串番茄是一種新上市的番茄種類(lèi),成串收獲,深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài),其種植面積也在不斷增加。運(yùn)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人可以提高農(nóng)業(yè)的工作效率和生產(chǎn)力,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)成本,還能使工人勞動(dòng)舒適性得到很大的改善。目前,還未發(fā)現(xiàn)針對(duì)串番茄采摘機(jī)器人的研究,本文以溫室大棚里的串番茄采摘機(jī)器人為研究對(duì)象。對(duì)串番茄采摘機(jī)器人結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析,開(kāi)發(fā)出了一款用于采摘串番茄的末端執(zhí)行器,最后對(duì)機(jī)械臂采摘時(shí)的避礙路徑進(jìn)行了規(guī)劃。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)深入了解了農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,同時(shí)還借鑒工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)類(lèi)型,結(jié)合串番茄的采摘環(huán)境,設(shè)計(jì)了一款六自由度關(guān)節(jié)型的串番茄采摘機(jī)器人,并且使用SolidWorks軟件完成了三維模型的建立。此外,使用ANSYS Workbench軟件對(duì)串番茄采摘機(jī)器人關(guān)鍵部件進(jìn)行了有限元分析,仿真結(jié)果表明,其強(qiáng)度、剛度和動(dòng)態(tài)性能良好。(2)設(shè)計(jì)出了一款用于串番茄采摘的末端執(zhí)行器,對(duì)夾持的力封閉性和夾指的可靠性進(jìn)行了分析,同時(shí)對(duì)旋切式和剪切式兩種切割方式進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明剪切式的切割方式更適合于串番茄的采摘作業(yè)。同時(shí)也制作了物理樣機(jī),并對(duì)夾指進(jìn)行了負(fù)重干擾性能的夾持實(shí)驗(yàn),在動(dòng)態(tài)負(fù)... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1日本番茄采摘機(jī)器人

碩士學(xué)位論文3統(tǒng)和傳感裝置來(lái)完成采摘任務(wù)，利用模糊算法來(lái)控制四手指接近目標(biāo)果實(shí)，最后采用氣動(dòng)剪切的方式摘取果實(shí)。圖1.1日本番茄采摘機(jī)器人圖1.2日本黃瓜采摘機(jī)器人圖1.3荷蘭黃瓜采摘機(jī)器人日本學(xué)者Kanae等[11]研制了一款4自由度的櫻桃采摘機(jī)器人，該機(jī)器人使用視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)空間櫻桃位姿和障礙物的信息進(jìn)行識(shí)別，再運(yùn)動(dòng)機(jī)械臂使末端避開(kāi)障礙物到達(dá)目標(biāo)位姿，最后實(shí)現(xiàn)櫻桃的采摘任務(wù)。荷蘭學(xué)者研制出一款甜椒采摘機(jī)器人[12]，該機(jī)器人有9個(gè)自由度主要用于溫室大棚里，由于機(jī)器人所占據(jù)體積較大，在工作時(shí)必須有較大的運(yùn)動(dòng)空間。1.3.2國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人研究我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的研究較晚，主要對(duì)蘋(píng)果、蘑菇、草莓、黃瓜、番茄采摘機(jī)器人進(jìn)行研究，在科學(xué)院所的努力下，農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人取得了很大的突破，然而與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距。陸懷民等[13]為了解決林木球果采摘難的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出了一款5自由度的林木球果采摘機(jī)器人，如圖1.4所示，該機(jī)器利用行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器人移動(dòng)至采摘位置，利用控制系統(tǒng)使機(jī)械手到達(dá)果實(shí)的位置處來(lái)完成機(jī)器人的采摘任務(wù)。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)可知，該機(jī)器人對(duì)果樹(shù)的損傷也比較低，且凈采率高，每天能夠采摘500kg，

碩士學(xué)位論文3統(tǒng)和傳感裝置來(lái)完成采摘任務(wù)，利用模糊算法來(lái)控制四手指接近目標(biāo)果實(shí)，最后采用氣動(dòng)剪切的方式摘取果實(shí)。圖1.1日本番茄采摘機(jī)器人圖1.2日本黃瓜采摘機(jī)器人圖1.3荷蘭黃瓜采摘機(jī)器人日本學(xué)者Kanae等[11]研制了一款4自由度的櫻桃采摘機(jī)器人，該機(jī)器人使用視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)空間櫻桃位姿和障礙物的信息進(jìn)行識(shí)別，再運(yùn)動(dòng)機(jī)械臂使末端避開(kāi)障礙物到達(dá)目標(biāo)位姿，最后實(shí)現(xiàn)櫻桃的采摘任務(wù)。荷蘭學(xué)者研制出一款甜椒采摘機(jī)器人[12]，該機(jī)器人有9個(gè)自由度主要用于溫室大棚里，由于機(jī)器人所占據(jù)體積較大，在工作時(shí)必須有較大的運(yùn)動(dòng)空間。1.3.2國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人研究我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的研究較晚，主要對(duì)蘋(píng)果、蘑菇、草莓、黃瓜、番茄采摘機(jī)器人進(jìn)行研究，在科學(xué)院所的努力下，農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人取得了很大的突破，然而與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距。陸懷民等[13]為了解決林木球果采摘難的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出了一款5自由度的林木球果采摘機(jī)器人，如圖1.4所示，該機(jī)器利用行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器人移動(dòng)至采摘位置，利用控制系統(tǒng)使機(jī)械手到達(dá)果實(shí)的位置處來(lái)完成機(jī)器人的采摘任務(wù)。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)可知，該機(jī)器人對(duì)果樹(shù)的損傷也比較低，且凈采率高，每天能夠采摘500kg，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“一帶一路”背景下中國(guó)與中亞五國(guó)蔬菜出口貿(mào)易潛力研究[J]. 任慧.  北方園藝. 2020(05)
[2]串番茄早春大棚栽培品比試驗(yàn)[J]. 陳義重,吳小雄,許聰蕾,潘翔翔.  蔬菜. 2019(09)
[3]一種多關(guān)節(jié)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的碰撞檢測(cè)方法[J]. 王新達(dá),韓寶玲,陳禹含,鄭凱林.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(14)
[4]溫室甜椒采摘機(jī)器人[J]. 丁小明.  農(nóng)業(yè)工程技術(shù). 2019(01)
[5]機(jī)器人平滑抓取移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法[J]. 張馳,尚偉偉,叢爽,劉宜.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(19)
[6]夾剪一體的荔枝采摘末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)[J]. 陳燕,蔣志林,李嘉威,王佳盛,劉威威,鄒湘軍.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(01)
[7]基于改進(jìn)勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 王曉燕,楊樂(lè),張宇,孟帥.  控制與決策. 2018(10)
[8]六自由度機(jī)器人逐加步長(zhǎng)路徑規(guī)劃算法研究[J]. 章有啟,翟華.  鍛壓裝備與制造技術(shù). 2016(04)
[9]番茄采摘機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王曉楠,伍萍輝,馮青春,王國(guó)華.  農(nóng)機(jī)化研究. 2016(04)
[10]新型蘋(píng)果采摘機(jī)器人的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 伍錫如,黃國(guó)明,劉金霞,徐波.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(09)

博士論文
[1]番茄采摘機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王麗麗.北京工業(yè)大學(xué) 2017
[2]智能移動(dòng)式水果采摘機(jī)器人系統(tǒng)的研究[D]. 顧寶興.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)換和包圍盒的混合碰撞檢測(cè)算法的研究與應(yīng)用[D]. 唐源皓.西南交通大學(xué) 2018
[2]6R工業(yè)機(jī)器人連續(xù)路徑平滑軌跡規(guī)劃及時(shí)間最優(yōu)化研究[D]. 趙莉.蘭州理工大學(xué) 2018
[3]基于六自由度關(guān)節(jié)式機(jī)器人的汽車(chē)大型覆蓋件搬運(yùn)軌跡規(guī)劃研究[D]. 章有啟.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[4]六自由度機(jī)器人本體設(shè)計(jì)及軌跡規(guī)劃與虛擬仿真[D]. 王杰.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[5]基于六自由度機(jī)械臂的避障路徑規(guī)劃研究[D]. 程國(guó)秀.東北大學(xué) 2012
[6]蘋(píng)果采摘機(jī)器人機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 楊文亮.江蘇大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2941120