玫瑰采摘机器人的设计与实验

吴汶奇，游 越，周建平

（1.新疆大学机械工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047；2.新疆大学电气工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047）

0 引言

随着生活水平提高，人们对玫瑰精油、玫瑰化妆品、玫瑰纯露、玫瑰保健品等高端产品需求日益增大。目前，国内加工的玫瑰主要依靠人力采摘，采摘花朵分类不精细，无法达到高端产品质量要求，国内精加工方面的技术基本上是一片空白，高端产品主要依赖进口。

玫瑰精加工对花朵的要求严格，采摘时需依据花朵的颜色和尺寸等指标进行选择性的采摘。目前，市场上还没有完善的、可以量化生产并且可以采摘多种果蔬的机器人[1]。国内对于采摘机器人的研究更是远远落后于发达国家，对采摘机器人的要求极为迫切[2]。因此，设计一款自动化程度高、成本低、效率高的选择性玫瑰采摘机器人势在必行[3]。

1 系统整体设计

该机器人由行走系统、执行机构、控制系统、导航寻迹系统和AI 自动识别系统组成，玫瑰采摘机器人整体图如图1所示。

图1 玫瑰采摘机器人整体图

1.1 行走系统

机器人的行走系统采用履带式底盘，四周装配红外避障雷达，采用13.5 kg扭矩霍尔电机为机器人行走提供动力。该电机为直流电机，转速5 r/min～1 000 r/min，且支持电压为12 V～24 V，根据路况和负载情况自动选取不同的输入电压，为机器人提供稳定的动力。该电机上有6个引脚，提供给客户进行自行改编扩展。电机结构如图2所示。同时霍尔电机保存了编码输入功能，在保证机器人可以向任何方向、任何角度进行移动的前提下，为后期扩展留下了空间。……