江西南部廣大地區(qū)土質(zhì)優(yōu)良,紅壤土地十分適合種植臍橙,其出產(chǎn)的贛南臍橙,個大味甜,汁水豐盈,外表呈橙紅色,光潔美觀,是江西的名優(yōu)水果產(chǎn)品,但江西南部多丘陵山地,地勢海拔較高,臍橙種植于坡地上采摘困難,采摘主要依靠人工,但人工采摘耗時長,夜間和天氣不好時采摘困難,果實易因采摘不當而變質(zhì),影響臍橙的售賣,且地形原因易造成臍橙采摘發(fā)生危險,出現(xiàn)安全事故,因此臍橙的采摘工作迫切需要實現(xiàn)機械化、智能化。為此,本文針對機械手采摘臍橙時抓取力對臍橙的損傷問題開展了研究工作,首先進行臍橙力學特性分析,然后將獲得的臍橙彈性模量等力學參數(shù)數(shù)值作為初始條件進行臍橙受力有限元仿真分析,最后將有限元仿真獲得的臍橙受力損傷結果進行近紅外光譜無損檢測,獲得臍橙受力與其損傷之間的定性和定量關系,為將來臍橙采摘機器人研發(fā)時其抓取力的確定提供基礎數(shù)據(jù)和模型。主要研究內(nèi)容及結果如下:(1)以贛南臍橙的果肉和果皮為研究對象,使用質(zhì)構儀對臍橙果肉的X、Y、Z方向進行三種不同距離壓縮,測出并求得三次壓縮受力平均值作為真實值;對臍橙果皮采用拉伸實驗方式,測出果皮邊緣破裂時的拉力、絕對拉伸長度及崩斷瞬時的拉力,將果肉和果皮的測量值作為...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要英文縮寫說明
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究背景、目的及意義
        1.2.1 研究背景及目的
        1.2.2 研究意義
    1.3 果實采摘智能機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究進展
        1.3.2 國內(nèi)研究進展
    1.4 研究內(nèi)容及技術路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術路線
    1.5 本章小結
第二章 臍橙力學特性分析
    2.1 試驗材料與儀器
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 試驗儀器
    2.2 試驗方法
        2.2.1 整果及果肉壓縮
        2.2.2 果皮拉伸
    2.3 試驗結果與分析
        2.3.1 整果力學特性
        2.3.2 果肉力學特性
        2.3.3 果皮力學特性
    2.4 果皮與果肉的力學特性計算
        2.4.1 彈性模量
        2.4.2 破壞應力
        2.4.3 泊松比
    2.5 本章小結
第三章 成熟臍橙受夾損傷的有限元分析
    3.1 ANSYSWorkbench有限元軟件簡介
    3.2 有限元分析模型的構建
        3.2.1 初始仿真條件
        3.2.2 幾何模型的建立
        3.2.3 定義材料屬性
        3.2.4 網(wǎng)格劃分
        3.2.5 接觸對的建立
        3.2.6 約束與載荷的施加
    3.3 仿真結果分析
    3.4 結論
    3.5 本章小結
第四章 臍橙機械損傷的近紅外檢測裝置及方法
    4.1 受損臍橙近紅外在線檢測裝置
    4.2 損傷臍橙在線檢測軟件
    4.3 數(shù)據(jù)處理分析方法
        4.3.1 數(shù)據(jù)預處理方法
        4.3.2 建模方法
        4.3.3 模型評價
    4.4 本章小結
第五章 近紅外光譜無損識別臍橙受夾損傷程度的模型構建
    5.1 臍橙樣品的準備與實驗方法
        5.1.1 臍橙樣品的備置
        5.1.2 損傷臍橙的光譜采集
        5.1.3 臍橙損傷時的抓夾力測定及缺陷判定
        5.1.4 臍橙損傷與正常臍橙的光譜特征分析
    5.2 不同損傷程度臍橙光譜的預處理
        5.2.1 正常果與損傷果的SPA(連續(xù)投影)降維
        5.2.2 受損臍橙和正常臍橙的LSSVM判別模型
        5.2.3 損傷臍橙與正常臍橙的ELM(極限向量機)模型
    5.3 臍橙損傷程度定量模型的建立
        5.3.1 臍橙損傷程度的PLS模型
        5.3.2 外部驗證及其準確性評價
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
個人簡歷 在讀期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3754488