KİVİ HASATI İÇİN ROBOTİK TUTUCU TASARIMI

Abstract

Robotik hasat sistemleri üç önemli bölümden oluşmaktadır. Bunlar robotik kol, görüntü işleme ve tutucu(gripper) dur. Üç bölümden oluşan robotik hasat sistemi içinde en son hareketi sağlayan tutucu(gripper) meyvenin dal üzerinden kopartılmasını sağlayan en önemli parçadır. Bu çalışmada robotik sistem ile meyve hasadı için en önemli girdi olan görüntü işleme yardımıyla meyvenin dal üzerindeki konumunun belirlenmesi ve kesme işleminin yapılması sağlanmıştır. İki boyutlu ve gerçek zamanlı olarak görüntüler dijital ortama aktarılmıştır. Dijital ortama aktarılan meyveye ait görüntüler, kameranın programı yardımıyla şekil özelliği esas alınarak gerçek zamanlı işleme tabi tutulmuştur. İşlenen veriler robotik kontrol kartı vasıtasıyla robotik sisteme aktarılmıştır. Robotik sistemin hareketi görüntü işleme vasıtasıyla gelen x ve y koordinat değerlerine göre sağlanmıştır. Tasarımı yapılan pnömatik makas sistemi , robotik kolun ucuna monte edilmiştir. Dal üzerinde değişik konumlarda bulunan 100 adet kivi meyvesi üzerinde denemeler yapılmıştır. Denemeler sonucunda meyvenin sap kalınlığının ve sap kopma direncinin meyvenin hasadında etkili olduğu gözlenmiştir. Kesme başarısı istatistiksel olarak analizi edilmiştir. Sistemin %72 lik başarı oranı ile meyvenin dal üzerinden kesme işlemini yapabildiği görülmüştür. %28 lik başarısızlık oranlarının nedenleri araştırılmıştır. Araştırma sonuçlarında; meyve sapının makasın ucunda olması , makasın meyvenin sapına değil meyve yumrusuna gelmesi, meyve ile meyve sapı başlangıç noktasına gelmesi ve saptaki budağa gelmesi koparma işlemi için hata oluşmasına neden olduğu görülmüştür. Yapılan denemelerde alınan sonuçlara göre pnömatik makas sisteminin uygun olduğu görülmüştür.

Keywords

• Robotik hasat, Kesme, Tutucu(gripper), kivi

ROBOTIC GRIPPER DESIGN FOR KIWI HARVESTING

Abstract

Robotic harvesting systems consist of three important parts. These are; robotic arm, image processing and gripper. Within robotic harvesting systems, consisting of three parts, gripper, which ensures the last motion is the most important part, ensuring plucking the fruit from tree branch.In this study, the determination of location of fruit on the branch was done through the use of image processing, the most significant input for the robotic system and fruit harvesting, and the shearing process was applied. In processing the images in two-dimensional form, the fruit images transferred into the digital media were processed with the help of the camera program by grounding on the shape features of the fruit. The processed data were transferred into the robotic system by means of a robotic control card. The movement of the robotic system was provided according to the x and y coordinate values coming through the image processing.Pneumatic scissors system, design of which has been completed, has been mounted on the end of robotic arm. Tries have been carried out on 100 kiwis, which are on different positions. As the result of these tests , it was observed that the stem thickness of the fruit and stem ultimate strength were effective in harvesting the fruit.Cutting performance has been analyzed systematically. It has been observed that system could achieve the cutting of the fruit from tree branch, with a success rate of 72%. The reasons of 28% failure rate have been studied. According to study results, the fact that fruit rib is in the end of scissors, that scissors hold head of fruit, instead of fruit rib and that scissors hold beginning point of fruit and fruit rib and snag within rib cause failure for plucking process. According to the results obtained from the tries it has been observed that, pneumatic scissors system is appropriate.

Keywords

• Robotics Harvest, Cutting, Gripper, kiwi

References

1. Arima S, Shibusawa S, Kondo N, Yamashita J (2003). Traceability Based On Multi
2. Operation Robot Information From Spraying, Harvesting And Grading Operation Robot. Advanced Intelligent Mechatronics, IEEE/ASME International Conference on,Volume ,1204-1209,ISBN: 0-7803-7759-1.
3. Hayashi S, Ganno K, Ishii Y, Tanaka I (2002). Robotic Harvesting System For Eggplants.
4. JJARQ., Japan Agricultural Research Quarterly (Jarq, Jpn. Agric. Res. Q.) ISBN 0021-3551.
5. Hayashi S, Shigematsu K, Yamamoto S, Kobayashi K, Kohno Y, Kamata J, Kurita M (2010).
6. Evaluation of a Strawberry-Harvesting Robot in a Field Test, Biosystems Engineering, Published By Elsevier,Volume 105(2),160-171. Durkal D(2001). Cisimlerin Dayanımı Temel Ders Kitabı.Milli Eğitim Basımevi, ISBN 975-11-1913-8, Ankara
7. Bingül Z.,Küçük S (2009),Robot Kinematiği ,Birsen Yayınevi, ISBN 978-975-511-424-6,İstanbul