面向类椭球果蔬的多功能采摘机器人关键技术研究

发布时间：2023-03-31 20:31

　　随着新的农业生产模式的高速发展以及对新技术的广泛应用,农业机器人越来越被人们重视,将逐渐成为农业生产的主要力量。采摘机器人作为农业机器人的一种重要类型,可以提高劳动生产率和作业质量,减轻劳动强度,获取作物生产数据以指导生产等,具有很大的发展潜力。目前,人们已经研究开发了多种农业采摘机器人系统,但是基本处于实验阶段,占地面积普遍偏大,采摘对象单一,作物采摘率低,果实损伤率偏高,并且智能化程度低,还没有达到农业生产的要求,无法实现商品化。因此,积极开展相关方面的研究以解决上述问题具有重要的现实意义。 本研究查阅了大量的相关文献资料,了解分析了国内外采摘机器人以及机械手的发展动向和存在的问题。为了探索解决上述问题的途径,本文研究分析了一种带有新型软轴式、可更换机械手的面向类椭球形果蔬的多功能采摘机器人,对其进行了机构设计和建模、运动学和动力学分析以及行为控制仿真,并进行了相关试验验证。主要内容如下： (1)采用虚拟样机技术完成机器人移动平台整体结构的设计,并分别对履带式运动底盘和可升降躯干进行理论分析、三维建模和运动仿真分析,同时,通过建立上位机通讯进行履带式底盘的运行试验以验证其现实可行性...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外农业机器人研究现状
        1.2.1 国外农业机器人研究现状
        1.2.2 国内农业机器人研究现状
    1.3 研究内容和方法
    1.4 技术路线
2 机器人移动平台的理论分析与设计
    2.1 履带式运动底盘的理论分析与设计
        2.1.1 履带式运动底盘的理论分析
        2.1.2 履带式运动底盘的设计
        2.1.3 履带式运动底盘的装配与运动仿真
        2.1.4 底盘运行试验
    2.2 机器人运动躯干的理论分析与设计
        2.2.1 机器人运动躯干的理论分析
        2.2.2 机器人运动躯干的设计
        2.2.3 机器人运动躯干的装配与运动仿真
    2.3 本章小结
3 机器人采摘机械手的选型设计与分析
    3.1 机械手臂的选型设计
        3.1.1 机械手臂的选型
        3.1.2 机械手臂的设计
    3.2 机械手末端执行器的选型设计
        3.2.1 机械手末端执行器的选型
        3.2.2 末端执行器夹持机构的力学特性分析
        3.2.3 机械手末端执行器的设计
    3.3 机械手的装配与运动仿真
    3.4 本章小结
4 机械手臂的运动学和动力学分析
    4.1 机械手臂的运动学分析
        4.1.1 机械手臂运动学的D-H方法
        4.1.2 机械手臂的正向运动学分析
        4.1.3 机械手臂的逆向运动学分析
        4.1.4 机械手臂的运动空间分析
    4.2 机械手臂的动力学分析
        4.2.1 拉格朗日动力学方程
        4.2.2 机械手臂的动力学方程
5 机械手采摘试验分析
    5.1 机械手控制系统的研究
    5.2 机械手采摘试验
        5.2.1 试验准备
        5.2.2 采摘试验与结果分析
        5.2.3 试验结论
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3775741