【摘要】：本文基于對(duì)機(jī)械手夾持器和橙子的物理力學(xué)特性,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出其抗壓參數(shù)值和摩擦特性,進(jìn)行甜橙采摘機(jī)械手末端夾持器創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究。試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容:基于前人研究基礎(chǔ)上的機(jī)械手避障路徑規(guī)劃算法的改進(jìn);對(duì)機(jī)械手整體進(jìn)行建模和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析、欠驅(qū)動(dòng)末端夾持器的設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化;欠驅(qū)動(dòng)手指具有較強(qiáng)的自適應(yīng)抓取功能,對(duì)果實(shí)進(jìn)行包絡(luò)抓取,對(duì)不同直徑大小的果實(shí)進(jìn)行了試驗(yàn)。(1)在前人研究基礎(chǔ)上改進(jìn)算法,并對(duì)構(gòu)建的環(huán)境地圖進(jìn)行了避障仿真試驗(yàn),對(duì)機(jī)械手模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真試驗(yàn),從而得出速度、加速度曲線。此外,從理論上分析了夾持力的計(jì)算方法和夾持穩(wěn)定分析,并通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)一步分析了手指關(guān)節(jié)參數(shù)對(duì)接觸力的影響;檢驗(yàn)了手指關(guān)節(jié)不同位置受力對(duì)夾持穩(wěn)定性的影響。(2)利用優(yōu)化后的參數(shù)值進(jìn)行了機(jī)械手末端夾持器的三維模型的設(shè)計(jì),檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性并優(yōu)化了手指關(guān)節(jié)的速度波動(dòng)。(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定甜橙抗壓參數(shù)值、果實(shí)屈服極限值為254N以及摩擦力系數(shù)為0.67,這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果為機(jī)械手末端夾持器接觸力的測(cè)量提供重要的參考。進(jìn)行不同扭簧剛度參數(shù)值下的對(duì)比試驗(yàn)得出合理的扭簧剛度參數(shù)范圍為0.025 N.mm/(?)~0.25 N.mm/(?),研究了不同滑塊速度對(duì)接觸力的影響,得出滑塊速度在-2*time~-4.5*time范圍內(nèi)時(shí),接觸力比較合理,進(jìn)一步得出手指關(guān)節(jié)抓取果實(shí)穩(wěn)定的范圍為65mm~85mm。這間接為驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率、扭矩等參數(shù)的選定提供了重要參考依據(jù),也為后續(xù)研究提供理論依據(jù),實(shí)現(xiàn)果實(shí)防損傷并能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的抓取功能,利用有限元分析主要構(gòu)件的受力云圖得出最大應(yīng)力位置和應(yīng)力值。(4)得出基本結(jié)論為:首末兩指節(jié)關(guān)節(jié)長(zhǎng)度值分別為50mm、60mm,夾持力保持在10N對(duì)果實(shí)的抓取比較安全;多次仿真確定最優(yōu)扭簧剛度值0.05N.mm/(?),滑塊速度參數(shù)值為-3.5*time,通過(guò)設(shè)定這些優(yōu)化后的參數(shù)值,進(jìn)一步使手指關(guān)節(jié)速度、角速度波動(dòng)得到顯著的優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S225.93
【圖文】：

圖 1.1 荷蘭黃瓜采摘機(jī)器人 圖 1.2 意大利橙采摘機(jī)器人Fig.1.1 Dutch cucumber picking robot Fig.1.2 Italian orange picking robot最初采摘機(jī)器人研制采用的收獲方式主要是機(jī)械震動(dòng)式和氣動(dòng)震搖式[11]，其缺點(diǎn)是果實(shí)易損,效率不高,特別是無(wú)法進(jìn)行選擇性的收獲，采摘機(jī)械智能化較低，在采摘果實(shí)

圖 1.1 荷蘭黃瓜采摘機(jī)器人 圖 1.2 意大利橙采摘機(jī)器人Fig.1.1 Dutch cucumber picking robot Fig.1.2 Italian orange picking robot最初采摘機(jī)器人研制采用的收獲方式主要是機(jī)械震動(dòng)式和氣動(dòng)震搖式[11]，其缺點(diǎn)是果實(shí)易損,效率不高,特別是無(wú)法進(jìn)行選擇性的收獲，采摘機(jī)械智能化較低，在采摘果實(shí)

(a) (b)圖 1.3 比利時(shí)的蘋(píng)果末端夾持器(a)機(jī)器人整體圖(b)末端夾持機(jī)構(gòu)Fig.1.3 Belgian Apple End Holder(a) Overall robot picture(b) End clamping mechanism

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張新;馬郡;馬汶鍇;楊雷;尹愛(ài)國(guó);;排爆機(jī)器人機(jī)械臂奇異位形及工作空間分析[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年05期

2 李想;俞經(jīng)虎;;一種欠驅(qū)動(dòng)蘋(píng)果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)[J];機(jī)械傳動(dòng);2015年09期

3 何競(jìng)飛;潘祺;鄧華;;一種新型欠驅(qū)動(dòng)三指節(jié)手指機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2014年06期

4 唐新星;張楠;張習(xí)燁;周鵬飛;;欠驅(qū)動(dòng)靈巧手機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];重型機(jī)械;2014年06期

5 邊巍;;平面四桿機(jī)構(gòu)急回特性分析[J];機(jī)械工程師;2010年09期

6 陳帝伊;陳建海;馬孝義;;農(nóng)業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];農(nóng)機(jī)化研究;2010年05期

7 文懷興;柳建華;魯劍嘯;;基于ADAMS的夾持機(jī)械手虛擬設(shè)計(jì)及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2010年03期

8 宋金澤;戴斌;單恩忠;賀漢根;;一種改進(jìn)的RRT路徑規(guī)劃算法[J];電子學(xué)報(bào);2010年S1期

9 王友權(quán);周俊;姬長(zhǎng)英;安秋;;基于自主導(dǎo)航和全方位轉(zhuǎn)向的農(nóng)用機(jī)器人設(shè)計(jì)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2008年07期

10 蔡健榮;趙杰文;Thomas Rath;Macco Kawollek;;水果收獲機(jī)器人避障路徑規(guī)劃[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2007年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 戚利勇;黃瓜采摘機(jī)器人視覺(jué)關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

2 李智國(guó);基于番茄生物力學(xué)特性的采摘機(jī)器人抓取損傷研究[D];江蘇大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 樊俊;面向杭白菊采摘機(jī)器人的目標(biāo)識(shí)別定位系統(tǒng)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2016年

2 尹媛媛;6R工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真與軌跡規(guī)劃[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 賀橙林;基于機(jī)器視覺(jué)的氣動(dòng)采摘機(jī)器人研究[D];上海交通大學(xué);2015年

4 王全;基于RRT的全局路徑規(guī)劃方法及其應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

5 張?jiān)d;自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)研究[D];南華大學(xué);2014年

6 林龍賢;果蔬采摘欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手爪研究[D];浙江大學(xué);2013年

7 李威洲;基于RRT的復(fù)雜環(huán)境下機(jī)器人路徑規(guī)劃[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

8 李繼平;欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)與參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2010年

9 馬培羽;六自由度機(jī)械臂避障路徑規(guī)劃研究[D];華南理工大學(xué);2010年

10 陳天宏;雙目采摘機(jī)器人路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2806615