本文關(guān)鍵詞：果蔬快速采摘機器人柔性負載剛?cè)狁詈辖Ｅc仿真

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【摘要】：隨著果蔬種植面積的擴大、人口老齡化的加劇、勞動力的減少,極大的刺激了果蔬采摘機器人的研究和開發(fā)。而采摘果實后放到采摘筐的過程中,機械臂的移動既快速又穩(wěn)定的采摘機器人是采摘作業(yè)中急需的,因此本文以西紅柿串采摘機器人為例,研究果蔬快速采摘機器人柔性負載剛?cè)狁詈辖Ｅc仿真的方法和步驟,并用實驗和輸入整形法的仿真驗證影響西紅柿串振動的因素,具體研究內(nèi)容如下：通過對西紅柿串采摘基地進行考察,選取不同形態(tài)的西紅柿串,通過實驗獲得西紅柿串的生物學(xué)特性參數(shù)。確定了西紅柿串采摘機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案,對各部件進行設(shè)計,并在PRO/E中建立了西紅柿串采摘機器人的三維模型。簡化西紅柿采摘機器人的三維模型,然后導(dǎo)入Adams中,設(shè)置模型的參數(shù),添加約束和驅(qū)動,用Auto/flex模塊將西紅柿串柔性化,建立西紅柿采摘系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型,并進行多體動力學(xué)的仿真分析。通過仿真分析,得出了影響西紅柿串振動的因素,即機械臂的加速度、西紅柿串的質(zhì)量和長度。通過拉格朗日方程建立了西紅柿串采摘機器人的數(shù)學(xué)模型,并用Matlab對振動過程進行了仿真,得出了西紅柿串振動的曲線,并與在Adams中仿真的結(jié)果進行比較,驗證Adams仿真的正確性和數(shù)學(xué)模型的合理性。設(shè)計西紅串采摘機器人的實驗平臺,選取在Adams中進行仿真的5組西紅柿串的數(shù)據(jù),分別對機械臂加速度、西紅柿串的質(zhì)量和長度三個振動影響因素進行實驗,通過MPU-6050角加速度傳感器和Arduino Uno進行串口通信采集西紅柿串振動的數(shù)據(jù),并在Mat lab中整理分析數(shù)據(jù),與建模、仿真的結(jié)果相比較,得出果蔬快速采摘機器人柔性負載剛?cè)狁詈辖Ｅc仿真的合理性。將仿真得到的頻率和阻尼比代入輸入整形控制算法中,抑制西紅柿串的振動,并在Matlab中進行仿真,將仿真結(jié)果與未整形前的仿真結(jié)果比較,得出輸入整形控制算法的有效性,并進一步驗證了建模和仿真的正確性。
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

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