

检修技术要求及说明 执行器的显示

显示器的组成：

1红色—阀门全开指示灯

2黄色—阀门中间位置指示灯 3绿色—阀门全关指示灯 4液晶显示屏

5红外线信号确认指示灯