基于直流電機驅動電路的移動式采摘機器人設計

張戰杰

(洛陽職業技術學院，河南 洛陽 471003)

0 引言

隨著機器學習、機械自動化及智能控制等技術的發展，智能化正在向各個領域延伸。近年來，農業智能化程度越來越高，擠奶機器人、放牧機器人、施肥機器人、除草機器人、葡萄園機器人、育苗機器人、種植機器人、分揀果實機器人、蜜蜂機器人及采摘機器人等相繼問世并得到了實際應用。本文基于直流電機驅動策略，設計了采摘機器人大功率電機驅動調速控制系統，對直流電機在農業機器人上的應用具有一定的實際意義。

1 采摘機器人移動平臺

采摘機器人一般由控制系統、移動裝置、末端執行器、機械手、電源、傳感器接口、視覺系統、控制系統和驅動系統組成，如圖1所示。移動平臺是采摘機器人正常行駛的核心，是其能否靈活移動的核心。

圖1 采摘機器人整體系統結構框圖Fig.1 The block diagram of overall system structure for picking robot

采摘機器人包括機械和電氣控制兩部分：機械部分主要包括履帶底盤、大小臂、夾持器和動力臂轉動裝置等；電氣控制部分包括傳感器模塊、障礙物檢測模塊、主控制板、電源、攝像頭和驅動馬達等。采摘機器人整體結構如圖2所示。

圖2 采摘機器人整體結構Fig.2 The overall structure of the picking robot

圖2中，機械部分是整機的硬件框架，為機器人運動和采摘作業提供了支撐，其各部件作用各不相同，組合起來實現整個系統的自主控制。移動平臺是機器人的基礎，是搭建其他機械部件的載體，采摘機器人的機械手、大小臂、主控制系統、電源模塊都是搭載在移動平臺之上的。……