葡萄為一種成簇生長的漿果類水果,因其味美汁多,皮薄粒大而獲得大多數(shù)人的喜愛。傳統(tǒng)采摘主要依靠人工實現(xiàn),采摘作業(yè)勞動強度大、成本高,且單調乏味。隨著我國農業(yè)勞動力的轉移、農村人口的減少、人口老齡化的加劇,使得從事農業(yè)生產的勞動力越來越少。因此,研發(fā)葡萄采摘機器人的關鍵技術已經成為設施農業(yè)生產發(fā)展中的迫切需要,機械臂作為采摘機器人中的一個重要執(zhí)行機構,在采摘環(huán)節(jié)中起到了重要作用。本文以籬架整枝食用葡萄為研究對象,結合其種植情況,開展葡萄采摘機器人機械臂的設計、仿真與試驗,主要研究內容如下:（1）對機械臂的國內外研究情況以及關鍵技術作了簡要概述。根據(jù)籬架整枝食用葡萄的生長、種植情況提出了葡萄采摘機械臂的整體設計指標,接著依據(jù)設計指標要求確定機械臂的構型、自由度以及連桿長度等參數(shù)。利用SolidWorks軟件建立葡萄采摘機械臂的三維模型。通過Adams建立機械臂的簡化模型,進行機械臂動力學仿真,獲得抓持2Kg葡萄時腰關節(jié)、肩關節(jié)、肘關節(jié)以及腕關節(jié)所需驅動力矩分別為95N·m、52N·m、48N·m、12N·m,據(jù)此選擇安川交流伺服電機以及行星齒輪減速機作為電機的驅動系統(tǒng)。（2）利用D-H參數(shù)法... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

輕型雙臂機器人YuMiFigure1.1YuMilight-armedrobot

圖 1.2 Franka Emika 輕型機械臂Figure 1.2 Franka Emika Lightweight Manipulator本機器人的起步雖然比美國晚了五到六年的時間，但通過技術引進，人技術得到了飛速發(fā)展。早期近藤(KONTO)[24]等研制的番茄采摘機器 7 自由度機械臂，采摘成功率為 70％左右，速度為 15s/個，但其避，如圖 1.3 所示。2009 年，日本東京機器人展會上川田工業(yè)展GE 次時代機器人μ[25]，如圖 1.4 所示。該仿人型雙臂機器人可以與生產線上協(xié)同完成一些簡單的勞動任務。機器人整體共有 15 個自由m，寬 576mm，自身重量 29Kg，單臂最大負載達 1.5Kg，定位精度。

圖 1.2 Franka Emika 輕型機械臂Figure 1.2 Franka Emika Lightweight Manipulator日本機器人的起步雖然比美國晚了五到六年的時間，但通過技術引進，日本的機器人技術得到了飛速發(fā)展。早期近藤(KONTO)[24]等研制的番茄采摘機器人采用了 7 自由度機械臂，采摘成功率為 70％左右，速度為 15s/個，但其避障效果不佳，如圖 1.3 所示。2009 年，日本東京機器人展會上川田工業(yè)展示了NEXTAGE 次時代機器人μ[25]，如圖 1.4 所示。該仿人型雙臂機器人可以與人類在同一生產線上協(xié)同完成一些簡單的勞動任務。機器人整體共有 15 個自由度，高 730mm，寬 576mm，自身重量 29Kg，單臂最大負載達 1.5Kg，定位精度高達0.03mm。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]溫室采摘機器人技術研究進展分析[J]. 劉繼展.  農業(yè)機械學報. 2017(12)
[2]五自由度水蜜桃采摘機器人的結構設計[J]. 馮鮮,楊天華.  機電一體化. 2017(09)
[3]基于ROS的機械臂軌跡規(guī)劃研究[J]. 劉汝佳,王芳,張強,李楠.  導航定位與授時. 2016(06)
[4]基于ADAMS仿真優(yōu)化的搬運機器人運動規(guī)劃[J]. 李成祥,楊志軍,蔡鐵根.  機械傳動. 2016(09)
[5]基于視覺檢測的蘋果采摘機器人系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 孫賢剛,伍錫如,黨選舉,劉金霞.  農機化研究. 2016(09)
[6]一種高精度自主導航定位的葡萄采摘機器人設計[J]. 郭素娜,張麗,劉志剛.  農機化研究. 2016(07)
[7]服務機器人的發(fā)展動態(tài)與趨勢分析[J]. 于海旭.  機械設計與制造工程. 2016(05)
[8]番茄采摘機器人系統(tǒng)設計與試驗[J]. 王曉楠,伍萍輝,馮青春,王國華.  農機化研究. 2016(04)
[9]新型蘋果采摘機器人的設計與試驗[J]. 伍錫如,黃國明,劉金霞,徐波.  科學技術與工程. 2016(09)
[10]工業(yè)機器人市場競爭新格局[J]. 黎文娟,喬標,王海龍.  政策瞭望. 2016(03)

博士論文
[1]提高串聯(lián)機械臂運動精度的關鍵技術研究[D]. 王琨.中國科學技術大學 2013
[2]服務機器人雙臂協(xié)作技術研究及實現(xiàn)[D]. 李憲華.上海大學 2011

碩士論文
[1]三自由度關節(jié)式機械臂的結構設計與軌跡控制研究[D]. 常斌.湖北工業(yè)大學 2017
[2]機械臂軌跡規(guī)劃及動力學研究[D]. 王文壇.山東大學 2017
[3]輕型機械臂的結構分析及優(yōu)化設計[D]. 王陽.北京交通大學 2017
[4]移動焊接機器人的軌跡規(guī)劃與跟蹤控制[D]. 孫雙雙.南京理工大學 2017
[5]模塊化機械臂設計及其路徑規(guī)劃方法研究[D]. 王帥軍.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[6]仿人雙臂協(xié)作機器人設計研究[D]. 房立龍.中國科學技術大學 2015
[7]獼猴桃采摘機器人機械臂運動學仿真與設計[D]. 李楨.西北農林科技大學 2015
[8]基于遺傳算法的點焊機器人路徑規(guī)劃方法[D]. 張曉寧.上海師范大學 2015
[9]機械臂模塊化關節(jié)設計及其輸出特性研究[D]. 孔祥然.北京郵電大學 2015
[10]四自由度關節(jié)機械臂運動仿真研究[D]. 周霏.南京航空航天大學 2015



本文編號：2973256