在成串果實(shí)的機(jī)器人采摘中,快速作業(yè)可能引起懸掛果穗的振蕩進(jìn)而導(dǎo)致果粒的脫落。因此,為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人串果高速采摘作業(yè)中引起的“減振低脫”目標(biāo),本文以葡萄為研究對(duì)象,首先對(duì)現(xiàn)有末端執(zhí)行器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并通過(guò)夾剪試驗(yàn)證明了優(yōu)化的效果可滿足要求;同時(shí)提出了一種面向穗軸激勵(lì)輸入的果穗仿真模型。最終,在兩者研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步建立了末端執(zhí)行器與剛?cè)狁詈洗Ｐ偷穆?lián)合動(dòng)力學(xué)仿真,并基于不同偏差程度對(duì)激勵(lì)速率與脫落率關(guān)系進(jìn)行了探究。主要研究工作如下:（1）葡萄果穗物理特性及力學(xué)特性研究。首先提出了“撓性桿-黏彈鉸鏈-剛性桿-質(zhì)量球”復(fù)合果穗模型,進(jìn)而由試驗(yàn)確定了多級(jí)梗間鉸鏈彈性系數(shù)與阻尼系數(shù)、果粒尺寸與質(zhì)量的正態(tài)分布規(guī)律,獲得了主穗軸的抗彎特性,并對(duì)柄-果連接強(qiáng)度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。（2）末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)及試驗(yàn)。基于葡萄主穗軸作業(yè)對(duì)象,對(duì)現(xiàn)有末端執(zhí)行器進(jìn)行夾剪受力分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有機(jī)構(gòu)存在夾剪力不足的問(wèn)題。進(jìn)而從傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、指端夾剪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);并利用ADAMS軟件進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析,證明了優(yōu)化后機(jī)構(gòu)的合理有效性;最終,通過(guò)對(duì)優(yōu)化前、后的執(zhí)行器進(jìn)行夾剪對(duì)比試驗(yàn),進(jìn)一步證明了優(yōu)化機(jī)構(gòu)效果良好,滿足高... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘 要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 果梗夾剪研究現(xiàn)狀
        1.2.2 梗-果振動(dòng)模型研究現(xiàn)狀
    1.3 存在問(wèn)題
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 技術(shù)路線
第二章 葡萄果穗物理特性及梗-果力學(xué)特性研究
    2.1 果穗梗-果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 果穗物理特性研究
        2.2.1 穗軸特性統(tǒng)計(jì)
        2.2.2 果粒物理特性統(tǒng)計(jì)
    2.3 主穗軸力學(xué)特性研究
        2.3.1 主穗軸抗彎特性試驗(yàn)
        2.3.2 主穗軸壓縮特性試驗(yàn)
        2.3.3 主穗軸剪切特性試驗(yàn)
    2.4 連接關(guān)節(jié)力學(xué)特性研究
        2.4.1 梗間鉸鏈力學(xué)特性試驗(yàn)
        2.4.2 柄-果法向結(jié)合力特性試驗(yàn)
        2.4.3 柄-果切向結(jié)合力特性試驗(yàn)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)及試驗(yàn)
    3.1 現(xiàn)有末端執(zhí)行器概述
        3.1.1 工作原理
        3.1.2 夾剪一體指端結(jié)構(gòu)
        3.1.3 樣機(jī)加工
        3.1.4 驅(qū)動(dòng)部件
    3.2 末端執(zhí)行器機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.2.1 夾剪效果分析
        3.2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化
        3.2.3 指端夾剪機(jī)構(gòu)優(yōu)化
    3.3 基于ADAMS的優(yōu)化機(jī)構(gòu)仿真分析
        3.3.1 優(yōu)化后機(jī)構(gòu)導(dǎo)入及仿真參數(shù)設(shè)置
        3.3.2 激勵(lì)設(shè)定
        3.3.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
        3.3.4 動(dòng)力學(xué)仿真
    3.4 優(yōu)化效果對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 優(yōu)化后執(zhí)行器整體結(jié)構(gòu)
        3.4.2 夾剪采摘試驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 串果果穗剛?cè)狁詈险駝?dòng)模型建立與分析
    4.1 果穗復(fù)合力學(xué)模型提出
    4.2 果穗振動(dòng)仿真模型建立
        4.2.1 梗系統(tǒng)實(shí)體建模
        4.2.2 果粒及梗間力學(xué)特性添加
        4.2.3 分階段振動(dòng)仿真模型
        4.2.4 模型合理性驗(yàn)證
    4.3 果穗振動(dòng)仿真分析
        4.3.1 不同階段的差異
        4.3.2 激勵(lì)特性對(duì)果穗振動(dòng)的影響
    4.4 基于振動(dòng)仿真的果粒脫落影響分析
        4.4.1 果粒脫落機(jī)理
        4.4.2 不同階段的差異
        4.4.3 激勵(lì)特性對(duì)果粒脫落的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 末端執(zhí)行器、果穗聯(lián)合建模及偏差采摘仿真分析
    5.1 主穗軸夾剪耦合有限元模型建立
        5.1.1 夾剪耦合模型的構(gòu)建方式
        5.1.2 ANSYS中粘彈參數(shù)的Prony級(jí)數(shù)轉(zhuǎn)換方法
        5.1.3 ANSYS中模型建立與參數(shù)設(shè)置
        5.1.4 基于ADAMS的夾-剪耦合
    5.2 聯(lián)合仿真模型建立與合理性驗(yàn)證
        5.2.1 模型設(shè)置
        5.2.2 仿真運(yùn)行
        5.2.3 采摘試驗(yàn)
        5.2.4 對(duì)比驗(yàn)證
    5.3 偏差激勵(lì)分析
    5.4 基于偏差程度的采摘仿真試驗(yàn)
        5.4.1 整體偏差程度劃分
        5.4.2 采摘仿真試驗(yàn)
        5.4.3 結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果
附錄



本文編號(hào)：3319433