赣南脐橙四足采摘机器人结构设计与研究

发布时间：2024-10-03 02:41

　　论文分析赣南脐橙园的环境以及对赣南脐橙人工采摘过程进行总结,针对赣南脐橙的自动化采摘,提出了一种适合野外丘陵地带赣南脐橙四足移动式采摘机器人。论文主要研究内容如下:(1)论文分析国内外采摘机器人的研究现状,对比现有的采摘机器人,自主设计了一款具有更好的越障性能,更适应丘陵地带工作的四足移动式采摘机器人。采用形态学矩阵的方法,对采摘机器人各功能模块进行合理的组合,完成对四足移动式采摘机器人的整体结构设计和布局。(2)四足运动平台的腿部结构选用机构简单,便于维护,成本低廉的闭链式腿部结构。论文对脐橙采摘过程进行总结以及对脐橙生物学特性的分析,自主设计了一款针对赣南脐橙采摘的新型紧凑型末端执行器。该末端执行器将对脐橙起固定作用的夹持功能和对果柄实施切断作业的剪切功能进行有机的结合,使末端执行器整个结构紧凑简洁。并对末端执行器的整体结构进行静力学分析,确定其结构尺寸。(3)采用D-H法和几何解析法对四足运动平台的腿部进行运动学建模,对四足运动平台进行了正向和逆向运动学分析求解。对论文设计的闭链式四足运动平台进行静态稳定性分析,基于四足移动式采摘机器人对速度和稳定性的要求分析,设计规划出一种占空比...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文研究的目的及论文内容结构安排
        1.3.1 论文研究目的
        1.3.2 论文内容结构安排
第二章 采摘机器人总体方案
    2.1 赣南脐橙园环境及采摘流程分析
        2.1.1 赣南脐橙园环境分析
        2.1.2 赣南脐橙采摘流程分析
        2.1.3 脐橙采摘机器人技术指标
    2.2 采摘机器人总体方案
        2.2.1 脐橙采摘机器人的功能分析
        2.2.2 运动平台的选择
        2.2.3 机械臂的选择
        2.2.4 末端执行器的选择
        2.2.5 整体方案设计
    2.3 本章小结
第三章 脐橙采摘机器人结构
    3.1 机器人运动平台结构
        3.1.1 现有四足运动平台的分析
        3.1.2 运动平台腿部的结构
        3.1.3 运动平台整体结构
    3.2 末端执行器结构
        3.2.1 赣南脐橙的几何形状和质量
        3.2.2 赣南脐橙果柄断裂所需剪切力
        3.2.3 末端执行器的设计要求
        3.2.4 末端执行器夹持机构的选择
        3.2.5 末端执行器驱动方式的选择
        3.2.6 末端执行器果柄切割方式的选择
        3.2.7 末端执行器的总体方案
    3.3 本章小结
第四章 脐橙采摘机器人运动学分析与步态规划
    4.1 机器人运动平台正运动学分析
    4.2 机器人运动平台逆运动学分析
    4.3 运动平台步态规划
        4.3.1 步态概述
        4.3.2 步态的分类
        4.3.3 特殊路况采摘机器人的步态分析
        4.3.4 三角步态规划及稳定性分析
    4.4 本章小结
第五章 脐橙采摘机器人仿真与分析
    5.1 运动平台步态的ADAMS仿真分析
        5.1.1 仿真平台的介绍
        5.1.2 ADAMS中虚拟样机的建立
        5.1.3 仿真结果分析
    5.2 末端执行器静力学仿真分析
        5.2.1 末端执行器静力学分析
        5.2.2 末端执行器关键零部件的有限元分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：4006657