中國(guó)是臍橙種植面積最大的國(guó)家。然而,臍橙產(chǎn)地的種植條件較差,其中90%種植在山區(qū)。受地形影響,山地果園農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度非常低,雖有少部分山地果園移動(dòng)作業(yè)機(jī)械,但移動(dòng)作業(yè)能力有限。由于缺乏一個(gè)綜合性農(nóng)藝移動(dòng)作業(yè)平臺(tái),山地果園間的移動(dòng)運(yùn)輸作業(yè)任務(wù)主要還是靠人工完成。針對(duì)此問題,本文對(duì)適應(yīng)山地果園的可組合六足機(jī)器人結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行深入研究。根據(jù)山地果園綜合性農(nóng)藝移動(dòng)作業(yè)要求,提出了一種可組合的六足機(jī)器人機(jī)構(gòu),作為山地果園綜合性農(nóng)藝作業(yè)平臺(tái)�；诜轿惶卣骷碚摲椒�,綜合得到了27種串聯(lián)型機(jī)械腿機(jī)構(gòu)和93種并聯(lián)型機(jī)械腿機(jī)構(gòu),其中70種是新機(jī)構(gòu)。論文設(shè)計(jì)得到了一種單回路連接器機(jī)構(gòu),可方便可靠的將多個(gè)可組合六足機(jī)器人單體進(jìn)行快速連接與分離,研究了機(jī)械腿及連接器在可組合六足機(jī)器人軀體上的布局,使六足機(jī)器人達(dá)到更好的運(yùn)動(dòng)性能,提出了2～3個(gè)六足機(jī)器人的5種典型組合模式,通過這些組合模式可以更好滿足山地果園移動(dòng)作業(yè)需求。論文建立了可組合六足機(jī)器人機(jī)械腿機(jī)構(gòu)及整機(jī)位置正逆解模型、速度模型及加速度模型;用蒙特卡洛法繪制了可組合六足機(jī)器人的機(jī)械腿機(jī)構(gòu)及整機(jī)工作空間,分析了機(jī)械腿落足點(diǎn)位置對(duì)可組合六足機(jī)器人工作空... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：207 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

OctopusI六足機(jī)器人

第1章緒論8排雷、外太空探索以及野外探測(cè)等陸地上具有廣泛應(yīng)用的六足機(jī)器人。(1)救援救災(zāi)六足機(jī)器人上海交通大學(xué)在國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目的支持下，研制了OctopusI六足機(jī)器人[54-56]，如圖1.1所示。它主要用于核電站的救援任務(wù)，可以攜帶儀器進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)，以完成檢測(cè)和救援任務(wù)。機(jī)器人的機(jī)械腿采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)，具有承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)。其機(jī)身的工作空間可達(dá)到長(zhǎng)500mm，寬500mm和高400mm，可爬25°坡度角并跨越0.4m的障礙，負(fù)載能力為150kg，在復(fù)雜的環(huán)境中表現(xiàn)良好，穩(wěn)定性較高。他們還研制了第四代OctopusIV六足機(jī)器人[57]，如圖1.2所示，該機(jī)器人機(jī)械腿采用串并混聯(lián)結(jié)構(gòu)，兼具串聯(lián)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特性，主要應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境下的緊急救災(zāi)任務(wù)，代替救援人員執(zhí)行清理場(chǎng)地和搬運(yùn)等任務(wù)。機(jī)器人的高度范圍為0.8-1.2m，負(fù)重達(dá)到200kg，爬坡能力達(dá)到25°，越障高度達(dá)到0.4m。機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置布置在身體上方，從而減輕了腿部的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，增強(qiáng)了其運(yùn)動(dòng)能力，并且可以與其他機(jī)器人協(xié)同工作以更好地完成任務(wù)。圖1.1OctopusI六足機(jī)器人圖1.2OctopusIV六足機(jī)器人上述六足機(jī)器人的機(jī)械腿采用了并聯(lián)腿或串并混聯(lián)腿結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)器人的承載能力，但同時(shí)增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)械腿的工作空間較小，導(dǎo)致機(jī)器人跨越溝壑障礙的能力不大。(2)排雷六足機(jī)器人日本千葉大學(xué)與西班牙國(guó)家研究委員會(huì)(CSIC)分別研制了COMET系列六足機(jī)器人[58-60]與SILO6六足機(jī)器人[61-62]，用于排雷作業(yè)，如圖1.3所示。COMET系列機(jī)器人自2000年開始發(fā)展至今共研制了4代，均由液壓驅(qū)動(dòng)，是最早用于排雷作業(yè)的六足機(jī)器人。COMET-I每條腿具有3個(gè)自由度，整機(jī)共18個(gè)自由度，在身體下方安裝有探地雷達(dá)，用于探測(cè)地雷。COMET-II在六足的基礎(chǔ)上增加了

第1章緒論9兩個(gè)操作臂，一個(gè)操作臂上安裝有金屬探測(cè)器與探地雷達(dá)，另一個(gè)操作臂安裝有記號(hào)裝置，操作臂使用碳纖維增強(qiáng)塑料以減輕重量；尺寸約為1.8m×1.4m×0.6m，重120kg。COMET-III與COMET-II具有相似的機(jī)構(gòu)，但尺寸更大，達(dá)到4m×2.5m×0.8m，重1000kg，可持續(xù)工作4小時(shí)。COMET-I至COMET-III均只能在較為平坦的地面行走探測(cè)，在崎嶇山地?zé)o法通行。COMET-IV則可以應(yīng)對(duì)稍微更加崎嶇復(fù)雜的地面，但爬坡能力及穩(wěn)定性仍然不足。SILO6六足機(jī)器人尺寸比COMET系列更小，長(zhǎng)度為880mm，寬度為450mm，高度為260mm，重44.34kg，行走速度為0.05m/s。與COMET類似，在機(jī)器人前端設(shè)計(jì)安裝一個(gè)5自由度機(jī)械臂，機(jī)械臂末端安裝金屬探測(cè)器用于探測(cè)地雷、紅外傳感器用于檢測(cè)地面及其他障礙物；每條腿為3個(gè)自由度，機(jī)器人共18個(gè)自由度。由于尺寸變小了，其越障能力變差了，遇到較大的障礙便不能通行。(a)COMET-I(b)COMET-II(c)COMET-III(d)COMET-IV(e)SILO6圖1.3排雷六足機(jī)器人上述排雷六足機(jī)器人可以適應(yīng)稍微平緩的山地地形，遇到稍陡地形則不能通行，COMET-IV越障能力好但尺寸太大，SILO6尺寸變小但越障能力不足。(3)外太空探索六足機(jī)器人針對(duì)月球基地的建設(shè)需求，由美國(guó)國(guó)家航空航天局研制的ATHLETE是現(xiàn)在

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]探究臍橙標(biāo)準(zhǔn)化栽培技術(shù)[J]. 陳琳.  河南農(nóng)業(yè). 2020(20)
[2]小型山地履帶拖拉機(jī)爬坡越障性能分析與試驗(yàn)[J]. 潘冠廷,楊福增,孫景彬,劉志杰.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020(09)
[3]多移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同模式及其傾翻穩(wěn)定性研究[J]. 謝冬福,羅玉峰,石志新,劉燕德.  中國(guó)機(jī)械工程. 2020(20)
[4]小型山地履帶底盤設(shè)計(jì)與仿真分析[J]. 劉妤,謝鈮,張拓.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2020(06)
[5]六足農(nóng)業(yè)機(jī)器人并聯(lián)腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與位置分析[J]. 謝冬福,羅玉峰,石志新,劉燕德.  機(jī)械傳動(dòng). 2020(06)
[6]崎嶇山地環(huán)境履帶機(jī)器人降維變系數(shù)控制方法研究[J]. 劉路,楊冰,韋東,宋宇,陳黎卿,孫燕.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020(02)
[7]增強(qiáng)爬坡能力的六足機(jī)器人分步二次規(guī)劃足力分配算法及試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 王冠宇,丁亮,高海波,劉逸群,劉宇飛,劉振,鄧宗全.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(21)
[8]山地臍橙園建園技術(shù)[J]. 李衛(wèi)敏.  現(xiàn)代園藝. 2019(19)
[9]基于單開鏈單元的三轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合及其分類[J]. 李少帥,羅玉峰,石志新,謝冬福,劉振坤.  機(jī)床與液壓. 2019(17)
[10]六足機(jī)器人多機(jī)可達(dá)空間協(xié)同越障仿真分析[J]. 詹惠軻,蔣剛,李鑫,留滄海.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2019(09)

博士論文
[1]易防護(hù)機(jī)械腿六足機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)研究[D]. 張金柱.燕山大學(xué) 2018
[2]核電站救災(zāi)環(huán)境下六足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃與運(yùn)動(dòng)控制[D]. 胡楠.上海交通大學(xué) 2018
[3]山地果園單軌運(yùn)輸機(jī)遙控關(guān)鍵技術(shù)與裝置的研究[D]. 張俊峰.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]六足機(jī)器人非結(jié)構(gòu)路況多機(jī)協(xié)同作業(yè)設(shè)計(jì)與研究[D]. 詹惠軻.西南科技大學(xué) 2018
[2]平臺(tái)轉(zhuǎn)換技術(shù)結(jié)合莫氏錐度連接設(shè)計(jì)種植體負(fù)載時(shí)的三維有限元分析[D]. 李晴.安徽醫(yī)科大學(xué) 2017
[3]四足小象機(jī)器人實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 鄧?yán)杳?上海交通大學(xué) 2014
[4]山地果園單軌運(yùn)輸機(jī)的研制[D]. 李敬亞.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[5]兩棲多足機(jī)器人虛擬樣機(jī)技術(shù)研究[D]. 季寶鋒.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3394740