面向猪肉胴体分割的6-DOF混联机器人运动学分析与轨迹规划

发布时间:2018-02-04 16:02

  本文关键词: 混联机器人 胴体分割 运动学 工作空间 轨迹规划 出处:《哈尔滨商业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:胴体分割是生猪屠宰的一道主要工序。传统的人工分割生产效率低、卫生性差;半自动的分割设备不能自动适应生猪大小的变化,也不能根据肉产品的市场需要进行精确分割。随着机器人、机器视觉、无损检测等技术的发展,将机器人应用的生猪屠宰行业,研发高性能的生猪屠宰设备及成套生产线,已成为生猪屠宰行业的一种趋势。论文针对生猪胴体分割的实际需求,构建猪肉胴体自动分割机器人系统,重点开展6-DOF混联机器人的运动学分析和轨迹规划方面的研究,主要研究内容如下:1.针对猪肉胴体精确分割的实际需求,深入分析胴体分割的工序动作、工作空间与分割精度等要求,基于机器人、机器视觉、运动控制等关键技术,构建面向猪肉胴体自动分割的混联机器人系统。2.基于猪肉胴体分割的工艺要求,提出6-DOF混联机器人机构,实现机器人末端分割刀具的六自由度运动。机器人的并联机构基于Delta机构改型,采用线性模组驱动和轻型并联杆机构,实现机器人动平台的三自由度平动。机器人的串联机构采用交流伺服电机驱动,通过空套的齿轮系机构,实现机器人末端的三自由度转动。3.基于6-DOF混联机器人的机构特点,分别开展机器人串联机构和并联机构的运动学分析,建立机器人的综合运动学模型,求解的运动学正解和反解,并利用机械三维软件Solidworks验证了机器人运动学模型。4.分析机器人的运动约束及边界条件,基于随机取样、快速搜索的蒙特卡罗法,开展6-DOF机器人工作空间的分析研究,采用Matlab编程求取了机器人的工作空间。5.基于Matlab的SimMechanics机械运动仿真模块,建立6-DOF机器人的仿真模型,分别开展机器人的关节空间轨迹规划仿真研究与笛卡尔空间轨迹规划仿真研究,求取机器人末端的位置、速度、加速度曲线。
[Abstract]:Carcass segmentation is one of the main procedures of pig slaughtering. Semi-automatic segmentation equipment can not automatically adapt to the pig size changes, nor can the meat products according to the needs of the market for accurate segmentation. With the development of robotics, machine vision, non-destructive testing and other technologies. It has become a trend of pig slaughtering industry to develop high performance pig slaughtering equipment and complete production line. This paper aims at the actual demand of pig carcass segmentation. The automatic segmentation robot system of pork carcass is constructed, and the research on kinematics analysis and trajectory planning of 6-DOF hybrid robot is carried out. The main research contents are as follows: 1. Aiming at the actual demand of pork carcass precise segmentation, the paper deeply analyzes the process action, workspace and segmentation precision of carcass segmentation, which is based on robot and machine vision. Based on the technological requirements of pork carcass segmentation, a 6-DOF hybrid robot mechanism is proposed. The parallel mechanism of the robot is modified based on Delta mechanism, and the linear module is used to drive and the light parallel rod mechanism is used. The robot's series mechanism is driven by AC servo motor, and it is driven by an empty sleeve gear system. Based on the characteristics of the 6-DOF hybrid robot, the kinematics analysis of the robot series mechanism and parallel mechanism is carried out respectively. The synthetic kinematics model of the robot is established, and the forward and inverse kinematics solutions are solved. The kinematics model. 4. The kinematic constraints and boundary conditions of the robot are analyzed. Monte Carlo method based on random sampling and fast search is used to verify the kinematics model of the robot. The research of 6-DOF robot workspace is carried out. The workspace of the robot is obtained by Matlab programming. 5. The simulation model of 6-DOF robot is established based on the SimMechanics simulation module based on Matlab. The joint space trajectory planning simulation and Descartes space trajectory planning simulation are carried out respectively to obtain the position, velocity and acceleration curves of the robot end.
【学位授予单位】:哈尔滨商业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP242

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 魏辉;高锦宏;王殿君;曹宇;;6自由度模块化机器人工作空间分析与仿真[J];机械设计与制造;2015年05期

2 刘文红;薛美风;吴优;付庄;赵言正;闫维新;;五自由度混联机器人运动学分析[J];机电一体化;2015年02期

3 王国明;;基于MATLAB/SimMechanics模块六自由度串联机器人的运动分析与控制[J];滨州学院学报;2014年03期

4 沈雅琼;叶伯生;熊烁;;基于齐次变换矩阵的机器人轨迹规划方法[J];组合机床与自动化加工技术;2014年01期

5 张明;何庆中;王志鹏;郭帅;段朋;;关节型码垛机器人的工作空间分析[J];组合机床与自动化加工技术;2013年07期

6 田海波;马宏伟;魏娟;;串联机器人机械臂工作空间与结构参数研究[J];农业机械学报;2013年04期

7 丛明;王冠雄;Peter Xu;;屠宰机器人的研究现状与发展[J];机器人技术与应用;2013年01期

8 张亚军;齐杏林;董成基;;机器视觉下基于图像灰度值形态学的枪弹钢芯表面检测[J];四川兵工学报;2012年06期

9 王向宏;;我国屠宰加工设备的发展趋势[J];肉类工业;2012年01期

10 黄微;徐顺来;;中国养猪业现状与发展方向[J];畜禽业;2011年09期

相关会议论文 前1条

1 潘金龙;叶金鹏;王子戡;王丽红;潘满;马朋巍;;2020年我国家禽屠宰技术装备发展战略[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会2010年学术年会论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前1条

1 肖晓晖;高压输电线路巡线作业机器人中若干动力学问题的研究[D];华中科技大学;2005年

相关硕士学位论文 前7条

1 李力;基于运动控制卡的六自由度机械手控制系统开发[D];青岛科技大学;2014年

2 王建;硫化机上下料机器人的设计与开发[D];重庆大学;2014年

3 郑小丽;脊柱手术机器人的柔顺控制及骨削手术规划[D];湖南大学;2013年

4 黄波;基于机载光电测量系统的图像目标定位技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

5 蓝培钦;码垛机器人控制器系统软件的设计和研究[D];上海交通大学;2010年

6 李云龙;一种新型混联结构机床的设计研究[D];兰州理工大学;2009年

7 孔淑平;高速、轻型并联机械手关键技术的研究[D];天津大学;2005年



本文编号:1490584

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/1490584.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户6593f***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com