【摘要】：在科技的高速發(fā)展今天,農(nóng)業(yè)智能裝備,自動(dòng)種植技術(shù)等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面得到了大力的推廣。我國的果蔬種植量也呈現(xiàn)大規(guī)模增長,傳統(tǒng)的人工采摘方式已經(jīng)不能滿足需求;加之國家城鎮(zhèn)化的建設(shè)加速,導(dǎo)致農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力大量減少,用工成本急劇上升。果實(shí)采摘機(jī)器人作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面重要的工具,能夠?yàn)槿藗児?jié)省大量的勞動(dòng)力,提高工作效率,大力推廣和發(fā)展果實(shí)采摘機(jī)器人具有重要的意義。末端執(zhí)行器作為采摘機(jī)器人直接與采摘對象接觸的工具,是采摘機(jī)器人極其重要的組成部分。因此,本文提出了開展采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與抓取特性研究,為提高采摘機(jī)器人的通用性和抓取穩(wěn)定性提供有效的設(shè)計(jì)方案和理論基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容如下:首先,對國內(nèi)外的采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)目前缺少專門針對欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手在農(nóng)業(yè)采摘領(lǐng)域的研究,因此本文根據(jù)采摘作業(yè)的實(shí)際需求,基于欠驅(qū)動(dòng)原理和可變約束機(jī)構(gòu),研究設(shè)計(jì)了一種通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、易于控制的欠驅(qū)動(dòng)三指手。通過手指的靜態(tài)構(gòu)型及靜力學(xué)分析,得到能讓三指手實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定抓取的條件;然后,通過對典型果實(shí)進(jìn)行生物力學(xué)特性的測定,得到果實(shí)的生物力學(xué)特性。通過分析機(jī)械采摘過程中果實(shí)生物力學(xué)性能的影響因素,從降低果實(shí)機(jī)械損傷的角度,提出了一種采摘末端執(zhí)行器穩(wěn)定抓取的控制策略;最后,為了驗(yàn)證穩(wěn)定抓取條件和穩(wěn)定抓取控制策略,先在仿真環(huán)境下建立虛擬樣機(jī)模擬實(shí)際抓取效果,對控制策略和抓取條件進(jìn)行抓取動(dòng)作仿真,驗(yàn)證了穩(wěn)定抓取控制策略的正確性和抓取條件的可行性;然后,通過物理樣機(jī)的抓取實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其在抓取果實(shí)方面的通用性。最后,搭建包括靈巧手和機(jī)械臂在內(nèi)的抓取系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證本文所提出的穩(wěn)定抓取控制策略。論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于設(shè)計(jì)了一種面向農(nóng)業(yè)果實(shí)采摘的欠驅(qū)動(dòng)三指手,并通過對該三指手的抓取力和抓取特性分析,為欠驅(qū)動(dòng)三指手的抓取控制提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

圖 1-2 吸附式蘋果采摘末端執(zhí)行器ig.1-2 Adsorptive terminal actuator for apple pick端執(zhí)行器是德國雄克公司生產(chǎn)了一種末端狀果實(shí)。該末端執(zhí)行器的最大夾持范圍為 3 秒以內(nèi)（張麒麟 2011；陳真真 2016）

圖 1-3 兩指末端執(zhí)行器Fig. 1-3 Two finger End-effector是兩指形式的末端執(zhí)行器，，其適用范圍都存索和研究通用性高的末端執(zhí)行器，并提出了欠飛 2013）。欠驅(qū)動(dòng)的含義是指，一個(gè)機(jī)構(gòu)能
【學(xué)位授予單位】：天津農(nóng)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S225;TP242

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 劉凡;面向棚室果蔬采摘軟體機(jī)械手研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2687061