隨著科技的快速發(fā)展,我國面臨著人口老齡化的問題,使得勞動力的獲取變得艱難。而對于蘋果的采摘,我國大部分地區(qū)還是通過人工采摘來完成的。因此,人們尋求一種工具來取代人工,于是,農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人就由此誕生了。本文從四個(gè)方面對蘋果采摘機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)機(jī)械臂的設(shè)計(jì)參數(shù),建立其運(yùn)動學(xué)模型。并對它的工作空間進(jìn)行分析。同時(shí),基于機(jī)械臂的工作空間,對各桿件長度進(jìn)行優(yōu)化。其次,基于蘋果的幾何參數(shù),建立欠驅(qū)動的三指三指節(jié)末端執(zhí)行器來完成對蘋果的采摘。采用Ansys對蘋果受到手指所給的夾持力進(jìn)行分析,得到夾持力的取值范圍。并在最大夾持力的情況下,對各指節(jié)進(jìn)行靜力學(xué)分析�；贏dams對末端執(zhí)行器進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真分析,并進(jìn)行后處理,得到各參數(shù)曲線光滑,且沒有發(fā)生突變,即滿足工作要求。再次,為了提高采摘率,本文采用剪切機(jī)構(gòu)來完成果柄與果樹的分離。建立剪切機(jī)構(gòu)三維模型,對其驅(qū)動機(jī)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)定與計(jì)算。基于Adams建立剪切機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型,分析其在各方向上的位移、速度、加速度。從仿真結(jié)果可以得到,在0.15s～0.16s時(shí)間段內(nèi),動刀片在x、y、z方向上的速度、加速度有突變,但在0.... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

蘋果、番茄采摘機(jī)器人

（a） （b）圖 1-1 蘋果、番茄采摘機(jī)器人Fig.1-1 Apple and Tomato Picking Robot（2）番茄采摘機(jī)器人是最先被研究的。其中，由日本近藤直(KONTO)等人研制的摘機(jī)器人是影響最大的，如圖 1-1（b）所示，其主要包括機(jī)械手、視覺傳感器、移動機(jī)構(gòu)，其機(jī)械手臂的自由度為 7【1】。同人采摘時(shí)一樣，通過腕關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動完成果柄與果樹的分離。但是，對于大部分的成熟番茄，其位置恰巧位于葉莖相對茂密的地方，因此，此機(jī)器人的避障能力較差。（3）2004 年，加利福尼亞機(jī)械公司展出一款采摘機(jī)，其是全自動西紅柿采摘機(jī)，如圖 1-2（a）所示。其主要工作流程是將西紅柿的枝和葉一起割倒，然后卷入分選倉，通過設(shè)備挑出成熟的西紅柿，再將其余枝葉粉碎，作為肥料，噴撒在田里【2】。

（a） （b）（c）圖 1-3 西紅柿、蘋果、智能移動式水果采摘機(jī)器人Fig.1-3 Tomato、Apple and Intelligent mobile fruit Picking Robot3）2012 年，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的顧寶興，在低矮密植型果園的基礎(chǔ)上，對智摘機(jī)器人【4】的系統(tǒng)進(jìn)行研究。實(shí)現(xiàn)了多動作的智能協(xié)調(diào)控制，如圖 1-3（

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于UG的智能采摘機(jī)器人動畫仿真設(shè)計(jì)[J]. 侯慶斌.  農(nóng)機(jī)化研究. 2018(12)
[2]蘋果采摘機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J]. 高群,于歡,段旭明.  南方農(nóng)機(jī). 2018(02)
[3]柑橘采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王毅,付舜,張哲,馬冀桐,許洪斌.  中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2018(01)
[4]采摘機(jī)器人機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J]. 丁祥青,馬莉.  機(jī)床與液壓. 2017(23)
[5]蘋果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的原理及試驗(yàn)研究[J]. 李建偉,陳艷艷.  農(nóng)機(jī)化研究. 2017(09)
[6]采摘機(jī)器人機(jī)械臂設(shè)計(jì)[J]. 呂政昂.  自動化應(yīng)用. 2017(08)
[7]蘋果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 劉雙紅,馬小雨.  農(nóng)機(jī)化研究. 2017(06)
[8]多末端蘋果采摘機(jī)器人機(jī)械手運(yùn)動學(xué)分析與試驗(yàn)[J]. 李國利,姬長英,顧寶興,徐偉悅,董芒.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(12)
[9]基于Matlab的機(jī)器人運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析[J]. 劉超.  裝備制造技術(shù). 2016(08)
[10]新型蘋果采摘機(jī)器人的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 伍錫如,黃國明,劉金霞,徐波.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(09)

博士論文
[1]基于機(jī)器視覺的服務(wù)機(jī)器人智能抓取研究[D]. 楊揚(yáng).上海交通大學(xué) 2014
[2]采摘機(jī)器人圖像處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵算法研究[D]. 謝忠紅.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]智能移動式水果采摘機(jī)器人系統(tǒng)的研究[D]. 顧寶興.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]南疆蘋果采摘機(jī)械系統(tǒng)末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 陳真真.塔里木大學(xué) 2016
[2]機(jī)械手臂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 魏鵬.上海海洋大學(xué) 2016
[3]果蔬采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 李歡.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
[4]自然環(huán)境下蘋果采摘機(jī)器人視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王晉.燕山大學(xué) 2014
[5]果蔬采摘機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及特性分析[D]. 李偉.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[6]欠驅(qū)動機(jī)械手末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張飛.浙江理工大學(xué) 2014
[7]基于雙目視覺的黃瓜采摘機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 金理鉆.上海交通大學(xué) 2013
[8]基于移動平臺的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 龔力.武漢理工大學(xué) 2012
[9]蘋果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張麒麟.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[10]欠驅(qū)動蘋果采摘末端執(zhí)行器研究和設(shè)計(jì)[D]. 彭磊.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：2944364