江西贛南地區(qū),土地優(yōu)良,特殊的土壤為種植臍橙提供了良好的環(huán)境條件。在政府的指導(dǎo)和贛南人民共同的努力下,贛州地區(qū)的臍橙產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模。然而,目前臍橙采摘主要依賴人工作業(yè),采摘效率低、采摘質(zhì)量參差不齊;在現(xiàn)有的采摘機械手中,一方面,大多采用工業(yè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的機械臂,這種純串聯(lián)結(jié)構(gòu)機械臂引起較大的累計誤差和關(guān)節(jié)之間的慣性沖擊,而且姿態(tài)不易調(diào)整,另一方面,機械手的采摘執(zhí)行器功能單一、目標體被收集中質(zhì)量容易再次受到影響。為更好促進臍橙采摘機械化的進程,解決臍橙采摘面臨的問題,本文以臍橙為采摘對象,基于移動平臺,研究了一種解耦的串、并混聯(lián)結(jié)構(gòu)的機械臂和一種仿人環(huán)抱與蛇吞咽式的臍橙采摘執(zhí)行器,有利于減小臍橙采摘中的誤差、提高采摘質(zhì)量,主要研究的內(nèi)容如下:（1）采摘機械臂和執(zhí)行器方案設(shè)計與優(yōu)選。通過分析采摘目標,確定了機械臂和執(zhí)行器采摘臍橙所需要的自由度和運動副的類型,然后根據(jù)機械臂的自由度與運動類型,運用方位特征集理論,綜合得到了符合要求的解耦的串并混聯(lián)結(jié)構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)型,并對結(jié)構(gòu)進行了方位特征集等特征的驗證。另外,提出了三種臍橙采摘執(zhí)行器的設(shè)計方案,本文最終采用了仿人環(huán)抱和蛇吞咽行為的設(shè)計方案完... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３人工臍橙采摘?圖１．４人工搬運臍橙??

，圖形處理、??人工智能等技術(shù)相繼被設(shè)計人員用于農(nóng)業(yè)機器人，用于解決采摘質(zhì)量差、采摘??效果不佳的問題，提高了農(nóng)業(yè)機器人的采摘效率、采摘速度，逐漸促進了農(nóng)業(yè)??機器人進入實際生產(chǎn)活動的步伐。目前，許多發(fā)達國家在農(nóng)業(yè)機器人設(shè)計方面??取得了顯著的成就，米摘的種類也越來越多，比如，美國、英國、法國、日本、??以色列等國家在草莓、菊花、蘑菇、竹筍等方面也取得了顯著成就，但是，這??些采摘機器人大多數(shù)只能在實驗室完成相應(yīng)的作業(yè)任務(wù)，還沒有完全投入實際??生產(chǎn)環(huán)節(jié)。??遍網(wǎng)??Ｋ；ｒ??圖１．５番琉采摘機器人?圖１．６黃瓜米摘機器人??４??

?第１章緒論???圖１．７草莓采摘機器人?圖１．８番茄采摘機器人??曰本由于用于農(nóng)業(yè)的土地資源受限等原因，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員較少，提??高生產(chǎn)效率，保持農(nóng)業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)機器人研宄處于領(lǐng)先地位，是??全球第一個將農(nóng)業(yè)機器人用于生產(chǎn)實踐的國家，在農(nóng)業(yè)機器人方面，總結(jié)了大??量的工程資料。日本的Ｎ．Ｋｏｎｄｏｎ等人研制了一款番茄收獲機器人（如圖??１．５）和代替人完成黃瓜采摘任務(wù)的機器人（如圖１．６），這兩種機器人均采用的??是串聯(lián)型的工業(yè)機械臂，機器人包括機械手、末端執(zhí)行器、視覺傳感器、移動??機構(gòu)和控制裝置，共有７個自由度，采用攝像頭傳感器進行目標物體識別，具??備一定的越障能力，行走機構(gòu)采用輪式移動，利用激光傳感器進行前方物體判??定，但采用傳統(tǒng)的扭擰方式，實現(xiàn)果梗與果實的分離，容易導(dǎo)致破壞果梗底部??處的果肉，影響采摘質(zhì)量，而且，這種采摘機器人，不具備較好的避障能力；??學(xué)者近藤直等人研究了草莓采摘機器人［１２］（如圖１．７），在移動裝置上，布置多??個吸附口，采用吸附式方式抓取，避免了傳統(tǒng)采摘中執(zhí)行器直接作用在目標果??實上的再次損傷，采摘效率有一定的提高，但是草莓抗變形力弱，體積小，屬??于典型的嬌嫩性農(nóng)作物，機器人在吸附采摘過程中，當(dāng)草莓結(jié)果較為緊密時，??相互間容易碰撞，而且，枝葉相對較輕，也容易同時被吸附收集，影響后續(xù)的??采摘；日本岡山大學(xué)設(shè)計了一款５自由度的串聯(lián)結(jié)構(gòu)機器人，主要用于對葡萄的??采摘，機器人前端采用彩色攝像頭進行目標識別，末端執(zhí)行器具有較好的通用??性，可以用于采摘、噴藥、修枝等場合［１３ｉ。２０１５年，日本松下公司，研制了一??新的番茄采摘機器人（如圖１．８），搭載

【參考文獻】：
期刊論文
[1]旋轉(zhuǎn)型與直線型Delta機器人全空間工作特性研究[J]. 于今,胡博,劉駿豪,劉富檣.  機械傳動. 2020(02)
[2]圓形水果采摘機器人末端執(zhí)行器的設(shè)計與仿真分析[J]. 韓書葵,趙子開,張鶴,周遠,王振營.  機械設(shè)計. 2019(S2)
[3]差分粒子群算法在PUMA機器人逆運動學(xué)求解中的應(yīng)用[J]. 汪院林,袁銳波,袁安華.  軟件導(dǎo)刊. 2020(04)
[4]一種改進的粒子群優(yōu)化算法及其在無人機航路規(guī)劃中的應(yīng)用[J]. 李鵬,李兵艦,亓亮,陳凱翔,李迪.  艦船電子對抗. 2019(05)
[5]智能草莓田間管理機器人的設(shè)計[J]. 陳思羽,邱學(xué)華,陳晨.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(10)
[6]機器人末端運動特征幾何化描述與分析方法[J]. 葉梅燕,石志新,羅玉峰.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2019(03)
[7]葡萄采摘4-DOF機械臂設(shè)計與虛擬樣機仿真[J]. 杜金財,尹建軍,賀坤,余成超.  農(nóng)機化研究. 2019(08)
[8]機器人工作空間求解的蒙特卡洛法改進和體積求取[J]. 徐振邦,趙智遠,賀帥,何俊培,吳清文.  光學(xué)精密工程. 2018(11)
[9]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的3-CRS/SP并聯(lián)機構(gòu)正解分析[J]. 趙耀虹,夏昊,王自謙,李瑞琴,夭銀銀,王勇軍.  機械傳動. 2018(11)
[10]電動膠輥旋轉(zhuǎn)式油茶果采摘執(zhí)行器設(shè)計與試驗[J]. 饒洪輝,張立勇,黃登昇,陳斌,劉木華.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2018(09)

博士論文
[1]番茄收獲機械手機構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 梁喜鳳.浙江大學(xué) 2004

碩士論文
[1]面向棚室果蔬采摘軟體機械手研究[D]. 劉凡.湖北工業(yè)大學(xué) 2019
[2]雞腿菇采摘機器人雙目視覺系統(tǒng)識別與定位研究[D]. 魏松濤.蘭州理工大學(xué) 2019
[3]成熟臍橙受夾損傷有限元分析及無損檢測[D]. 盧晉夫.華東交通大學(xué) 2018
[4]1T3R型動感座椅機構(gòu)研究[D]. 謝冬福.南昌大學(xué) 2017
[5]柑橘采摘機器人末端執(zhí)行器設(shè)計與研究[D]. 付舜.重慶理工大學(xué) 2017
[6]串型番茄采摘機器人的研究與設(shè)計[D]. 徐銘辰.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[7]香蕉采摘機械手夾持試驗及仿真分析[D]. 唐之富.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[8]番木瓜采摘末端執(zhí)行器的設(shè)計與試驗研究[D]. 張炳超.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[9]黃瓜采摘機械手機構(gòu)設(shè)計及控制系統(tǒng)研究[D]. 付英達.吉林大學(xué) 2016
[10]振動式枸杞采摘機構(gòu)的設(shè)計與試驗[D]. 張最.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2016



本文編號：3122341