苹果自动采摘机探讨

王勇 王箫扬 杨延宁 王旭 刘叶 周旭 朱鹏

摘 要 在苹果采收过程中，使用苹果自动采摘机可有效降低苹果采摘过程中的劳动力投入。基于此，从系统设计（包括自动采摘原理、识别定位模块）、控制模块（包括电机驱动模块、舵机驱动模块）等方面分析一种具有自动完成苹果采摘等任务的智能机械系统。

关键词 苹果自动采摘机;系统设计;控制模块

中图分类号：S225 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.15.081

随着科技的不断发展，苹果自动采摘机的研究成为当前的热点[1-2]。苹果自动采摘机在一定程度上可以节省劳动力、缩短劳动时间、提高生产效率，促进苹果产业的发展[3-4]。

因此，研究苹果自动采摘机对水果产业具有深远意义。

苹果自动采摘机主要包括三大部分：机械采摘手、整体电路驱动、苹果装箱装置。装置中伸缩杆可达到采摘的任意高度，机械爪可以模拟人手进行采摘。电路控制方面，以STM32F7单片机为主控，采用红外测距技术和图像识别技术准确快速识别苹果，利用电动机的正反转和单片机控制原理控制伸缩杆的高度以及机械爪的张合，实现准确摘取苹果。

1 系统设计

1.1 自动采摘原理

苹果自动采摘机主要利用红外测距和单片机处理数据发布命令。工作时，打开摘果控制开关，并使机械爪处于张开状态，对经过图像识别后的果实进行红外测距，使机械爪对准目标采摘水果，经过红外测距、单片机处理数据，判断是否可以包裹水果，距离在设定范围内，通过单片机给……