一种苹果采摘机的设计与研究
发布时间：2021-12-16 07:00
随着中国城市化的快速发展,大量的年轻劳动力由农村流向城市,导致农村劳动力老龄化问题日益严重。我国的苹果产业中采摘工作需要大量的劳动力,随着科技发展,机械工作代替人劳作已成为一种必然趋势,因此需要研究一种苹果采摘机代替人工劳作,提高苹果产业的经济效益。本文以以下三个方面对苹果采摘机进行设计:首先,通过机械设计方法学中的理论,对设计任务的要求进行明细,并进行系统功能分解,得出多种设计方案,最后通过技术经济评价法对苹果采摘机的设计方案进行比选,最终确定设计方案。其次在确定设计方案后,首先是末端执行器的设计,通过对末端执行器力学模型的分析,结合实际情况得出末端执行器的设计尺寸,并对其进行三维建模,使用Adams对末端执行器的三维模型进行分析,确定末端执行器的设计满足使用要求。随后根据苹果采摘机完成果实和果柄的分离后苹果的运动状态,完成苹果采摘机的收集装置的设计。之后对机械臂进行设计,通过对在机械臂个关节处建立D-H坐标系,得到旋转矩阵和平移矩阵,并计算出最终的变换矩阵,并通过机械臂运动学正解对其进行验证,在使用MATLAB对机械臂工作空间仿真和雅可比矩阵对机械臂进行优化后,最终确定机械臂各连杆...
【文章来源】： 张宸赫 成都大学
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
苹果、番茄采摘机器人
成都大学硕士学位论文7（a）（b）图1.2西红柿、黄瓜采摘机器人Fig.1.2TomatoAndCucumberPickingRobot（5）如图1.3（a）所示的苹果采摘机器人的采摘机构由比利时科学家研发，其设计成漏斗的形状，里面安装摄像头，当有果实进入采摘机构控制范围的时候，利用气压把果实吸入，再通过旋转扭断果柄对果实进行收获[15]。（a）（b）图1.3比利时研发的苹果采摘机器的采摘机构、西红柿采摘机器人Fig.1.3ThePickingMechanismAndTomatoRobotAndApplePickingMachineDevelopedInBelgium1.3.2国内采摘机器发展现状20世纪90年代中期，我国开始对水果采摘机器进行研发，相对于其他发达国家起步较晚，但随着国内科技水平的发展，对水果采摘机器的研究和设计逐渐的深入。（1）如图1.3（b）所示的西红柿采摘机器人由沈阳自动化研究所研发设计。这种采摘机器人以一种四指夹持机构作为采摘工作机构，将复合式的真空吸盘安装在夹持机构上，真空泵由气泵对吸盘进行驱动，可以完成对果实的吸附[16]。（2）2009年，江苏大学，对末端执行器的结构进行了研究，如图1.4（a）所示。采摘机器人的腰部可以完成上升和下降两个动作，此外，还进行了苹果的参数化计算，
成都大学硕士学位论文7（a）（b）图1.2西红柿、黄瓜采摘机器人Fig.1.2TomatoAndCucumberPickingRobot（5）如图1.3（a）所示的苹果采摘机器人的采摘机构由比利时科学家研发，其设计成漏斗的形状，里面安装摄像头，当有果实进入采摘机构控制范围的时候，利用气压把果实吸入，再通过旋转扭断果柄对果实进行收获[15]。（a）（b）图1.3比利时研发的苹果采摘机器的采摘机构、西红柿采摘机器人Fig.1.3ThePickingMechanismAndTomatoRobotAndApplePickingMachineDevelopedInBelgium1.3.2国内采摘机器发展现状20世纪90年代中期，我国开始对水果采摘机器进行研发，相对于其他发达国家起步较晚，但随着国内科技水平的发展，对水果采摘机器的研究和设计逐渐的深入。（1）如图1.3（b）所示的西红柿采摘机器人由沈阳自动化研究所研发设计。这种采摘机器人以一种四指夹持机构作为采摘工作机构，将复合式的真空吸盘安装在夹持机构上，真空泵由气泵对吸盘进行驱动，可以完成对果实的吸附[16]。（2）2009年，江苏大学，对末端执行器的结构进行了研究，如图1.4（a）所示。采摘机器人的腰部可以完成上升和下降两个动作，此外，还进行了苹果的参数化计算，
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种苹果采摘机的结构组成与设计[J]. 于宝群,赵珊. 中国新技术新产品. 2019(21)
[2]基于迭代学习PID算法的苹果采摘机器人设计[J]. 陈明霞,张寒,王晓文,李徐勇. 农机化研究. 2020(06)
[3]自走式柔性智能苹果采摘机设计[J]. 邵强,郭晓云,朱紫薇,李龙男,程志昂,邱新伟. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2019(02)
[4]果蔬采摘机器人的研究现状与对策分析[J]. 敖茂尧. 装备制造技术. 2019(03)
[5]基于UG的智能采摘机器人动画仿真设计[J]. 侯庆斌. 农机化研究. 2018(12)
[6]苹果采摘机器人的机械结构设计分析[J]. 高群,于欢,段旭明. 南方农机. 2018(02)
[7]柑橘采摘机器人末端执行器设计与试验[J]. 王毅,付舜,张哲,马冀桐,许洪斌. 中国农业科技导报. 2018(01)
[8]果实采摘机械手的结构设计及工作能力研究[J]. 陈艳艳,申东东. 农机化研究. 2017(10)
[9]苹果采摘机器人末端执行器的原理及试验研究[J]. 李建伟,陈艳艳. 农机化研究. 2017(09)
[10]采摘机器人机械臂设计[J]. 吕政昂. 自动化应用. 2017(08)
硕士论文
[1]苹果采摘机械手的设计与优化[D]. 赵春光.哈尔滨商业大学 2019
[2]苹果采摘机器人末端执行器抓取模型与柔顺控制研究[D]. 钱志杰.江苏大学 2019
[3]新型苹果采摘机器人的研究[D]. 尹吉才.兰州理工大学 2019
[4]苹果采摘机器人的设计与研究[D]. 刘鹏莉.西安理工大学 2018
[5]苹果采摘机器人机械手结构设计与分析[D]. 杨文亮.江苏大学 2009
本文编号：3537701
【文章来源】： 张宸赫 成都大学
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
苹果、番茄采摘机器人
成都大学硕士学位论文7（a）（b）图1.2西红柿、黄瓜采摘机器人Fig.1.2TomatoAndCucumberPickingRobot（5）如图1.3（a）所示的苹果采摘机器人的采摘机构由比利时科学家研发，其设计成漏斗的形状，里面安装摄像头，当有果实进入采摘机构控制范围的时候，利用气压把果实吸入，再通过旋转扭断果柄对果实进行收获[15]。（a）（b）图1.3比利时研发的苹果采摘机器的采摘机构、西红柿采摘机器人Fig.1.3ThePickingMechanismAndTomatoRobotAndApplePickingMachineDevelopedInBelgium1.3.2国内采摘机器发展现状20世纪90年代中期，我国开始对水果采摘机器进行研发，相对于其他发达国家起步较晚，但随着国内科技水平的发展，对水果采摘机器的研究和设计逐渐的深入。（1）如图1.3（b）所示的西红柿采摘机器人由沈阳自动化研究所研发设计。这种采摘机器人以一种四指夹持机构作为采摘工作机构，将复合式的真空吸盘安装在夹持机构上，真空泵由气泵对吸盘进行驱动，可以完成对果实的吸附[16]。（2）2009年，江苏大学，对末端执行器的结构进行了研究，如图1.4（a）所示。采摘机器人的腰部可以完成上升和下降两个动作，此外，还进行了苹果的参数化计算，
成都大学硕士学位论文7（a）（b）图1.2西红柿、黄瓜采摘机器人Fig.1.2TomatoAndCucumberPickingRobot（5）如图1.3（a）所示的苹果采摘机器人的采摘机构由比利时科学家研发，其设计成漏斗的形状，里面安装摄像头，当有果实进入采摘机构控制范围的时候，利用气压把果实吸入，再通过旋转扭断果柄对果实进行收获[15]。（a）（b）图1.3比利时研发的苹果采摘机器的采摘机构、西红柿采摘机器人Fig.1.3ThePickingMechanismAndTomatoRobotAndApplePickingMachineDevelopedInBelgium1.3.2国内采摘机器发展现状20世纪90年代中期，我国开始对水果采摘机器进行研发，相对于其他发达国家起步较晚，但随着国内科技水平的发展，对水果采摘机器的研究和设计逐渐的深入。（1）如图1.3（b）所示的西红柿采摘机器人由沈阳自动化研究所研发设计。这种采摘机器人以一种四指夹持机构作为采摘工作机构，将复合式的真空吸盘安装在夹持机构上，真空泵由气泵对吸盘进行驱动，可以完成对果实的吸附[16]。（2）2009年，江苏大学，对末端执行器的结构进行了研究，如图1.4（a）所示。采摘机器人的腰部可以完成上升和下降两个动作，此外，还进行了苹果的参数化计算，
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种苹果采摘机的结构组成与设计[J]. 于宝群,赵珊. 中国新技术新产品. 2019(21)
[2]基于迭代学习PID算法的苹果采摘机器人设计[J]. 陈明霞,张寒,王晓文,李徐勇. 农机化研究. 2020(06)
[3]自走式柔性智能苹果采摘机设计[J]. 邵强,郭晓云,朱紫薇,李龙男,程志昂,邱新伟. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2019(02)
[4]果蔬采摘机器人的研究现状与对策分析[J]. 敖茂尧. 装备制造技术. 2019(03)
[5]基于UG的智能采摘机器人动画仿真设计[J]. 侯庆斌. 农机化研究. 2018(12)
[6]苹果采摘机器人的机械结构设计分析[J]. 高群,于欢,段旭明. 南方农机. 2018(02)
[7]柑橘采摘机器人末端执行器设计与试验[J]. 王毅,付舜,张哲,马冀桐,许洪斌. 中国农业科技导报. 2018(01)
[8]果实采摘机械手的结构设计及工作能力研究[J]. 陈艳艳,申东东. 农机化研究. 2017(10)
[9]苹果采摘机器人末端执行器的原理及试验研究[J]. 李建伟,陈艳艳. 农机化研究. 2017(09)
[10]采摘机器人机械臂设计[J]. 吕政昂. 自动化应用. 2017(08)
硕士论文
[1]苹果采摘机械手的设计与优化[D]. 赵春光.哈尔滨商业大学 2019
[2]苹果采摘机器人末端执行器抓取模型与柔顺控制研究[D]. 钱志杰.江苏大学 2019
[3]新型苹果采摘机器人的研究[D]. 尹吉才.兰州理工大学 2019
[4]苹果采摘机器人的设计与研究[D]. 刘鹏莉.西安理工大学 2018
[5]苹果采摘机器人机械手结构设计与分析[D]. 杨文亮.江苏大学 2009
本文编号：3537701
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