丘陵山區(qū)果園果樹(shù)的冠層嫁接目前主要依賴人工踩高,攀爬進(jìn)行嫁接作業(yè),危險(xiǎn)性較高且勞動(dòng)強(qiáng)度大。果樹(shù)冠層嫁接區(qū)域具有復(fù)雜空間形狀,需要一種機(jī)械化輔助裝置在冠層嫁接過(guò)程中提供力支撐和定位。因此針對(duì)果樹(shù)高冠嫁接作業(yè)機(jī)械化的需求,本文設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)頻繁位姿變換和位姿保持的嫁接輔助機(jī)械臂,依靠關(guān)節(jié)制動(dòng)器來(lái)制動(dòng)定位并保持位姿,可在機(jī)械臂末端安裝用于嫁接作業(yè)的末端執(zhí)行器裝置,輔助園藝工作者完成果樹(shù)的冠層嫁接工作。嫁接輔助機(jī)械臂可以在丘陵山區(qū)果園作業(yè)環(huán)境下完成輔助嫁接作業(yè)任務(wù),具有一定研究意義與應(yīng)用前景。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）對(duì)丘陵山區(qū)嫁接果園進(jìn)行調(diào)查研究。根據(jù)果樹(shù)冠層嫁接區(qū)域的分布特點(diǎn),提出機(jī)械臂的設(shè)計(jì)指標(biāo)。采用4R串聯(lián)人機(jī)協(xié)作機(jī)械臂設(shè)計(jì)方案,通過(guò)對(duì)被動(dòng)關(guān)節(jié)制動(dòng)定位實(shí)現(xiàn)嫁接輔助作業(yè)。確定其結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。對(duì)機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)和俯仰大臂進(jìn)行有限元分析校核,并基于蒙特卡洛方法分析出了末端可達(dá)工作空間。（2）根據(jù)嫁接輔助機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,對(duì)機(jī)械臂牽引運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,推導(dǎo)出機(jī)械臂靜力平衡方程。基于拉格朗日動(dòng)力學(xué)建模方法建立4R嫁接輔助機(jī)械臂在牽引運(yùn)動(dòng)過(guò)程和制動(dòng)定位過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)在ADAMS中建... 

【文章來(lái)源】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 果園冠層管理機(jī)械化研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外苗木嫁接裝備研究現(xiàn)狀
        1.2.3 輔助機(jī)械臂研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容
2 嫁接輔助機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 機(jī)械臂的設(shè)計(jì)指標(biāo)
    2.2 機(jī)械臂的整體設(shè)計(jì)方案
        2.2.1 機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
        2.2.2 機(jī)械臂的工作方式
        2.2.3 機(jī)械臂臂體及關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)方案
    2.3 臂體結(jié)構(gòu)有限元分析
    2.4 機(jī)械臂的工作空間
    2.5 本章小結(jié)
3 嫁接輔助機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析
    3.1 機(jī)械臂靜力學(xué)分析
    3.2 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模
        3.2.1 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.2.2 基于拉格朗日方程的機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型
    3.3 機(jī)械臂工作過(guò)程動(dòng)力學(xué)仿真
        3.3.1 機(jī)械臂ADAMS虛擬樣機(jī)
        3.3.2 機(jī)械臂牽引運(yùn)動(dòng)過(guò)程仿真
        3.3.3 動(dòng)力學(xué)模型仿真驗(yàn)證
        3.3.4 機(jī)械臂靜力學(xué)仿真驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
4 機(jī)械臂制動(dòng)過(guò)程和定位過(guò)程分析
    4.1 機(jī)械臂制動(dòng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)仿真分析
    4.2 輔助定位過(guò)程的關(guān)節(jié)制動(dòng)力矩分析
    4.3 關(guān)節(jié)力矩耦合作用對(duì)制動(dòng)的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 關(guān)節(jié)制動(dòng)控制方法設(shè)計(jì)與仿真
    5.1 理想關(guān)節(jié)制動(dòng)定位過(guò)程
    5.2 基于動(dòng)力學(xué)模型前饋補(bǔ)償PID控制
    5.3 制動(dòng)過(guò)程控制仿真分析
    5.4 本章小結(jié)
6 機(jī)械臂控制系統(tǒng)與樣機(jī)試驗(yàn)
    6.1 機(jī)械臂樣機(jī)及試驗(yàn)設(shè)備
        6.1.1 機(jī)械臂控制系統(tǒng)硬件
        6.1.2 機(jī)械臂控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
        6.1.3 試驗(yàn)儀器及測(cè)量傳感器
    6.2 關(guān)節(jié)制動(dòng)定位過(guò)程試驗(yàn)分析
        6.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        6.2.2 試驗(yàn)過(guò)程
        6.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
    6.3 制動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性試驗(yàn)分析
        6.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        6.3.2 試驗(yàn)過(guò)程
        6.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
    6.4 機(jī)械臂輸出測(cè)量試驗(yàn)
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
作者簡(jiǎn)歷
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]七自由度顱頜面外科手術(shù)輔助機(jī)械臂設(shè)計(jì)與分析[D]. 周巍.上海交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3201288