I n d on e s ian   Jou r n al   o f   E lec t r ica l   E n gin e e r in a n d   Com p u t e r   S c ience   Vo l .   3 8 ,   N o .   3 J un e   20 2 5 ,   pp.   1 602 ~ 1 612   I S S N:  2 502 - 4 7 52 ,   DO I 10 . 11591/i j e e cs .v 3 8 . i 3 . pp 1 602 - 1 612             1602     Jou r n al  h o m e page ht tp: // ij e e cs . iaes c or e . c om   Hol ogr ap h ic - b ase d  d e si g n , b u il d i n g, an d  t e st in g of  an  R R P   sp h e r ic al  r ob ot  f or  ol i v e   f r u it s h ar v e s t in g       Os am M .   Al - Hab ah b e h 1 ,   Aye h   A r ab iat 1 ,   R iad   T ah Al - K as as b e h 1 S al am   Ayoub 2   1 M e c ha tr o ni c s  E ngi ne e r in g D e pa r tm e nt S c h ool   of  E ngi n e e r in g , T h e  U ni ve r s it y   of   J o r da n, A mm a n, J or da n   2 N a ti o na A gr ic ul tu r a R e s e a r c h C e nt e r , A mm a n, J or da n       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve A ug   10 ,   202 4   R e vi s e De c   23 202 4   A c c e pt e F e b   27 ,   202 5       A   r e v o l u t e - r ev o l u t e - p ri s m at i c   (RRP)  s p h e ri c a l   r o b o t   h as   b ee n   d e s i g n e d ,   s i mu l at ed ,   b u i l t ,   a n d   t e s t e d .   T h e   r o b o t   i s   i n t e n d e d   t o   p e rfo r m   o l i v e   fru i t   h arv e s t i n g   t as k s .   T h d e s i g n   s i mu l at i o n   i s   d o n u s i n g   h o l o g ram  t o o l s .   T h d e s i g n   fa c t o rs   co n s i d e r e d   i n cl u d e   re a ch ,   d e x t e r i t y ,   a cc u ra cy ,   an d   p ro d u c t i v i t y .   Bas e d   o n   t h e   r e s u l t s   o t h e   h o l o g rap h i c   s i mu l at i o n ,   p ro t o t y p w as   b u i l t   a n d   t e s t ed   o n   r e al   o l i v e   fr u i t s .   T h e   en d   e ff ec t o i s   e q u i p p e d   w i t h   a   rak t o o l   s o   t h at   t h ro b o t   c a n   h ar v e s t   mu l t i p l fru i t s   i n   e a c h   s t ro k e .   T h ro b o t   i s   c o n t ro l l e d   b y   Ras p b e rr y   P i   w h i l e   s t e r e o v i s i o n   c a me ra  e n ab l e s   3 - v i s i o n .   O n ce   t h e   c a me ra  d e t ec t s   t h e   fru i t s ,   an   i n v e rs e   k i n em at i c s   al g o r i t h m   i s   i n i t i at e d   t o   fi n d   t h l o c at i o n   o t h fr u i t s .   T h fr u i t   co o r d i n at e s   ar c o mm a n d ed   t o   t h m an i p u l at o r   t o   p e rfo r t h h ar v e s t i n g .   T h e   f i e l d   t e s t s   s h o w e d   t h at   t h e   m a n i p u l at o i s   s u cce s s fu l   i n   p e rfo r mi n g   t h e   h ar v e s t i n g   o p e rat i o n s .   T o   i n c r e as e   t h e   h arv e s t i n g   e ffi ci e n cy ,   i t   i s   r ec o mmen d ed   t o   b u i l d   l arg e p ro t o t y p e .   K e y w o r d s :   F r u i t - p i c k i ng  r o b ot   Ho l o gr a phi c   s im u l a t i o n   O l i ve   f r u i t s   h a r ve s t i n g   R o b ot   t e s t i n g   R R P   s phe r i c a l   r o b o t   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din A u th or :   Os a m a   M .   Al - Ha b a hb e h   De pa r t m e n t   o f   M e c h a t r o ni c s   E n g i ne e r i ng,   S c h o o l   o f   E n g i ne e r i ng,   T h e   Uni ve r s i t y   o f   J o r da n   Amm a n ,   11942,   J or da n   E m a i l o . h a ba hb e h@j u. e du. j o       1.   I NT RODU C T I ON   T h e   t r a di t i o na l   t a s o f   m a n ua l   o l i ve   f r u i t s   h a r v e s t i ng  i s   t i r i n a n t i m e   c o n s u m i ng.   I n   a dd i t i o n ,   i s o m e   c a s e s ,   i t   m a y   po s e   h e a l t h   r i s k s   f o r   t h e   wo r ke r s ;   K o r e n e v s k iy   e al.   [ 1 ]   pr o p o s e a   m e t h o to  d e t e r m i ne   t h e   i nf l ue n c e   o f   r i s f a c t or s   o n   h e a l t h .   F ur t h e r m o r e ,   m a t h e m a t i c a l   m o de l s   f o r   di a g n o s i ng  o c c upa t i o n a d i s e a s e s   o f   wor ke r s   i n   c o n t a c wi t h   pe s t i c i d e s   we r e   pr e s e n t e by   Al - Ka s a s b e h   e al .   [ 2] ,   whi l e   pe s t i c i de - i nduc e d i s e a s e s   we r e   e a r l y   d i a g n o s e by   Al - K a s a s b e h   e al .   [ 3]   a n K o r e n e vs k i y   e al.   [ 4 ]   us i n g   de c i s i o n   s uppo r s y s t e m s   a n f uz z y   l o g i c   r u l e s ,   r e s pe c t i ve l y .   I n   or de r   to  c o m b a t   t h e s e   i s s ue s ,   v a r i o us   s o l ut i o n   a r e   a da pt e d;   s uc h   a s   t h e   de p l o y m e n t   o f   f a r mi ng  m e c ha ni c a l   e qu i p m e n t .   F o r   h a r v e s t i n i n   pa r t i c u lar ,   whi l e   m e c h a ni c a l   h a r v e s t e r s   a r e   us e i n   m a ny   s c e n a r i o s ,   t h e y   c a nn o b e   us e i n   d i f f i c u l t   t e r r a i n s   o r   i n   f a r m s   w i t dr y   s o i l s ,   a s   t h e y   c a n   h a r m   t h e   r oot s .   I n   a dd i t i o n,   c a n o p y   a c c e l e r a t i o n   r e s u l t i ng  w h e n   h a r v e s t i n by   t r un s ha ke r s   i s   c o r r e l a t e wi t h   f r u i t   da m a ge ,   C a s t r o - G a r c i a   e al.   [ 5] .   T h e r e f o r e ,   t hi s   wo r i n t r o duc e s   a   r o b ot i c   a r m   t h a t   i s   de s i g n e d,   b u il t ,   a n pr o gr a m m e to   pe r f o r m   o l i ve - ha r v e s t i n t a s i n   t h e s e   d i f f i c u l t   s it ua t i o n s .     T h e   e x pe c t e s a vi ng  i s   s ubs t a n t i a l   s i nc e   ha r ve s t i n r e pr e s e n t s   m o s o f   t h e   w o r k   r e qu i r e f o r   th e   o l i ve   p l a n t a t i o n ,   H i da l go   e al.   [ 6 ] .   On   a ve r a ge ,   a   ton   o f   o l i v e   f r u i t s   i s   w or th   U S $ 55 0 - 9 00 ,   whi l e   to  h a r v e s t h e   s a m e   q ua n t i t y ,   i c o s ts   U S $ 35 0 ,   Ol i v e o i l s o u r c e   [ 7 ] .     M a ny   f a r m i ng  r o b ot s   h a v e   b e e n   de ve l o pe to  pe r f o r m   a gr i c u l t ur a l   o pe r a t i o n s   a n r e p l a c e   h u m a wo r ke r s ,   V o ugi o uka s   [ 8] .   T a n g   e al.   [ 9 ]   di s c us s e d   t h e   i n t e gr a t i o n   o f   r o b ot i c   s y s t e m s   i a gr i c u l t ur a l   p r a c t i c e s   to  e n ha n c e   e f f i c i e n c y   a n a c c ur a c y .   T h e   s t ud y   by   W a n g   e al.   [ 10 ]   c o m bi ne i m a ge   pr o c e s s i n a n o d o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       Hologr aphic - bas e de s ign,   buil ding,   and   tes ti ng  o an  R R P   s phe r ical  r obot    ( Os ama  M .   A l - Habahb e h )   1603   s e n s i ng  t i m pr o v e   m a n go   r i pe ne s s   c l a s s if i c a t i o n.   L uo   a n T a n   [ 11]   pr e s e n t e a   de e l e a r ni ng  mo de l   f o r   e s t i m a t i n m a n go   y i e l d,   a i mi ng  to   a u to m a t e   a n o p t i mi z e   pr o duc t i o n   p l a nni ng.   Z h a n g   e al.   [ 12]   u s e c o l o r   s e n s o r s   to   a c c ur a t e l y   d e t e r m i ne   t h e   r i pe n e s s   o f   o i l   pa l m   f r u i t s ,   im pr o vi n t h e   h a r v e s t i n pr o c e s s .   Onis hi   e al.   [ 13]   r e p o r t e d   t h e   pr o gr e s s   o f   r o b ot i c s   a n vi s i o n   t e c h n o l o g y   i f r u i t   ha r v e s t i n g.   T h e   s i z e   o f   l im e   f r u i t   wa s   gr a de by   C him l e k   e al.   [ 1 4 ]   b a s e o n   i m a g e   c om pa r i s o n   r a t i o   o f   t h e   pi x e l   r a d i u s .   I n   t hi s   wo r k,   a   r a ke   i s   f i xe a t   t h e   e n d - e f f e c t o r   to   f a c i li t a t e   t h e   h a r v e s t i n g   pr o c e s s .   R a ke s   h a ve   b e e n   us e i n   a gr i c u l t ur e   f o r   a   v a r i e t y   o f   t a s ks ,   a n n e o n e s   a r e   b e i ng  de v e l o pe d ;   o n e   o f   t h e m   i s   a   r o b o t i c   r a ke   i m p l e m e n t e by   Ab a n a   e t   al.   [ 1 5 ]   f o r   m i xi ng  pa dd y   i n   s u n   dr y i ng.   T h e   f e a s i b il i t y   o f   a   h a r ve s t i n r o b ot   wa s   i nv e s t i ga t e by   S a put r a   e al .   [ 16 ]   us i n vi r t ua l   s im u l a t i o n .   A   pe du n c l e   l o c k i n ha r v e s t e r   wa s   s im u l a t e by   W a n a n Z h o [ 17]   us i n A da m s   s o f t wa r e ;   t h e   d e s i g n   wa s   b a s e o n   c r a n r o c ke r   m e c h a ni s m .   A   s y ne r g i s t i c   r o b ot i c   h a r v e s t e r   wa s   de s i g n e by   C a l v o   et   al.   [ 18 ] ;     t h e   pr otot y pe   f e a t ur e s   de e l e a r ni ng - b a s e f r u i t   de t e c t i o n   us i n a n   R GB - c a m e r a .   A   r o b ot i c   a r m   wa s   pr o p o s e by   T ha m b o o n   e al.   [ 19 ] ;   wh e r e   t h e   m a ni pu l a t o r   h a r v e s t s   t h e   f r u i t   by   t w i s t i n t h e   ha n a xi s .     Al - Ha b a hb e h   e al.   [ 20 ]   e m p l o y e a n   a l go r i t hm   to   de t e r m i ne   t h e   a c c ur a c y   o f   ge o m e t r i c a l   a ppr o a c h   f o r   2DO F   m a ni pu l a t o r .   A hm a a n Ay o u b   [ 21]   pr e s e n t e a   d y n a mi c   r o b ot   pa t h   pl a nni ng  s y s t e m   u s i ng  n e ur a l   n e t wo r k .   A   s t ud y   wa s   pe r f o r m e by   C a s t i ll o - R u i z   e al.   [ 2 2 ]   to  e x a m i ne   d i f f e r e n t   t y pe s   o f   o l i ve   h a r v e s t e r s ,   w h e r e   o n e   o pe r a to r   wa s   i nv o l v e w i t h   f o ur   t y pe s   o f   ha r v e s t e r s ,   whi c h   l e a t o   e x t r e m i t y   d i s o r de r s .   Ho we v e r ,     t hi s   pr o bl e m   c a n   b e   mi t i ga t e us i n a c t i v e   vi br a t i o n   i s o l a t i o n   b a s e o n   e l e c t r o m a g n e t i c   s pr i ng  de v e l o pe b y   Br o wn   a n S ukka r i e h   e al.   [ 2 3 ].       2.   M E T HO D   T hi s   wo r b u i l ds   upo n   t h e   pr e vi o us   wo r pe r f o r m e [ 20] ,   wh e r e   t h e y   pr e s e n t e a   s m a r t   r o b ot i c   m a ni pu l a t o r   f o r   h a r v e s t i n o l i ve   f r u i t s .   Ho we v e r ,   i n   t hi s   wo r k,   t h e   de s i g n   o f   t h e   r o b ot i c   a r m   wa s   im pr o v e whi c h   r e s u l t e i n   m o r e   e f f i c i e n t   h a r v e s t i n g.   F o r   e x a m p l e ,   a   r a ke   wa s   a dde to  t h e   e n d - e f f e c to r   t i n c r e a s e   t h e   h a r v e s t i n e f f i c i e nc y .   T h e   n e de s i g n   wa s   s im u l a t e d,   b u i l t ,   pr o gr a m m e d,   a n t e s t e d.   T h e   pr o p o s e d   h a r v e s t i n s y s t e m   i s   il l us t r a t e d   i n   t h e   bl o c d i a gr a m   s h o wn   i n   F i gur e   1.           F i gur e   1 .   Ha r v e s t i n s y s t e m   o pe r a t i o n       T h e   p i c k i ng  pr o c e s s   i s   c o n duc t e us i n t h e   r a k e   too l   po s i t i o n e a t   t h e   e n o f   t h e   r o b ot i c   a r m .     T h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   pn e u m a t i c   c o m b   h a r v e s t i n m a c hi ne   i n   c o m pa r i s o n   w i t h   t r a d i t i o na l   m e t h o ds   o f   o l i ve   h a r v e s t i n wa s   e v a l ua t e by   P a t e l   a n B h a v s a r   [ 2 4] .   Ol i ve   f r u i t   de t a c hm e n t   f o r c e   f o r   di f f e r e n t   s t a l k   t wi s t i n a n g l e s   wa s   m e a s ur e by   Al - Ha b a hb e h   e al.   [ 25] .   A   p l a t f o r m   f o r   r o b ot i c   h a r v e s t i n wa s   pr e s e n t e by   I b r a hi m   [ 26] ;   i t   wa s   us e to  t e s s pe c i f i c   de s i g n   c h o i c e s   o di f f e r e n t   c o n di t i o ns .   T h e   b e s t   h a r v e s t i n r a t e   o f   42%   wa s   o b s e r v e w h e n   us i ng  s o f t   gr i ppe r   c o m bi ne w i t t a r ge t r a c ki n g.   Ho we v e r ,   i n   t hi s   wo r k,   by   us i ng   t h e   r a ke   too l ,   a   hi g h e r   ha r ve s t i n r a t e   i s   e x p e c t e d.   T h e   pr o p o s e s y s t e m   c o m pr i s e s   a   m o to r i z e 3DO F   r o b ot i c   m a ni pu l a t o r ,   a n   R GB   s t e r e vi s i o n   c a m e r a ,   a n d   a   v e l o c i t y   c o n t r o l   a l go r i t hm   i ns t a l l e o n   R a s p b e r r y   P i .     I n   o r de r   to   c o n tr o l   t h e   r o b ot,   t h e   R a s pbe r r y   P i   i s   c o nn e c t e to  t h e   c o m put e r   us i n VN C   s o f t wa r e .     2. 1.     Conce p t u al   d e s ign   T h e   pr o p o s e o l i ve - f r u i t   r o b ot i c   h a r v e s t e r   i s   s h o wn   i n   F i gur e   2.   I t   i s   ba s e o n   a n   R R P   s p h e r i c a m a ni pu l a t o r   de s i g n .   Ab o ve   t h e   b a s e   t h e r e   i s   a   r ot a r y   m o to r - 1   wi t h   v e r t i c a l   a xi s .   I t   e n a bl e s   t h e   ho r i z o n t a l   m o t i o n   o f   t h e   r o b ot .   A n o t h e r   r ot a r y   m o tor - 2   wi t h   h o r i z o n t a l   a xi s   i s   f i xe o n   to o f   t h e   f i r s t   m o to r ,   whi c e n a bl e s   t h e   v e r t i c a l   m o t i o n   o f   t h e   r o b ot.   F i na l ly,   a   pr i s m a t i c   m o t or   i s   f i xe to   t h e   s e c o n m o tor ,   whi c e n a bl e s   t h e   de pt h   m o t i o n   o f   t h e   r o b o t.   T hi s   de s i g e n a bl e s   t h e   r o b ot   to   r e a c h   t h e   f r u i t s   po s i t i o n   a n pe r f o r m   t h e   h a r ve s t i n pr o c e s s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m S c i Vo l .   3 8 ,   N o .   3 J un e   20 2 5 :   1 602 - 1 612   1604       F i gur e   2 .   A   s c h e m a t i c   d i a gr a m   o f   t h e   r o b ot i c   m a nipu l a t o r   [ 27 ]       2. 2.     Hol ogr ap h ic  s im u l at ion   B a s e o n   t h e   pr e l im i na r y   c o n c e pt ua l   de s i g n ,   t h e   n e x t   s t e i s   t o   pe r f o r m   k i ne m a t i c   a n d y na mi c   a n a ly s e s .   Ho we v e r ,   t h e   de s i g n   f u nc t i o na l i t y   s h o ul b e   v e r i f i e f i r s t .   T h i s   i s   b e s t   d o n e   us i ng  a n   e f f e c t i ve   s i m u l a t i o n   t e c hni que .   S i nc e   h o l o gr a phi c   s i m u l a t i o n   c a n   c l e a r l y   r e pr e s e n t   t h e   3 - di m e ns i o n a l   f u nc t i o n a li t y   o f   t h e   r o b ot,   i t   i s   s e l e c t e i n   t hi s   wo r k.   I wi ll   h e l t vi s ua li z e   t h e   v a r i o us   m o ve m e n t s   a n pr o c e s s e s   c o n duc t e d   by   t h e   r o b ot.   A f t e r   v e r i f y i ng  t h e   e f f e c t i ve n e s s   of   t h e   m o de l   a n m a k i n t h e   n e c e s s a r y   m o d if i c a t i o n s ,   a e x pe r im e n t a l   pr otot y pe   w i ll   b e   b u i l t .   T p r o c e e wi t h   t hi s   a ppr o a c h ,   a   h o l o gr a phi c   m o de l   b a s e o n   t h e   c o n c e pt ua l   de s i g n   i s   de v e l o pe d.   T h e   h o l o gr a phi c   m o de l   s e r v e s   a s   a   pr otot y pe   whi c h   c a n   b e   m o d i f i e i n   o r de r   to   a c hi e v e   t h e   r e qu i r e t a s ks .   Ho l o gr a m   t e c hn o l o gy   e n a bl e s   t h r e e - d i m e ns i o n a l   vi s ua li z a t i o n   o f   t h e   r o b ot   a n t h e   t r e e   to g e t h e r .   F i r s t ,   t h e   t h r e e - d i m e n s i o n a l   m o d e l   o f   t h e   r o b ot  i s   de s i g n e us i ng  M a y a   s o f t wa r e ,   3 M a x ,   a n A do b e   P r e m i e r e .   Af t e r   c o n s t r uc t i n t h e   m o de l ,   i t   s h o u l b e   i ns pe c t e f o r   t h e   s u i t a bil i t y   o f   us i ng  i t   i n   h a r v e s t i n g.   T hi s   i s   do n e   by   m o vi ng  i t   h o r i z o n t a l ly  b y   360°   a n v e r t i c a ll y   by   90 ° .   T h e   s i m u l a t e m o v e m e n t s   e ns ur e   t h a t h e   r o b ot  c a n   pe r f o r m   t h e   p i c k i ng  s t r o k e .   H o l o gr a phi c   t e c hn o l o g y   r e l i e s   o n   d i s p l a yi ng  t h e   c o n t e n us i n li g h t   r e f l e c t i o n s   o n   a   d i s p l a y   s ur f a c e ,   wh e r e   t h e   vi e w i ng  a n g l e   o f   t h e   d i s p l a y e c o n t e n t   c a n   r e a c h   180° .   T h e   h o l o gr a m   d i s p l a y   c o m pr i s e s   s e v e r a l   c o m po ne n t s   i n c l ud i ng  a   s pe c i a ll y - de s i g n e bl a c b o x   o r   h o l o gr a m   c a s e   w i t h   t h e   f o l l o w i ng  d i m e ns i o n s 55  c m   w i dt h   ×   43  c m   h e i g h t   ×   34   c m   de pt h .   T h e   r e s t   o f   t h e   c o m po n e n t s   a r e   a s s e m bl e i ns i de   t h e   b o x .   T h e s e   c o m po n e n t s   i n c l ude   a   tr a n s pa r e n t   pl a s t i c   s h e e t   m e a s ur i n g   51. c m   w i dt h   ×   42  c m   h e i g h t ,   a n i ns t a l l e a t   a n   a n g l e   o f   45 ° .   T hi s   s he e t   i s   us e t o   r e f l e c t   t h e   l i g h t   o f   t h e   c o n t e n t s   pr o duc e by   a   22   L d i s p l a y   s c r e e n .   All   c o m po n e n t s   a r e   i n t e gr a t e to ge t h e r   us i n a   R a s p b e r r y     Pi - 4,   wh e r e   t h e   d i s p l a yi ng  pr o c e s s   i s   s t r e a m e t h r o ugh   i t   us i n t h e   o pe r a t i n s o f t wa r e .   T h e   3D  c on t e n t   i s   s a v e o n   a   F l a s h   m e m o r y .   W h e n   t h e   s im u l a t or   i s   t ur n e ON ,   t h e   da t a   o n   t h e   S c a r wi ll   i de n t i f y   t h e   r e qu i r e f il e s   o n   t h e   f l a s h   m e m o r y ,   a n t h e   pr o c e s s   o f   s t r e a m i ng  t h e   vi de o   o n   t h e   m o ni t o r   b e g i ns .   Ne x t ,     t h e   l i g h t   r e f l e c t i o n   o f   t h e   vi de o   a ppe a r s   o n   t h e   pl a s t i c   p l a t e   f i xe a t   a n   a n g l e   o f   45° .   T h e   a s s e m bl e ho l o gr a m   c a s e   i s   s h o wn   i n   F i gur e   a n t h e   f r o n t   vi e o f   t h e   c a s e   i s   s h o wn   i n   F i gur e   4.           F i gur e   3 T h e   a s s e m bl e d   Ho l o gr a m   c a s e       F i gur e   4 F r o n t   vi e o f   a s s e m b l e d   Ho l o gr a m   c a s e       T h e   h o l o gr a phi c   m o de l   o f   t h e   r o b ot  h a r ve s t e r   i s   s h o w n   i n   F i gur e   5.   S i nc e   t h e   r o b ot  m u s t   pi c t h e   f r u i t s ,   i t   m u s t   b e   e l e v a t e by   a   p l a t f o r m   a s   s h o wn   i F i gur e   6.   T h e   h o l o gr a phi c   m o de l   f a c i ng  a   f r u i t   c l u s t e r   i s   s h o w n   i n   F i gur e   7.   T h e   h a r v e s t i n m e c h a ni s m   p e r f o r m e by   t h e   h o l o gr a phi c   m o de l   i s   s h o wn   i n   F i gur e   8.   C o n s e que n t l y ,   t h e   o pe r a t i o n a l   pr i n c i p l e   o f   t h e   h a r v e s t e r   i s   v e r i f i e us i ng  h o l o gr a phi c   s i m u l a t i o n .   B a s e o n   t h e   h o l o gr a phi c   s i m u l a t i o n ,   t h e   c o n c e pt ua l   de s i g s e e m s   to  b e   e f f e c t i v e   i n   t h e   h a r v e s t i n pr o c e s s .   Ne x t ,   t h e   d i m e n s i o ns   o f   t h e   l i nks   a r e   a d j u s t e s a s   to   pe r f o r m   t h e   h a r v e s t i n pr o c e s s   s uc c e s s f u ll y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       Hologr aphic - bas e de s ign,   buil ding,   and   tes ti ng  o an  R R P   s phe r ical  r obot    ( Os ama  M .   A l - Habahb e h )   1605       F i gur e   5 H o l o gr a phi c   m o de l   o f   t h e     h a r v e s t e r       F i gur e   6.   T h e   h a r v e s t e r   m o de l     po s i t i o n e o n   t h e   p l a t f o r m           F i gur e   7 .   T h e   h a r v e s t e r   m o de l   ha n d l i ng  a     f r u i t   c l us t e r       F i gur e   8 .   T h e   h o l o gr a phi c     m o de l   p e r f o r m i n h a r v e s t i n g       2. 3.     Re c ogn it ion   s ys t e m   T h e   r e c o gni t i o n   s y s t e m   w a s   pr e s e n t e i n   a   r e l a t e w o r k   [ 20] .   R o b ot i c   h a r v e s t e r s   a r e   n o r m a l l m o v e ba s e o n   a l go r i t hm s   t r a i n e to   i de n t i f y   a nd  l o c a t e   t h e   f r u i t s ,   M a v r i do e al .   [ 28] .   T h e r e f o r e ,   i n   t hi s   wo r k ,   i m a ge   pr o c e s s i ng  a l go r i t hm s   a r e   e m p l o y e f o r   t hi s   pur po s e .   F ur t h e r m o r e ,   i ns t e a o f   i d e nt i f yi ng  a   s i n g l e   f r u i t   f o r   e a c h   s t r o ke ,   a   m o d i f i c a t i o n   i s   do n e   to  i de n t i f y   t he   c e n t e r   p o s i t i o n   o f   e a c h   f r u i t   c l u s t e r ,   t h e n   t h e   r a ke   w i l l   b e   m o ve t h e r e   to   pi c i t   up.     2. 4.     P ick in s ys t e m   T h e   p i c k i ng  s y s t e m   pe r f o r m s   gr a s p i n a n c utt i ng  o pe r a t i o n s   us i ng  t h e   r a ke   f i xe a t h e   e n d   e f f e c t or .   T h e   de t a c hm e n t   f o r c e   wa s   f o un f o r   Gr os s a y   o l i ve   t r e e s   a s   6. N.   T h e   r a ke   too l   us e i n   t his   wo r i s   m a de   o f   r e i nf o r c e p l a s t i c .   I n   o r de r   f o r   t h e   h a r v e s t e r   to  r e a c h   f o r   t h e   f r u i t s ,   i t   i s   s uppo r t e d   by   a   pl a t f o r m .     I n   a dd i t i o n ,   t h e   t r o l l e y - li ke   p l a t f o r m   pr o vi d e s   m o bil i t y   t o   m o v e   i n   t h e   f i e l d.       2. 5.    K in e m at ic  a n d   d y n am ic  an al ys e s   I nv e r s e   k i ne m a t i c s   a n a ly s i s   i s   n e e de to   e n s ur e   t h a t   t h e   m a ni pu l a to r   c a n   r e a c h   t h e   f r u i t   c l u s t e r   po s i t i o n   a n pe r f o r m   t h e   p i c k i ng  pr o c e s s .   A   s c he m a t i c   d i a gr a m   o f   t h e   r o b o de s i g n   i s   s h o wn   i F i gur e   2.     T h e   r o b ot  i s   de s i g n e b a s e o n   t h e   r e qui r e m e n t s   of   t h e   ha r v e s t i n pr o c e s s ,   wh e r e   t h e   a v e r a ge   we i g h t   o f   o l i ve   f r u i t   i s   gr a m s .   I n   o r de r   to  m e a s ur e   t h e   f o r c e   r e qu i r e f o r   h a r v e s t i n g,   a   b a l a n c e   wa s   a tt a c h e to   t h e   r a ke   whil e   pu l li ng  t h e   b r a nc h .   F o r   t e n   f r u i t s ,   t h e   f o r c e   wa s   80  gm .   T h e   d i m e n s i o ns   o f   t h e   h a r v e s t e r   a r e   a s s i g ne a s   s h o w n   i n   T a bl e   1.   B a s e o n   t h e   a f o r e m e n t i o n e c h a r a c t e r i s t i c s ,   t h e   DH   pa r a m e t e r s   o f   t h e   r o b ot  a r e   s h o w n   i n   T a bl e   a n t h e   t r a n s f o r m a t i o n   m a t r i x   f o r   e a c h   j o in t   i s   de t e r m i ne us i ng   ( 2) .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m S c i Vo l .   3 8 ,   N o .   3 J un e   20 2 5 :   1 602 - 1 612   1606   T a bl e   1.   Di m e ns i o n s   o f   t h e   ha r v e s t i n r o b ot   P a r t   P a r a me t e r   V a lu e   L in k - 1   L e ngt ( L 1)   50 c m   L in k - 2   L e ngt ( L 2)   30 c m   L in k - 1   A ngl e   r a ng e  ( α₁)   75°   L in k - 2   A ngl e  r a ng e  ( α2)   120°   L in k - 3 ( p r is ma ti c  j o in t )   L e ngt ( L 3)   40 c m   V e r ti c a j o in t   R a nge  of  m o ti o n   (0 - 180) °   H o r i z o nt a j o in t   R a nge  of  m o ti o n   (0 - 45) °   P r is ma ti c  j o in t   R a nge  of  m o ti o n   40 - 80 c m       T a bl e   2 .   DH   pa r a m e t e r s   o f   t h e   m a ni pu l a t or     L in k   a _( i - 1)   α_( i - 1)   d_i     θ _i   1   0   0   0   θ _1   2   50   - 90°   0   θ _2   3   30   90°   40   0       T h e   m a xim u m   t o r que   i s   c a l c u l a t e us i n ( 1) :     M ax   T or que =   M ax   oli v e   w e ight   ×   M ax   ar length   =   0. 012   k ×   0. 8   m   =   0. 0096   k g• m   ( 1)     1 =   [                                            0 0  0  0                         1 ]   ( 2)     T a bl e   a n ( 2)   a l l o t h e   c a l c u l a t i o n   o f   t h e   po s i t i o n s   a n o r i e n t a t i o n s   o f   a l l   j o i n t s ,   b a s e o n   t h e   c o r r e s po n d i n j o i n t   a n g l e s .   I n   a dd i t i o n ,   t h e y   e n a bl e   t h e   de t e r m i na t i o n   o f   t h e   o v e r a l l   t r a n s f o r m a t i o n   m a t r i   f o r   t h e   e n e f f e c t o r   p o s i t i o n   a n o r i e n t a t i o n   ( F r a m e   3)   w i t h   r e f e r e n c e   t o   t h e   b a s e   f r a m e   ( F r a m e   0) .   T hi s   t r a n s f o r m a t i o n   m us t   b e   f o un i n   o r de r   to  s o l v e   t h e   f o r wa r k i n e m a t i c s   o f   t h e   m a ni pu l a t or ,   s uc h   t h a t :     3 0 = 1 0 2 1 3 2   ( 3)     T h e   e n e f f e c t or ' s   po s i t i o n   w i t h   r e f e r e n c e   t t h e   b a s e   f r a m e   c a n   b e   wr i t t e n   a s :     = 0 . 01  ( 1 ) ( 0 . 7  ( 2   +   3 )     0 . 04  ( 2   +   3 )   +   0 . 7  ( 2 )   +   0 . 25 )   = (  ( 1 ) ( 70  ( 2   +   3 )     4  ( 2   +   3 )   +   70  ( 2 )   +   25 ) ) / 1 0 0   =   ( 7  ( 2 ) ) / 10     ( 1229 ^ ( 1 / 2 )  ( 2   +   3     ( 35 / 2 ) ) ) / 50   ( 4)     F o r   f r u i t s   de t e c t i o n   a n l o c a l i z a t i o n ,   a   Ki ne c t   c a m e r a   i s   us e d.   T h e   c a m e r a   i s   f i xe t t h e   to o f   t h e   p l a t f o r m .   Ope n - s o ur c e   l i br a r i e s   pr o vi de by   L i b f r e e n e c t   e n a bl e   t h e   c a m e r a   to   b e   c o m pa t i bl e   w i t h   W i ndo ws .     I n   a dd i t i o n ,   i t   o f f e r s   wr a ppe r s   f o r   l a n gua ge s   s uc h   a s   P y t h o n   a n C + + .   T h e   f r u i t   l o c a t i o n   c o or di n a t e s   a r e   c o m m u ni c a t e b e t we e n   t h e   c a m e r a   a n t h e   r o b ot   us i n a   P y t h o n   a l go r i t hm ,   w h e r e   t h e   p i x e l s   a r e   t r a n s f o r m e d   i n t o   ( X ,   Y,   Z )   c oor di n a t e s .   On c e   t h e   c oor di na t e s   o f   t h e   l o c a t i o n s   o f   b o t h   t h e   c a m e r a   a n t h e   r o b ot  a r e   a v a il a bl e ,   t h e   t r a n s f o r m a t i o n   e q ua t i o ns   c a n   b e   de ve l o pe f o r   a l l   a x e s   s uc h   t h a t :     = ( + 0 )   = ( + 0 )  ( ) + ( + 0 )    ( )   = ( + 0 )    ( ) + ( + 0 )    ( )   ( 5)     w h e r e :   R x , R y ,   R z r o b ot   c oor di n a t e s   S x ,   S y , S z s c a l i ng  f a c t o r s   f o r   t h e   x y ,   a n z   a x e s   x ,   y ,   z k i n e c t   c a m e r a   c o o r di na t e s   x 0 ,   y 0 , z 0 d i s p l a c e m e n t s   a a n g l e   o f   t h e   k i n e c t   c a m e r a   w i t h   r e s pe c t   to  t h e   h o r i z o n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       Hologr aphic - bas e de s ign,   buil ding,   and   tes ti ng  o an  R R P   s phe r ical  r obot    ( Os ama  M .   A l - Habahb e h )   1607   Us i n t h e   a b o v e   e qua t i o n s ,   t h e   a n g l e s   o f   t h e   Ki n e c t   c a m e r a   c a n   b e   s o l v e d.   T h e y   o nly   ne e to   b e   c a l c u l a t e o n c e ,   t h e n   t h e y   a r e   us a bl e   a s   l o n a s   t h e   po s i t i o ns   o f   t h e   r o b o t   a n t h e   Ki ne c t   c a m e r a   do   n ot  c h a n g e .   T h e   c o de   r e s ul t s   o b t a i ne f o r   t h e   Ki ne c t   c a m e r a   m us t   b e   c o nv e r t e to   C a r t e s i a n   c o or di n a t e s ,   t h e n   a   m a s i s   a pp l i e to  de t e r m i ne   t h e   l o c a t i o n   o f   t h e   f r u i t s .   T h e s e   c o or di n a t e s   a r e   s e n t   to  t h e   r o b ot  to  m o v e   to  t h e   s pe c i f i e l o c a t i o n   a n pe r f o r m   t h e   p i c k i n s t r o k e .   I n v e r s e   k i ne m a t i c s   i s   c o n duc t e by   im po r t i n g   s e v e r a l   f u n c t i o n s   f r o m   t h e   r o b o t i c s   t oo l b o x ,   s uc h   a s   DH R   r o b ot,   R e v o l ut e DH ,   a n P r i s m a t i c DH .   O n   t h e   o t h e r   h a n d,   t h e   T r a n s f o r m a t i o n   m a t r i x   i s   de f i ne us i ng  pe t e r c o r ke   too l b o x .   B y   de f i n i ng  t h e   DH   pa r a m e t e r s   o f   t h e   m a ni pu l a t o r ,   i t   wi ll   m a n a g e   to   r e a c h   t h e   f r u i t s   po s i t i o n .     2. 6.     E x p e r im e n t a l   p r ot ot yp e   Af t e r   c o m p l e t i n t h e   h o l o gr a phi c   s im u l a t i o n   a s   w e l l   a s   t h e   ki ne m a t i c   a n d y na m i c   a n a ly s e s ,   t h e   r o b ot  de s i g n   ha s   e n o ugh   de t a i l s   a n r e a d y   t b e   b u i l t .   T h e   c o m po n e n t s   s e l e c t e to  b u i l t h e   r o b ot  a l o n wi t t h e i r   i n put s   a n o u t pu t s   a r e   s h o wn   i n   T a bl e   3.   T h e   e x pe r im e n t a l   pr otot y pe   o f   t h e   r o b ot   i s   a s s e m b l e d   a s   s h o wn  i n   F i gur e   9,   whi c h   i l l u s t r a t e s   t h e   f u ll y - a s s e m b l e d   pr otot y pe   o f   t h e   s ph e r i c a l   R R P   r o b ot.   Ne x t,     t h e   pr otot y pe   i s   de p l o y e f o r   t e s t i n i t h e   f i e l a s   s h o wn   i F i gur e   10 ;   f i r s t   i t   wa s   pr e pa r e f o r   tes t i n by  po s i t i o ni ng  i t   n e x t   to   t h e   t r e e   a n f a c i ng  t h e   f r u i t s .   Dur i n t e s t i n g,   t h e   r o b ot   i s   f i xe to   a   wh e e l e p l a t f o r m   t e n a bl e   m o bil i t y   a r o un t h e   tr e e .   F i gur e   11  s h o ws   th e   r o b ot   whi l e   pe r f o r m i ng  t h e   ha r v e s t i n t a s k.       T a bl e   3 .   P r otot y pe   c o m po ne n t s   C o mp o n e nt   I nput   O ut put /F unc ti o n   L in e a r  a c tu a t o r P F S  300, DC  12   V , 1 , 500  N , 300 mm   I nput  vol ta ge , C o nt r o s ig na ls   E xt e ns i o n/ R e tr a c ti o of  l in e a r  a c tu a t o r   S e r vo  m ot o r - 1;   f e e t e c h, 35 kg,  r o ta ti o r a nge ( 0 - 180) °   C o nt r o s ig na ls   f o r  h o r i z o nt a m ove m e nt   U s e f o r   ve r ti c a a x is D e s ir e d a ngl e   of   r o ta ti o f or   h o r i z o nt a m ove m e nt   S e r vo  m ot o r - 2:   f e e t e c h, 35 kg,  r o ta ti o r a nge ( 0 - 60) °   C o nt r o s ig na ls   f o r   ve r ti c a m ove m e nt   U s e f o r  h o r i z o nt a a x is D e s ir e d a ngl e   of   r o ta ti o f or   ve r ti c a m ove m e nt   C o nt r o B ox   c ov e r -   c ha nne ls  w it w ir e l e s s  r e m o t e   c o nt r o     -   C o nne c ti o n, s ig na tr a ns mi s s io n, a nd r o b o c o nt r o l   R a ke  a tt a c hm e nt   -   S tr o ke  a c ti o f or  ha r ve s ti ng   M e ta B a s e  pl a t e     -   S e c ur e  t h e  r o b o a nd  o th e r   c o mp o n e nt s   S te p - up  vol ta ge   B a tt e r y  e le c t r ic a vo l ta ge     S ui ta bl e   vo lt a g e   f o r   o p e r a ti ng t he   r o b o t           F i gur e   9 .   S ph e r i c a l   R R P   r o b ot  pr otot y pe           F i gur e   10 .   P r e pa r i n t h e   pr otot y pe     f o r   t e s t i n g       F i gur e   11 .   T h e   pr otot y pe   ha r v e s t i n   t h e   f r u i t s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m S c i Vo l .   3 8 ,   N o .   3 J un e   20 2 5 :   1 602 - 1 612   1608   3.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   T h e   r o b ot  pr otot y pe   wa s   s uc c e s s f u l   i pe r f o r m i ng  t h e   h a r ve s t i n o pe r a t i o n .   T h e   p i c k i ng  s uc c e s s   r a t e   de pe n d s   o n   m u l t i p l e   f a c t or s   i n c l ud i ng  r a ke   de s i g n ,   vi s i o n   s y s t e m ,   a n a r m   t r a j e c t o r y .   T h e   p r otot y pe   wo r ks pa c e   i s   s h o w n   i n   F i gur e   12.   B e f o r e   t e s t i n th e   pr ot ot y pe   i n   t h e   f i e l d,   i t   s h o u l b e   c a li br a t e d,   wh e r e   t h e   po s i t i o n   a c c ur a c y   i s   m e a s ur e i n   t h e   X,   Y,   a n Z   d i r e c t i o n s .   T h e   r e s u l t i ng  e r r or s   o f   t h e   r a ke   po s i t i o ns     a r e   s h o wn   i n   T a bl e   4,   wh e r e   t h e   r a ke   e r r or   i n   t h e   X - p o s i t i o n ,   Y - po s i t i o n ,   a n Z - po s i t i o n   a r e   s h o wn   i   T a bl e s   4( a ) - 4( c ) ,   r e s pe c t i v e ly .   F o r   m o s t   o f   t h e   c a s e s ,   i t   i s   n ot i c e t h a t   t h e   e r r or   i s   a c c e pt a bl e .   I n   o r de r   to   e l im i na t e   t h e   hi g h e r   e r r o r   i n   s o m e   c a s e s ,   t h e   h a r dwa r e   m u s t   b e   r i gge a n c a li b r a t e d.     I n   a dd i t i o n ,   m o r e   pr e c i s e   m o tor s   m us t   b e   i ns t a l l e d.   F o r   t h e   s a ke   o f   i m pr o v e m e n t ,   s o m e   o f   t h e   e r r or   s o ur c e s   h a v e   b e e n   i de n t i f i e d.   T h e s e   a r e   s h o wn   i n   T a bl e   5.   S e v e r a l   m e a s ur e s   h a ve   b e e n   t a ke n   to  r e duc e   t h e   e r r o r ,     s uc h   a s   a d j us t i n t h e   gr a s p i ng  m e c h a ni s m ,   r e - p l a nni ng  t h e   t r a j e c t o r y ,   a n r e - c a l i br a t i n t h e   s e ns o r .     T h e   pr otot y pe   t e s t i n r e s u l t s   a r e   s h o wn   i n   T a bl e   6.     T h e   a c c ur a c i e s   o f   t h e   X,   Y,   a n Z   r a ke   po s i t i o n s   a r e   s h o wn   i F i gur e s   13 - 15,   r e s pe c t i v e ly .     F o r   b e n c hm a r k i ng,   Al z o he i r y   e al .   [ 29 ] ;   s t udi e th e   pe r f o r m a nc e   o f   o l i ve   h a r v e s t i n by   s h a k i ng,   f o c us i n o t h e   e f f e c t s   o f   f r e que nc y   a n a m p li t ude .   T h e y   o bt a i n e v a l ue s   f o r   t h e   f r u i t   r e m o v a l   pe r c e n t a ge   ( F R P )   a n d   de gr e e   o f   f u ll - r i pe   f r u i t   s e l e c t i vi t y   ( DS) ;   T h e   m a xim u m   F R P   v a l ue   wa s   90. 6% ,   a n t h e   m a xim u m   DS  v a l ue   wa s   78. 58% .   W hil e   i n   t h i s   wo r k ,   a   m a xi m u m   p i c k i ng  s uc c e s s   r a t e   o f   100%   wa s   a c hi e v e d,   a s   s h o wn   i n   T a bl e   6.   H o we v e r ,   t h e   s pe e o f   s h a ke r s   i s   hi g h e r .   T h e r e f o r e ,   f o r   f ut ur e   w o r k ,   i nc r e a s i ng  t h e   s pe e o f   h a r ve s t i n i s   o n e   o f   t h e   i s s ue s   to   b e   a ddr e s s e d.           F i gur e   12 .   P r otot y pe   wo r ks pa c e       T a bl e   4( a ) R a ke   e r r or   i n   t h e   X - p o s i t i o n   D e s ir e d X  p o s it i o ( m)   A c tu a X  p o s it io ( m)   E r r o r   ( % )   0   0   0   0.05   0.03   40   0.1   0.08   20   0.15   0.11   26.7   0.2   0.19   5   0.3   0.25   16.7     T a bl e   4( b ) .   R a ke   e r r o r   i n   t h e   Y - po s i t i o n   D e s ir e d Y  p o s it i o ( m)   A c tu a Y  p o s it io ( m)   E r r o r   (%)   0   0   0   0.05   0.04   20   0.1   0.11   - 10   0.15   0.13   13.3   0.2   0.21   - 5   0.3   0.28   6.7         T a bl e   4( c ) .   R a ke   e r r or   i n   t h e   Z - po s i t i o n   D e s ir e Z  p o s it i o n ( m)   A c tu a Z  p o s it i o n ( m )   E r r o r   ( % )   0   0   0   0.05   0.03   40   0.1   0.07   30   0.15   0.1   33.3   0.2   0.15   25   0.3   0.25   16.7         T a bl e   5.   I de n t i f i e s o ur c e s   o f   e r r o r   T r ia n umb e r   P ic ki ng  s u c c e s s   R e ma r ks   1   Y e s   E f f i c i e nt  ha r ve s ti ng   2   Y e s   G r a s pi ng m e c ha ni s m n e e ds  w o r k   3   No   T r a je c t or y  i s s ue   4   Y e s   O pt im a pe r f or ma nc e   5   No   S e ns o r   c a li br a ti o n n e e d e d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       Hologr aphic - bas e de s ign,   buil ding,   and   tes ti ng  o an  R R P   s phe r ical  r obot    ( Os ama  M .   A l - Habahb e h )   1609   T a bl e   6.   P r otot y pe   pe r f o r m a nc e   r e s u l t s   B r a n c o r i e nt a ti o n   N o of   f r ui ts     o n t h e  br a n c h   N o of     s tr o k e s   N o of   f r ui ts     pi c k e d s uc c e s s f ul l y   T im e   ( s e c )   P ic ki ng s u c c e s s     r a te  ( % )   S o ut h   11   3   9   10   82%   S o ut E a s t   5   3   5   11   100%   S o ut h W e s t   3   1   2   9   67%   S o ut h   4   2   4   11   100%   S o ut E a s t   13   4   10   8   77%   N o r th   22   5   16   18   73%   A ll   58   18   46   67   83%           F i gur e   13.   A c c ur a c y   o f   t h e   r a ke   X - p o s i t i o n         F i gur e   14.   A c c ur a c y   o f   t h e   r a ke   Y - p o s i t i o n           F i gur e   15.   A c c ur a c y   o f   t h e   r a ke   Z - po s i t i o n       4.   CONC L USI ON   A   pr otot y pe   o f   a   r o b ot i c   h a r ve s t e r   h a s   b e e n   de s i gn e d,   s im u l a t e d,   b u i l t ,   a n t e s t e o n   o l i ve   t r e e s .     T h e   wo r s t a r t e by   de f i n i ng  t h e   de s i g n   r e qu i r e men t s ,   whi c h   i nc l ud e   h a r v e s t i n i r r e gu l a r   o l i ve   t r e e s   w i t h o ut  us i n m e c h a ni c a l   s h a k e r s ,   a s   t h e y   c a n   h a r m   t h e   r oot s   o f   t h e   t r e e .   Ne x t ,   t h e   c o n c e pt   de s i g n   wa s   de f i n e a s   a R R P   s p h e r i c a l   m a ni pu l a t o r   wi t h   a   s t a t i c   r a ke   too l   m o un t e a t   t h e   e n e f f e c t o r .   T hi s   too l   i s   s i m p l e ,     y e t   e f f e c t i ve ,   a s   i t   c a n   p i c m u l t i p l e   f r u i t s   a t   t h e   s a m e   t i m e .   I t   i s   m a de   o f   r e i nf o r c e p l a s t i c s   s o   t h a t   i do e s n t   c a us e   da m a ge   to   t h e   f r u i t s .   A   h o l o gr a phi c   m o de l   ba s e o n   t h e   c o n c e pt   de s i g n   wa s   s i m u l a t e to  h e l i de f i n i ng  t h e   t r a j e c t o r y   a n ve r i f yi ng  t h e   h a r v e s t i ng  pr o c e s s .   Af t e r   t h a t ,   ki n e m a t i c   a n d y na mi c   a n a ly s e s   h a ve   b e e n   pe r f o r m e d,   y i e l d i ng  e s s e n t i a l   v a l ue s   s uc a s   l o a ds   a n DH - pa r a m e t e r s .   F i n a ll y ,   a n   e x p e r i m e n t a l   pr otot y pe   o f   t h e   r o b ot   wa s   b u i l t   a n t e s t e d .   M or e o v e r ,   di g i t a l   de t e c t i o n   wa s   us e t o   i de n t i f y   t he   f r u i t s .     T h e   ke y   f a c t o r s   t h a t   we r e   c o n s i de r e i n   t h e   de s i g o f   t h e   pr otot y pe   i n c l ude   t h e   r a n ge ,   a c c ur a c y ,   a n pa y l o a d.   B a s e o n   t h e   o b t a i n e r e s u l t ,   t h e   pr o c e s s   wa s   v e r y   e f f i c i e n t   w i t h   a   s m a ll   a m o u n t   o f   e r r or .   T h e   r a ke   po s i t i o ni ng  wa s   pe r f o r m e w i t h   hi g h   a c c ur a c y ,   whi c h   r e s u l t e i n   a   p i c k i ng  s uc c e s s   r a t e   o f   83% .     As   a   r e c o m m e n da t i o n   f o r   f ut ur e   w o r k,   i t   i s   a d vi s e to   e nl a r ge   t h e   pr otot y pe   s i z e   to   b e   m o r e   e f f e c t i ve .   Ho we v e r ,   t hi s   o p t i o n   r e qu i r e s   hi g h e r   c o s o f   a dd i t i o n a l   e qu i p m e n t   a n f a b r i c a t i o n   o f   ge a r s ,   pul l e y s ,   b e l t s ,   a s   we l l   a s   bi gge r   m o tor s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m S c i Vo l .   3 8 ,   N o .   3 J un e   20 2 5 :   1 602 - 1 612   1610   AC K NOWL E DGE M E NT S     T hi s   wo r k   wa s   s upp o r t e d   by   T h e   Uni ve r s i t y   o f   J o r da n   a n T h e   Na t i o n a l   C e n t e r   f o r   R e s e a r c h   a n d   De v e l o p m e n t /T h e   H i g he r   C o un c i l   f o r   S c i e n c e   a n T e c hn o l o g y .       F UN DI NG  I N F ORM AT I ON   T hi s   wo r wa s   j o i n t l y   f u n d e by   t he   U ni ve r s i t y   o f   J o r da n   [ Gr a n t   No .   62/2021 - 2022]   a n t h e   Na t i o n a l   C e n t e r   f o r   R e s e a r c h   a n De v e l o p m e n t /T h e   H i g h e r   C o un c il   f o r   S c i e nc e   a n T e c hn o l o g y   [ Gr a n t   No.   3/4/ 4/486] .       AU T HO CONT RI B UT I ONS   S T AT E M E NT     Nam e   of   Aut h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Os a m a   M .   Al - Ha b a hbe h                               Ay e h   A r a bi a t                               R i a T a h a   Al - K a s a s be h                               S a l a m   A y o u b                                 C     C o n c e pt ua li z a ti o n   M     M e th o d o l o g y   So     So f twa r e   Va     Va li da ti o n   Fo     Fo r ma a na l y s is   I     I nve s ti ga ti o n   R     R e s o u r c e s   D   :   D a ta  C ur a ti o n   O   :   W r it in -   O r ig in a D r a f t   E   :   W r it in -   R e v i e w  &   E di ti ng   Vi     Vi s ua li z a ti o n   Su     Su pe r v is io n   P     P r o j e c a dmi ni s tr a ti o n   Fu     Fu ndi ng a c qui s it i o n         CONF L I CT   OF   I NT E RE S T   S T AT E M E NT   A ut h o r s   s t a t e   n c o nf li c t   o f   i n t e r e s t .       I NF ORM E CONSE NT   W e   h a v e   o b t a i n e i nf o r m e c o n s e n t   f r o m   a l l   i nd i vidua l s   i n c l ude i n   t hi s   s t ud y .       DA T AV AI L AB I L I T Y   -   T h e   da t a   t h a t   s uppor t   t h e   f i nd i ngs   o f   t hi s   s t ud y   a r e   a v a il a bl e   f r o m   t h e   c o r r e s po n d i n a ut h o r ,   [ O.   M .   A . ] ,   upo n   r e a s o n a bl e   r e que s t .       RE F E R E NC E S   [ 1]   N A K o r e n e v s ki y   e al .,   M e th o f o r   de t e r mi ni ng  th e   b o d y s   le v e of   pr o t e c ti o a c c or di ng  t o   ox id a nt   s ta tu s   in   a s s e s s in th e   in f lu e n c e   of   in dus tr ia r is f a c t or s   o h e a lt h,”   C r it ic al   R e v i e w s   in   B io m e di c al   E ngi ne e r in g vo l.   51,   n o 2,  pp.  1 17,  2 023,     do i:   10.1615/C r i tR e vB i o m e dE ng.2023047224.   [ 2]   R T A l - K a s a s be h,  N K or e ne v s ki y M S A ls ha ma s in , O M . A l - H a ba hbe h,  A S ha qa da n,  S N R o di o n ov a a nd  S F il is t,   F uz z y   ma th e ma ti c a mo d e ls   f o r   pr e di c ti ng  a nd  di a gno s in oc c upa ti ona di s e a s e s   of   w o r k e r s   in   th e   a gr o - in dus tr ia c o mpl e x   in   c o n ta c w it pe s ti c id e s P r oc e e di ngs -   2022  8t A nnual  I nt e r nat io nal   C onf e r e n c e   on  N e tw or k   and  I n f or m at io S y s te m s   f or   C om put e r s ,   I C N I SC  2022 , pp. 290 294, 2022, do i:  10.1109/I C N I S C 57059. 2022.00065.   [ 3]   R T A l - K a s a s be e al . ,   E a r l y   di a gn o s is   of   pe s ti c id e - in du c e di s e a s e s   th r o ugh  c o mput e r i z e d e c is i o s uppor s y s t e a nd  a s s e s s me nt   of   b o d y   a c upun c tu r e   p o in ts   r e s p o ns e ,”   2023  2nd  I nt e r nat io nal   E ngi ne e r in C onf e r e nc e   on  E le c tr ic al E ne r gy and  A r ti f ic ia I nt e ll ig e nc e  ( E I C E E A I ) ,   Z a r q a , J o r da n, pp. 1 - 8, 2023,  do i:  10.1109/ E I C E E A I 60672.2023.10590518.   [ 4]   N .  A .  K o r e ne v s k iy   e t  a l . ,   C o m p u te r i z e d  de c i s io n  s u p p o r t  s y s te m   a n d  f uz z y  l o g ic  r u le s   f o r  e a r ly  d i a g no s i s  o f  pe s t ic i de - i n d uc e d d i s e a s e s ,   C r i t i c a l   R e v i e w s   i n   B i o m e d i c a l   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   5 3 ,   no .   1 ,   p p .   1 - 22, 2025, do i:  10.1615/ C r i tR e vB i o m e dE ng.2024053746.   [ 5]   S C a s tr o - G a r c ia   e al .,   V id e o   e v a lu a ti o of   ta bl e   o li ve   da ma ge   dur in ha r ve s w it a   c a n o p y   s ha ke r ,”   H or tT e c hnol ogy vo l 19,   no . 2, pp. 260 - 266, 2009, d o i 10.21273/ H O R T S C I .19.2.260.   [ 6]   R E H id a lg o F .   P C a r r a n z a - C a ña da s F J G a r c ía - S a lc e d o a nd  P T r i v o - T a r r a da s P a r a me t e r is a ti o a nd  o pt im is a ti o n   of   a   ha nd - r a ke  s w e e p e r a ppl i c a ti o n i o li ve  pi c ki ng,   A gr ic ul tu r e , vo l.  10, pp. 379, 2020, d o i 10.3390 /a g r ic u lt ur e 10090379.   [ 7]   S a mpl e  C o s ts T he  O li v e  O il  Sour c e , 2022. htt ps :/ /ww w .o li v e oi ls o ur c e .c o m/ pa g e /s a mpl e - c o s ts , A c c e s s e o n J ul y  14, 2024.   [ 8]   S G V o ug i o uka s A gr ic ul tu r a r o b o ti c s ,   A nnual  R e v ie w   of   C ont r ol R obot ic s and  A ut onomous   Sy s t e m s v o l.   2,  no .   1,     pp. 365 - 392, 2019, do i 10.1146/a nnur e v - c o nt r o l - 053018 -   0236 17.   [ 9]   Y T a ng,  M C he n,  C W a ng,  L L u o J L i,   G L ia n,  a nd  X Z o u,  R e c o gni ti o a nd  lo c a li z a ti o m e th o ds   f o r   v is i o n - ba s e f r ui t   pi c ki ng r o b o ts a  r e v i e w ,   F r ont ie r s  i n P la nt  Sc ie nc e , vol . 11, p p. 510, 2020, do i 10.3389/ f pl s .2020.00510.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       Hologr aphic - bas e de s ign,   buil ding,   and   tes ti ng  o an  R R P   s phe r ical  r obot    ( Os ama  M .   A l - Habahb e h )   1611   [ 10]   C W a ng,  S L iu ,   L .   Z ha o ,   a nd  T .   L u o ,   V ir tu a s im ul a ti o n   of   f r ui t   pi c ki ng  r o b ot   ba s e d   o uni t y 3D ,   J our nal   of   P hy s ic s :   C onf e r e nc e  Se r ie s , v o l.  1631, n o . 1, 2020, d o i:  10.1088 /1 742 - 6 596/ 1631/1/ 0 12033.   [ 11]   H L u o   a nd   Y T a n,  R e s e a r c o a und e r   a c tu a t e dua s e pa r a ti o pl a t e   ha r v e s t o r ,   B e ij in L in y e   D ax ue   X ue bao/ J our n al   o B e ij in F or e s tr y  U ni v e r s it y , v o l.  40, n o . 12, pp. 110 - 116, 2018,  do i:  10.13332/j .1000 - 1522.20180374.   [ 12]   K Z ha ng,  K .   L a mm e r s P C hu,  Z L i,   a nd  R L u,  S y s t e de s ig a nd  c o nt r o of   a a ppl e   ha r v e s ti ng  r o b o t,   M e c hat r oni c s   vo l.  79, 2021, d o i:  10.1016/ j. me c ha tr o ni c s .2021.102644.   [ 13]   Y O ni s hi T Y o s hi da H K u r it a T F uka o H A r ih a r a a nd  A I w a i,   A a ut o ma te f r ui ha r ve s ti ng  r o b o b y   us in d e e le a r ni ng,”   R obome c h vo l.  6, n o . 13, 2019,  d o i:  10.1186/s 40648 - 019 - 0141 - 2 .   [ 1 4 ]   P C hi ml e a nd  S J it a na n,  I ma ge   ba s e dl im e   s iz e   gr a di ng  us in th e   c o mpa r is o r a ti o   o f   th e   pi xe r a di us   a nd  th e   a c tu a s iz e   of   li me   f r ui t,   I ndone s ia J ur nal   of   E le c tr ic al   E ngi ne e r in an C om put e r   Sc ie nc e   ( I J E E C S) vo l.   24,  n o 1,  pp.   279 - 286,  2 021,    do i:  10.11591/i je e c s .v 24. i1 .   [ 1 5 ]   E A ba na M P a c i o n,  R S o r di ll a D M o nt a n e r D A gpa o a a nd  R M A ll a m,  R a ke bo t:   a   r o b o ti c   r a ke   f or   m i x in pa dd y   in   s un   dr y in g,”   I ndone s ia J our nal   o f   E le c tr ic al   E ngi ne e r in and   C om put e r   Sc ie n c e   ( I J E E C S) vo l.   14,  no 3,  pp.  1165 - 1170,  2019,     do i:  10.11591/i je e c s .v 14. i3 .   [ 16]   H M S a put r a M M ir da ni e s a nd  E .   R ij a nt o A c c ur a c y   a na l y s is   of   g e o me tr i c a a nd  num e r i c a a ppr o a c h e s   f o r   tw o   de g r e e s   of   f r e e d o r o b o ma ni pul a t o r J our nal   M e c hat r oni c s E le c tr ic al   P o w e r and  V e hi c ul ar   T e c h nol ogy vo l.   7,  n o 2,  2 016,     do i 10.14203/j . me v .2016. v 7.105 - 112 .   [ 17]   G W a ng  a nd  J.   Z h o u D y na mi c   r o b o pa th   pl a nni ng  s y s t e us in ne ur a n e tw o r k,”   J our nal   of   I nt e ll ig e nt   and   F uz z y   Sy s te m s   vo l.  40, n o . 2, pp. 3055 - 3063, 2021,  d oi 10.3233/J I F S - 189344 .   [ 18]   A C a lv o R D e b o li C P r e t i,   a nd  A d e   M a r ia D a il y   e x p o s ur e   t o   ha nd  a r v ib r a ti o b y   di f f e r e nt   e le c t r ic   o li ve   b e a te r s ,     J our nal  of  A gr i c ul tu r al  E ngi ne e r in g   v o l.  45, n o . 3 , pp. 103 110 , 2014,  do i:  10.4081/j a e .2014.424 .   [ 19]   P T ha mb oo n,  T M a y oo n,  N T a na s a nc ha i,   P S ut hi s o pa pa n,  a nd  W A nuko o l,   V ib r a ti o is o la ti o s c he m e   ba s e d   o n   e l e c t r o ma gne ti c   s pr in g,”   Sur anar e e   J ou r nal   o f   Sc ie n c e   and  T e c hnol ogy ,   v o l.   30,  n o 2,  pp.  1 - 6,  2023,     do i:  10.55766/s uj s t - 2023 - 02 - e 01602.   [ 20]   O M A l - H a ba hbe h,   S A y oub,  M A Y a ma n,  M M a ta he n,  a nd  M S a r a y r a A   S ma r r o b o ti c   a r f or   ha r ve s ti ng  o li ve   f r ui ts ,”   R A P D A SA - R obM e c h - P R A S A - C oSA A M I   C onf e r e nc e , C a pe   T ow n,  S o ut A f r i c a M A T E C   W e of   C o n f e r e n c e s 370,  05004,  2022,  10.1051/m a te c c o n f /2 02237005004 .   [ 21]   R A hma d,  S A y oub,  A   c o mpa r a ti ve   s tu d y   of   ha nd - h e ld   ha r ve s ti ng  ma c hi ne   w it t r a di ti o na m e th o ds   us e d   f or   o li ve   ha r ve s t in g   in  J o r da n,”   P r oc e e di ngs  of  t he  5t h I nt . C onf . O li v e bi ot e q , pp. 206 - 211, 2014,  ht tp s :/ /ww w .r e s e a r c hga te .n e t/ pub li c a ti o n /3 15142 734   _a _c o mpa r a ti v e _s tu d y _ of _ha nd - he ld _ha r ve s ti ng_ma c hi ne _w i t h_t r a di ti o na l_ me th o ds _us e d_ f or _ o li ve _ha r ve s ti ng_i n_j o r da n.   [ 2 2 ]   F J C a s ti ll o - R ui z ,   S T o mb e s i,   a nd  D F a r in e ll i,   O li ve   f r ui d e ta c h me nt   f o r c e   a ga in s pul li ng  a nd  t o r s i o na s tr e s s ,”     Spanis h J our nal  o f  A gr ic ul tu r al  R e s e a r c h , v o l.  16, n o . 1, 2018,  do i:  10.5424/s ja r /2 018161 - 12269.   [ 2 3 ]   J B r o w n,  S S ukka r i e h,  D e s ig a nd  e v a lu a ti o of   a   mo du la r   r o b o ti c   pl um  ha r v e s ti ng  s y s t e ut il i z in s of c o mp o n e n ts ,”     J our nal  of  F ie ld  R obot ic s , vo l.  3 8, n o . 2, pp. 289 - 306, 2021, d oi 10.1002/r o b.21987.   [ 24]   P P a te a nd  B B ha v s a r O bj e c d e t e c ti o a nd  id e n ti f i c a ti o n,   I nt e r nat io nal   J our nal   o f   A dv anc e T r e nd s   in   C om put e r   Sc ie nc e   and E ngi ne e r in g , vo l.  10, n o . 3, pp. 1611 - 1618, 2021, d o i:  10.3 0534/i ja tc s e /2 021 /1 81032021.   [ 25]   O M A l - H a ba hbe e al .,   D e s ig n,  bui ld in g,  a nd  t e s ti ng  of   a R R P   ha r v e s ti ng  r o b o us in V R   s im ul a ti o ns ,”   2nd  E ngi ne e r in g   I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  E le c tr ic al E ne r g y and  A r ti fi c ia I nt e ll ig e nc e   ( E I C E E A I ) Z a r qa   U ni v e r s it y ,   J o r d a n,  2 023,    do i:  10.1109/ E I C E E A I 60672.2023.10590436.   [ 26]   M I br a hi m,  D e ve l o pm e nt   of   a e le c t r i c a ha nd - he ld   o li ve   ha r ve s t e r ,”   M is r   J our nal   o A gr ic ul tu r al   E ngi ne e r in g,  v o l.   35,  n o 3,  pp. 827 - 846, 2018,  do i 10.21608/m ja e .2018.95541 .   [ 27]   A K ha a nd  M .   M G o r F o r w a r ki ne ma ti c   m o d e li ng  of   a   3 - D O F   ( R R P )   po la r   r o b o ti c   a r us in O O P S ,   N at io nal   C on f.   on   E m e r gi ng  V is ta s   o T e c h.  in   21s C e nt ur y   ( N C E V T - 2009) P I E T V a do da r a P a r ul   I ns ti tu t e   of   E ngg  T e c h,  L im da v a d o da r a 9 - 2009,  ht tp s :/ /ww w .r e s e a r c hga t e .ne t/ publ i c a ti o n/ 319632025_ F or w a r d_ K in e ma ti c _M o de li ng_ of _a _3 - D O F _R R P _P o la r _R o b o ti c _   A r m_Us in g_O O P S   [ 28]   E M a v r id o u,  E V r oc hi d o u,  G A P a pa k o s ta s T .   P a c hi d is a nd  V G K a bur la s o s M a c hi n e   v is i o s y s t e ms   in   pr e c i s io a gr ic ul tu r e   f or   c r o f a r m in g,   J our nal  of  I m agi ng , v o l.  5, n o . 1 2, 2 019,  do i:  10.3390/j im a gi ng5120089 .   [ 29 ]   A A lz o he ir y M G h o ni m y E A E R a hma n,  O A bde lwa ha b,  A H a s s a n,  I mpr ov in o li ve   m e c ha ni c a ha r ve s ti ng  us in g   a ppr o pr ia te  na tu r a f r e que n c y ,   J our nal  of  A gr ic ul tu r al  E ngi ne e r in g , 2020, do i:  10.4081/j a e .2020.1057.       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS       Os a m a   A l - Ha ba h be         i s   Pr o f e s s o o f   M ec h a t ro n i c s   E n g i n ee r i n g   at   t h U n i v e rs i t y   o f   J o rd a n .   H s e rv ed   as   H e a d   o D e p art me n t ,   V i ce - D e an ,   a n d   D i r ec t o o Car ee r   G u i d an ce  O ffi ce .   H e   e arn ed   h i s   Ph . D .   fr o m   C l ark s o n   U n i v e rs i t y .   H w as   S en i o E n g i n ee at   Ro y al   J o r d an i an   A i r l i n e s ,   T e a c h i n g   A s s i s t an t   at   U n i v e rs i t y   o T o l ed o ,   an d   Re s e ar c h   A s s o c i at e   at   U n i v e rs i t y   o N ew cas t l e .   H i s   r e s e ar ch   i n t e r e s t s   i n cl u d e   g r een   e n e r g y ,   s m art   s y s t em s ,   a n d   b i o me d i c al   e n g i n ee ri n g .   H e   p ro v i d e s   c o n s u l t i n g   fo r   r e p u t ab l c l i e n t s   i n   t h re g i o n .   H e   c a n   b c o n t ac t ed   at   em ai l :   o . h ab ah b eh @ j u . e d u . j o .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.