在果蔬生產(chǎn)過程中,采摘工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力,勞動(dòng)力需求較大,生產(chǎn)成本較高。隨著人口老齡化以及城鎮(zhèn)化的發(fā)展,農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力日漸匱乏,采摘工作所需成本大幅度增長。目前,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著智能化、精準(zhǔn)化、多樣化、規(guī)�；姆较虬l(fā)展,研究智能化程度較高的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備和農(nóng)業(yè)機(jī)器人可以有效解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不足、生產(chǎn)成本增加、工作效率低等問題,還能夠改善工作環(huán)境,避免長時(shí)間工作以及農(nóng)藥、化肥的使用等對(duì)人體的損傷,具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以品種為“吉雜4號(hào)”的黃瓜為研討對(duì)象,在對(duì)黃瓜的物理特性了解和分析后,制作了4自由度黃瓜采摘機(jī)械手樣機(jī),并對(duì)目標(biāo)果實(shí)的抓取特征點(diǎn)空間坐標(biāo)值的獲取和采摘機(jī)械手的總體控制系統(tǒng)進(jìn)行了開發(fā)研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）根據(jù)實(shí)際采摘環(huán)境對(duì)黃瓜采摘機(jī)械手的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),主要包括:設(shè)計(jì)并制作4自由度機(jī)械臂,該機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)既靈活又穩(wěn)定;設(shè)計(jì)制作攝像機(jī)支架,使攝像機(jī)跟隨機(jī)械臂的腰關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),獲得當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面;根據(jù)黃瓜的物理特性對(duì)末端執(zhí)行器進(jìn)行了設(shè)計(jì)制造,根據(jù)黃瓜果實(shí)長度和黃瓜果柄長度之間的關(guān)系,將果實(shí)的抓取特征點(diǎn)設(shè)定在距離黃瓜果實(shí)頂端的1/4處,切割刀片距手指垂直距離為5.2 cm,實(shí)驗(yàn)表明該末端執(zhí)...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)器人概述
        1.2.2 農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.3 采摘機(jī)器人視覺系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 存在的問題
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
第2章 黃瓜采摘機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 機(jī)械臂的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
        2.2.2 黃瓜采摘機(jī)械臂的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 攝像機(jī)支架的設(shè)計(jì)與安放
        2.3.1 攝像機(jī)的選定與介紹
        2.3.2 攝像機(jī)支架的設(shè)計(jì)
    2.4 機(jī)械手末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)
        2.4.1 采摘切割刀片擺放位置的確定
        2.4.2 末端執(zhí)行器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.5 采摘機(jī)械手的試驗(yàn)樣機(jī)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 圖像處理及特征點(diǎn)空間坐標(biāo)的獲取
    3.1 引言
    3.2 黃瓜圖像的獲取與處理
        3.2.1 黃瓜的顏色特征
        3.2.2 目標(biāo)果實(shí)及其抓取特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)值獲取
    3.3 抓取特征點(diǎn)空間坐標(biāo)值獲取原理及方法
        3.3.1 特征點(diǎn)空間坐標(biāo)的獲取原理
        3.3.2 特征點(diǎn)空間坐標(biāo)獲取方法及流程
        3.3.3 深度距離的獲取及分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 采摘機(jī)械手識(shí)別與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 采摘機(jī)械手控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
    4.3 總體控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
        4.3.1 工控機(jī)
        4.3.2 運(yùn)動(dòng)控制卡及端子排
        4.3.3 伺服元件的使用
        4.3.4 末端執(zhí)行器控制系統(tǒng)硬件
    4.4 總體控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 圖像處理及特征點(diǎn)獲取的軟件設(shè)計(jì)
        4.4.2 機(jī)械臂控制程序界面的編寫
        4.4.3 下位機(jī)程序的設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 采摘機(jī)械手定位與采摘的實(shí)驗(yàn)及分析
    5.1 引言
    5.2 機(jī)械臂性能測試實(shí)驗(yàn)
    5.3 特征點(diǎn)空間坐標(biāo)值獲取實(shí)驗(yàn)及分析
    5.4 模擬采摘實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        5.4.2 實(shí)驗(yàn)所用材料
        5.4.3 實(shí)驗(yàn)的方法
        5.4.4 實(shí)驗(yàn)步驟
        5.4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：4039477