果园管理机器人平台的自动导航系统研究_朱磊磊.docx

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1、 Classification code: TP242 University code: 10712 UDC: 631.3Postgraduate number: S070309 Confidentiality level: public Thesis for Masters Degree Northwest A F University in 2010 Research on Automatic Navigation System of Orchard Management Robot Platform Major: Agricultural mechanization engineerin

2、g Research field: Modem agriculture equipment technique Name of Postgraduate: Zhu Leilei Adviser: Associate Prof. Chen Jun Co-adviser: Date of submission: April, 2010 Yangling Shaanxi China 研究生学位（毕业 ） 论文的独创性声明 本人声明：所呈交的硕士学位（毕业 ） 论文是我个人在导师指导下独立进行的 研究工作及取得的研究结果；论文中的研究数据及结果的获得完全符合学校关于 规范西北农林科技大学研究生学术道德

3、的暂行规定，如果违反此规定，一切后果与 法律责任均由本人承担。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究结果，也不包含其他人和自己本人已获得西北农林科技大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文的致谢中作了明确的说明并表示了谢意 . 导师指导研究生学位（毕业 ） 论文的承诺 本人承诺：我的硕士研究生 导 所呈交的硕士学位 (毕业 ） 论文是在 我指导下独立开展研究工作及取得的研究结果，属于我现岗职务工作的结果，并严 格按照学校关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定而获得的研 究结

4、果。如果违反学校关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定， 我必须接受按学校有关规定的处罚处理并承担相应导师连带责任 . 关于研究生学位（毕业 ） 论文使用授权的说明 本学位（毕业 ） 论文的知识产权归属西北农林科技大学 .本人同意西北农林科 技大学保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅 和借阅；同意西北农林科技大学将本学位（毕业 ） 论文的全部或部分内容授权汇编 录入中国优秀硕士学位论文全文数据库进行出版，并享受相关权益 . 本人保证，在毕业离开（或者工作调离）西北农林科技大学后，发表或者使用 本学位（毕业 ） 论文及其相关的工作成果时 ，必须以西 北农林

5、科技大学为第一署名 单位，否则，按违背中华人民共和国著作权法等有关规定处理并追究法律责任。 任何收存和保管本论文各种版本的其他单位和个人（包括研究生本人 )未经本论 丈作者的导师同意，不得有对本论文进行复制、修改、发行、出租、改编等侵犯著 作权的行为，否则，按违背中华人民共和国著作权法等有关规定处理并追究法 律责任 . (保密的学位论文在保密期限内，不得以任何方式发表、借阅、复印、 缩印或 扫描复制手段保存、汇编论文） 果园管理机器人平台的自动导航系统研究 摘要 为了提高果园精细作业的自动化程度、降低作业成本、推动机器人产品的应用，本 研究开发了一种果园用履带式移动机器人，作为进行果园喷药和果

6、实采摘等果园精细化 作业的移动平台，所设计的果园机器人由机器人本体和机器人导航机构两部分组成。本 研究采用基于曲柄滑块机构的导航方式，用直径 4cm 的胶皮管按预定轨迹铺设轨道，机 器人工作时导向轮与轨道啮合，机器人本体、轨道及机器人导向机构共同构成曲柄滑块 机构。主要取得的结论归纳如下： (1) 提出一种基于曲柄滑块机构的机器人自动导航方式，建立了机器人运动学模 型，计算分析了机器人导航系统各构件的运动特性。对机器人的行驶总阻力进行计算分 析，确定机器人需要的 驱动功率。 (2) 搭建了果园机器人移动平台，在机器人移动平台安装姿态角传感器、位置角 传感器、电机驱动控制系统、单片机控制系统等。

7、开发了基于 VC+6.0 和 KeiluVision2 软件的跟踪控制器。对位置角传感器和姿态角传感器进行标定，分析传感器标定结果， 在控制器中对传感器采集信号进行处理，以提高传感器所采集信号的精度。 (3) 设计了基于单片机的控制系统硬件电路，包括电源电路部分和微控制器电路 部分。详细介绍了各个部分的设计思想、电路原理图。 (4) 对机器人行驶性能进行一系列测试，标定了机器人直线行驶速度，分析了机 器人 在水泥地面直线勻速行驶时产生前滑移现象的原因。 (5) 在分析果园管理机器人行驶路径特点的基础上，对机器人行驶路径进行规划， 设计了模糊 PID 控制器，进行了机器人直线跟踪和曲线跟踪试验。

8、试验结果表明，机器 人以 0.15m/s的速度直线行走时，最大跟踪误差小于 0.02m;机器人转弯半径为 2m 时， 最大跟踪误差小于 . 5m。 所设计的模糊 PID 控制器能够满足机器人作业路径跟踪控制 的要求。 关键词：农业机器人；导航；曲柄滑块机构；模糊 PID 控制 RESEARCH ON AUTOMATIC NAVIGATION SYSTEM OF ORCHARD MANAGEMENT ROBOT PLATFORM ABSTRACT For raising automation level of orchard precision management, decreasing th

9、e management cost, and promoting the application of robot products, an orchard tracked mobile robot is designed in this paper. The orchard robot is composed of robot body and robot guiding mechanism. A method based on the principle of slider-crank mechanism is used in this paper. A rubber pipeline w

10、hose diameter is 4 centimeters is laid down in the orchard as the path of the robot, robot body, rubber pipeline and robot guiding mechanism will constitute a slider-crank mechanism after the robot guiding wheel contacts with the rubber pipeline. In the slider-crank mechanism, the robot body is the

11、crank, the shaft is the linkage and the guide wheel is the slide. This robot will be used in orchard management, such as variable spraying and fruit picking. The main result of this paper is as the following: (1) A method based on the principle of slider-crank mechanism is presented in this paper, a

12、nd kinematics model of the robot is built, analyses the dynamical characteristics of the robots and presents the dynamical differential equations of the system. The driving drag and driving power are calculated for the robot. (2) Putting up the robot mobile platform, including the installation of at

13、titude angle sensor, position angle sensor, DC servo driven system and MCU control system. The software controller is realized with VC+ 6.0 and Keil uVision2. (3) The detailed hardware circuit of control system based on AT89S52 is designed, including power circuit part and the microcontroller circui

14、t part. (4) A series of experimental and analytical research on the riding performance of the robot are conducted. The robot velocity calibrated, the reasons of the robot slip forward during the straight driving is analyzed. (5) Based on the analysis of the path characteristics, the article performs

15、 the path planning and designs the Fuzzy-PID controller of the robot Lines and curve tracking were carried out, the experiments showed that the maximum tracking error was less than 0.02 when the robot moved straight at the speed of 0.15m/s, and the maximum tracking error was less than 0.05m when the

16、 turning radius was 2m. KEYWORDS: Agricultural robot, Navigation, Slider-crank mechanism, Fuzzy PID control m-m . i 1.1 研究背景 . i 1.2 国内外研究现状 . 1 1.2.1 果园机器人研究现状 . 1 1.2.2 农业机器人机械接触式导航方法研究现状 . 3 1.3 研究的目的和意义 . 3 1.4 研究内容及技术路线 . 4 1.5 本章小结 . 6 第二章机器人移动平台总体设计及运动学分析 . 7 2.1 基于 PC 机的机器人导航控制系统 . 7 2.1.1 计

17、算机和电源 . 8 2.1.2 电机选择 . 8 2.1.3 数据采集卡 . 9 2.1.4 角度传感器及其标定 . 10 2.1.5 直流伺服电机驱动系统 . 12 2.2 基于单片机的机器人导航控制系统 . 12 2.3 导航机构设计 . 13 2.4 机器人运云力学分析 . 15 2.4.1 机器人转向质心获取 . 15 2.4.2 机器人运云力学分析 . 16 2.5 本章小结 . 17 第三章机器人移动平台自动导航控制系统硬件设计 . 18 3.1 系统简介 . 18 3.2 系统主要构成器件简介 . 19 3.3 硬件电路设计 . 19 3.3.1 电源电路设计 . 19 3.3.

18、2 微控制器最小系统 . 21 3.3.3 位置角、姿态角信号采集电路 . 21 3.3.4 机器人速度显示电路 . 22 3.3.5 通讯与停车电路 . 23 3.4 本章小结 . 24 第四章机器人导航控制及实验 . 25 4.1 机器人行驶性能测试 . 25 4.1.1 直线行驶速度标定 . 25 4.1.2 水泥地面直线匀速行驶的前滑移现象分析 . 26 4.2 机器人轨道跟踪模糊 PID 控制器设计 . 28 4.2.1 机器人直线行驶 PID 控制 . 29 4.2.2 机器人曲线行驶模糊控制器设计 . 30 4.3 机器人导航控制系统程序设计 . 35 4.3.1 导航控制系统主

19、控程序设计 . 35 4.3.2 机器人电机控制通信协议 . 37 4.4 试验结果及分析 . 38 4.5 本章小结 . 39 第五章结论与建议 . 40 5.1 新仑 . 40 5.2 舰 . 40 . 42 類 . 47 . 48 第 一 章 绪 论 1. 1 研究背景 移动机器人一般可以分为工业机器人和特种机器人两种类型。特种机器人一般应用 于非制造业，如农业、林业、排险、家庭服务、水下、核工业、采掘、空间、土木建筑、 医疗、救灾、娱乐以及军事等领域（付西光和颜国正 2005; Liu Set al. 2007;员超和唐 粲 2008;范路桥等 2008;胡冰山等 2009; Kabe

20、 T et al. 2010;于莲芝等 2004;曹倩 等 2009;孙玉山等 2009; Hirzinger Get al. 1998;安秋等 2009;黄志华等 2009)， 是 在非结构化环境下作业的机器人的总称。现在国内外已经研制出采矿机器人、服务机器 人、爬壁机器人、医学机器人、农业机器人、娱乐机器人、核工业机器人、水下机器人、 空间机器人和军用机器人等（ Tschichold-GUrman N et al. 2001;王洪建等 2009; Severinson-EklundhKetal. 2003;田国 会等 2008;魏承等 2010;范路桥等 2007;陈勇 等 2009;陆新

21、华和张桂林 2003;唐粲等 2005;钱堃等 2010; LundHH. 2001)。 农业是人类生存的根本，人类一直致力于不断提升农业的生产效率，不断改进农业 的生产方式，不断提高农业的机械化生产。农业机械化使农业生产进入了一个快速、高 效、自动化的新时代，从根本上促进了人类社会的发展和进步。伴随着近代遥感技术、 全球定位技术、通讯和网络技术、计算机信息技术、传感器技术、自动控制技术、生物 技术等的迅速发展，农业生产的机械化、自动化程 度大大提高，新型多功能农业机械得 到日益广泛地应用，农业机器人这种高度智能化的产品开始逐步应用于农业生产，并在 农业生产中发挥出越来越大的作用。农业生产中存

22、在作业对象的数量巨大与多样性、作 业环境的未知性与可变性等，因此要求农业机器人要有高度的智能化，不能在工作过程 中碰伤农业作物，能高效的进行农业生产，能自动快速的识别移动路径，并且要具有较 高的自适应能力和生存能力，另外农业机器人的普及对象是农民，这就要求农业机器人 的操控要简单易学并且价格合理。 1.2 国内外研究现状 自从 20 世纪 80 年代开始，日本、美 国等发达国家纷纷开始研发农业机器人。我国 在 1986年制定的 “863 计划 ” 中也开始了对农业机器人及其相关课题的研究。目前各个 国家研发成功的农业机器人主要包括以下几种：农产品采摘及收获机器人、嫁接机器人、 移栽机器人、农产

23、品分级机器人、挤奶机器人、耕耘机器人、除草机器人、变量喷洒机 器人、剪羊毛机器人、修剪机器人、育苗机器人等。越来越多的农业机器人被研制出来， 并逐步应用于农业生产中。 1.2.1 果园机器人研宄现状 1 果园机器人属于农业机器人的一种应用类型，通过在果园机器人上加装末端执行 器，可以进行水果的采摘及收获、分级、变量喷药、果枝嫁接、果树修剪等操作。 相对于工业机器人以及其他农业机器人，果园机器人的工作环境和作业对象不确定 性很大，这给果园机器人的研制尤其实际应用带来很大困难。首先，在果园中果树枝条 的生长方向呈各向不确定性，并且随着时间以及人为修剪不断生长变化，这就给果园机 器人的导航带来很大困

24、难；其次，在进行果园喷药时，由于果树枝叶繁茂，要给果树均 勻喷药同样面临很大挑战；同样，在进行果实采摘时，不同类型果 实的识别、已成熟果 实和未成熟果实的识别、被枝叶挡住果实的收获、收获机械手的路径规划、收获装置对 果实的伤害等等都需一一解决；还有果园的露天环境同样给机器人的研制带来困难，果 园机器人的研制还必须得考虑天气所带来的影响。如果机器人是在山林地带工作，还需 提高机器人在复杂地形的生存能力。 70 年代日本就开始了果树剪枝机器人的研发，到现在已经研制成功的型号有 AB350R、AB231R 和 AB170R 等 （ 李竞驰 2007)，日本还研究出了具有不同用途的果 园机器人，如葡萄

25、米摘机器人、橘子米摘机器人 （ Tanner H Get al. 2001)、櫻桃米摘机 器人 （ TanigakiKetal. 2008)、草莓米摘机器人 （ HayashiSetal. 2010)。日本东京大 学开发了一种水果产量和质量测绘机器人，用于对温室大棚内水果和蔬菜产量和质量的 估计 （ QmoJetal. 2005)。日本北海道大学研制了一种拖拉机机器人，他们采用二维激 光扫描仪对机器人行驶道路两侧的果树进行扫描，从而得出机器人的行驶路径 （ BamwKl Jr OCetal. 2007)。其它西方国家也展开了大量研究，以色列技术工程学院对果园机器 人在复 杂果园环境下行驶的最优

26、路径规划算法进行了研究（ Lmker Rand Blass T 2008)。 美国佛罗里达大学开发了一种柑橘果园机器人，该机器人主要针对柑橘树丛对 GPS 导 航信号的屏蔽，分别用激光雷达导航和机器视觉导航进行了试验，并在前轮加装了旋转 编码器用来反馈前轮转过的角度，能实现机器人的直线以及曲线导航（ SubramamanVet al. 2006)。 我国对果园移动机器人的研究起步比较晚，但近年来发展比较迅速。最近多致力于 研究水果采摘机器人、水果分级机器人和喷药机器人等。上海交通大学研制了一种 草莓 拣选机器人，这种机器人运用彩色图像处理和神经网络理论技术，具有学习功能，工作 时根据示范的草莓

27、标准样本，改变机器人拣选草莓的种类，并且操作方法简单易学（曹 其新等 1999)，他们研制的采摘机器人能根据草莓的成熟度实现果实的选择性采摘（郭 峰 2008)。江苏大学正在研制苹果采摘机器人，并对苹果的识别方法进行了研究（王 津京等 2009)，设计了苹果采摘末端执行器（马履中等 2009)，他们还对柑橘采摘机 器人末端机械手的避障识别技术进行了研究 （ 蔡健荣2007a， 2009)。中国农业大学正 在研制草莓收获机器人，对草莓图像进行处理，从而识别草莓进行采摘（张铁中等 2004a， 2005b， 2007)，他们还研制了草莓收获末端执行器（张凯良等 2009;戴刘江 等 2007)，并

28、且探讨了草莓、桔子等多种水果在视觉系统下的目标提取方法 （ 张铁中 2 等 2004)，刘兆祥 （ 2010)等人还设计了苹果采摘机器人三维视觉传感器。另外，中 国农业大学开发了基于电磁导航的喷药机器人 （ 于曙风 2005)。北方工业大学的方建 军 （ 2004)和中国农业大学的宋健 （ 2006)等还对移动式采摘机器人现状进行了概括总 结。 1.2.2 农业机器人机械接触式导航方法研究现状 自主导航技术是农业机器人研究的重点，它直接决定了移动机器人能否快速准确的 到达目标位置，并达到目标姿态。国外对农业移动机器人导航技术的研究相对较早，国 外的一些国家如日本等对此项技术进行了深入的研究 （

29、 Tom T 2000)， 并应用于实际生 产中。而国内多为理论性及实验性研究，还未实际生产推广，还处于初期研制阶段（周 俊等 2004a， 2005;阎勤劳等 2006)。 其导航方法主要有 GPS 导航 （ NagasakaYetal. 2004;赵小川等 2009)、视觉导航（赵登峰等 2003; KiseMetal. 2005;张伟华等 2009)、 激光导航（杨放琼等 2007;武二永等 2007;任永杰等 2007;李白云等 2009; Shi Cet al. 2010)、 电磁诱导导航 （ 宋健等 2005;蔡卫国等 2007)、惯性导航 （ 陈军等 2005a, 2005b，

30、2005c， 2006d， 2007e， 2008;连世江等 2009;朱忠祥等 2006a，2009)、 机 械接触式导航等。与其他导航方式相比，机械接触式导航方式具有机构简单、可靠性高、 成本较低、容易维护、实用性强等特点。 在国外，机械接触式导航已经取得实际应用效果，早在上世纪 20 年代，就出现了 一种能够沿着犁沟自动行驶的车辆，到了 40 年代，开发出了能够在缆绳引导下在田间 做圆周运动的自动行驶拖拉机 （ Reid J F 2000)。 德国 KTBL 开发了一种旋耕机器人， 通过传感器与地垄接触，使拖拉机沿地垄的一侧自动行驶，用于垄间的除草与播种。这 种导航方式能避免机器人导航机

31、构碰撞农作物，但它的缺点是只能用于垄间作 业，它的 导航误差在 l cm 之内。德国研制的 Claas 自动驾驶仪系统，可以跟踪能形成固体引导 线的玉米、谷物等作物行，进行田间作业 （ KeicherRandSeufertH2000)。 这种系统是 欧洲最常用的农用车引导系统， 1999 年 Claas出售的伐木机基本全部装了这种系统，售 出的联合收割机也部分装配了这种自动导航系统。这种导航方式的缺点是只能用于跟踪 能形成固体引导物的作物（武传宇等 2002)。 在国内，中国农业大学开发出了接触式拖拉机导航控制系统 （ 何卿等 2007a， 2008)， 用于机器人在玉米秸秆行 间播种小麦的田

32、间作业。他们为接触式导航控制系统设计了双 层控制器。当安装在机器人前面的触杆接触到玉米行时，触杆转动形成导航信号，经控 制器处理后，通过电液系统对拖拉机的行驶方向进行控制。他们经过田间试验证明，这 种导航方法响应快、稳定性好。当拖拉机行驶速度不超过 lm/s 时，拖拉机导航精度在 50mm 以内，平均误差为 15mm，能满足玉米秸秆行间作业要求。 3 1.3 研究的目的和意义 随着科技发展以及高新技术的不断涌现，农业机器人已逐步进入实际应用，现代农 业也逐渐由大田农业向精细农业转变，农业对机器人等高智能产品的需求日益显著。可 以预测：在未来的现代化农业生成中，农业机器人将一步步代替人类成为农业

33、生产的主 力军。因此，农业机器人的研究有着十分重要的意义。 (1) 提升生产效率：我国目前阶段，农业生产效率比较低，严重制约着农业的快速发 展。在我国农业生产中，即使近年来机械化速度加快，但还是主要是由人来完成大部分 农田作业，在山区等复杂地形的农业生产更是主要由人工来完成。这样就严重制约了生 产效率的提高，因此加快农业机器人的发展是提高农业生产效率的有效手段。 (2) 解放农业劳动力：目前，农业生产的分工越来越细化，精细农业已逐步推广应用， 这样对劳动力的需求越来越大。一些农业项目，比如蔬菜和水果的分级、果实的收获等， 基本上是由手工作业来完成，而且时间比较集中，而这时农业耕种业也同时急需劳

34、动力。 由于经济和社会发展，许多农村劳动力涌向城市，这样就更带来了劳动力的紧张，引进 农业机器人来解决劳力不足的问题是十分必要的。 (3) 避免某些作业给人身带来的危害：现阶段，农业生产在预防和消灭病虫害，主要 依靠喷洒农药来完成，如果用机器人代替人来完成喷药作业，可以防止喷洒农药过程中 给人 身带来的伤害。另外，其它一些比较脏和累的活也可以由机器人来作业。 (4) 使作业质量提升：农业机器人是高度智能化的产品，集多种高科技技术于一身， 严格按照指定的质量完成作业，因此，农业机器人的使用会显著提高作业质量。 目前，农业机器人的研制已经成为各国科研的重点。作为本题，对一种果园管理机 器人导航控制

35、系统进行研究，设计出果园管理机器人平台，希望能为果园管理机器人的 研究和推广打下一定基础。 1.4 研究内容及技术路线 根据现有实验条件和果园管理机器人的工作环境，本研究选择机械触觉导航方式， 研制一种果园管理机器人。 主要研究内容如下： (1) 查阅资料，详细了解国内外果园机器人、机械触觉导航方式的研究现状及研究方 法。根据本研究果园管理机器人要实现的功能及各种移动机构的特点确定合适的移动机 构及导航方式。本文选择履带式移动机构，采用机械触觉自动导航方式。 (2) 对导航控制系统中使用的机械触觉导航机构进行设计；对机器人行驶总阻力进行 计算，选择驱动电机；对机械触觉导航机构中安装的两个转角传

36、感器进行选择、标定。 (3) 采集并处理果园管理机器人机械触觉导航机构中位置角传感器和姿态角传感器 信息，从而对机器人位姿进行推算。 (4) 对机器人进行运动分析，推导出位置角、位置角变化率、姿态角和姿态角变化率 与机器人速度、角速度、导航机构连接轴长度等的关系，为控制器的设计提供理论基础。 4 图 1-1 技术路线 Fig. 1-1 The chart of technological plan 5 (5) 针对所采用导航方式的特点，充分利用 PID 控制和模糊控制各自的优点，设计机 器人自动行走模糊 PID 控制器。 (6) 在设计的果园管理机器人平台上安装左右轮驱动电机、机械触觉导航机构

37、 、位置 角传感器、姿态角传感器等，用 VC.+6.0 开发相应软件程序。 (乃设计制作单片机控制电路替代 PC 机作为果园管理机器人的控制器，从而降低机 器人开发成本、减小机器人体积，为下步研制用于实际应用的果园管理机器人打下基础。 (8)进行实车实验，观测机器人运行状况，对控制系统进行调整、优化。 本文技术路线如图 1-1 所示。 1.5 本章小结 本章节引出了农业机器人对农业生产的重要性，农业机器人是现代农业科技领域的 一个重要研究方向。具体介绍了果园机器人和机械触觉导航农业机器人的国内外研究现 状。阐述了课题研究的目的和意义，确定了本文的技术内容和路线。 6 第二章机器人移动平台总体设

38、计及运动学分析 由于果园机器人特殊的工作环境，对机器人的导航方式要求较高，视觉导航和惯性 导航都存在如何实现田间换行作业的问题，并且惯性导航还存在累计误差；使用 GPS 导航和激光导航时，由于果园树木阻挡，容易使导航信号丢失；电磁导航对外界有一定 电磁辐射，且其应用成本较高；机械接触式导航方式虽然存在导航路径固定、灵活性差 等缺点，但是其具有机构简单、可靠性高、成本较低、容易维护 、实用性强等优点，本 文采用基于曲柄滑块机构的机械接触式导航方式。 果园机器人由机器人本体和机器人导向机构两部分组成。机器人本体包括机械本体 和控制箱（四个 12V 直流充电电瓶、计算机、两个直流伺服电机、 Modb

39、us 控制卡以及 电机驱动器）组成，机械触觉导航机构由导航轮、机器人位置角传感器、机器人姿态角 传感器、连接轴组成。在果园按照机器人作业路线铺设导航管道，将导航轮与橡胶管道 啮合，此时机器人本体、管道及机器人导航机构共同构成曲柄滑块机构，其中机器人本 体是曲柄，机器人导航机构中的连接轴为连杆，导航轮为滑 块，机构组成原理将在后面 2-3、 2-4 章节中介绍。通过不断检测连接轴两端的两个电位传感器的信号值（姿态角和 位置角），计算出机器人相对于铺设轨道的位姿，利用所设计的控制器控制机器人的两 侧履带速度，实现机器人沿预定铺设路径行驶，机器人试验平台如图 2-1 所示。 图 2-1 基于 PC 机控制的机器人试验平台 Fig.2-1 PC controlled robot 2. 1 基于 PC 机的机器人导航控制系统 根据需要选择合适的机器人移动机构，保证机器人能在果园环境中工作。移动机器 人的移动机构主要分以下几类：履带式、轮式、腿式、蛇行式、跳跃式和复合式（陈淑 艳和陈文家2007;闫树兵和姬长英 2007; LacagnmaMetal. 2003;刘静等 2006; Erden M S et al. 2008;陈刚等 2002; Crespi A et al. 2005; Chernousko F L 2005; Chapell