隨著中國城市化的快速發(fā)展,大量的年輕勞動力由農(nóng)村流向城市,導(dǎo)致農(nóng)村勞動力老齡化問題日益嚴(yán)重。我國的蘋果產(chǎn)業(yè)中采摘工作需要大量的勞動力,隨著科技發(fā)展,機(jī)械工作代替人勞作已成為一種必然趨勢,因此需要研究一種蘋果采摘機(jī)代替人工勞作,提高蘋果產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文以以下三個方面對蘋果采摘機(jī)進(jìn)行設(shè)計:首先,通過機(jī)械設(shè)計方法學(xué)中的理論,對設(shè)計任務(wù)的要求進(jìn)行明細(xì),并進(jìn)行系統(tǒng)功能分解,得出多種設(shè)計方案,最后通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價法對蘋果采摘機(jī)的設(shè)計方案進(jìn)行比選,最終確定設(shè)計方案。其次在確定設(shè)計方案后,首先是末端執(zhí)行器的設(shè)計,通過對末端執(zhí)行器力學(xué)模型的分析,結(jié)合實際情況得出末端執(zhí)行器的設(shè)計尺寸,并對其進(jìn)行三維建模,使用Adams對末端執(zhí)行器的三維模型進(jìn)行分析,確定末端執(zhí)行器的設(shè)計滿足使用要求。隨后根據(jù)蘋果采摘機(jī)完成果實和果柄的分離后蘋果的運動狀態(tài),完成蘋果采摘機(jī)的收集裝置的設(shè)計。之后對機(jī)械臂進(jìn)行設(shè)計,通過對在機(jī)械臂個關(guān)節(jié)處建立D-H坐標(biāo)系,得到旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣,并計算出最終的變換矩陣,并通過機(jī)械臂運動學(xué)正解對其進(jìn)行驗證,在使用MATLAB對機(jī)械臂工作空間仿真和雅可比矩陣對機(jī)械臂進(jìn)行優(yōu)化后,最終確定機(jī)械臂各連桿... 

【文章來源】： 張宸赫 成都大學(xué)

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

蘋果、番茄采摘機(jī)器人

成都大學(xué)碩士學(xué)位論文7（a）（b）圖1.2西紅柿、黃瓜采摘機(jī)器人Fig.1.2TomatoAndCucumberPickingRobot（5）如圖1.3（a）所示的蘋果采摘機(jī)器人的采摘機(jī)構(gòu)由比利時科學(xué)家研發(fā)，其設(shè)計成漏斗的形狀，里面安裝攝像頭，當(dāng)有果實進(jìn)入采摘機(jī)構(gòu)控制范圍的時候，利用氣壓把果實吸入，再通過旋轉(zhuǎn)扭斷果柄對果實進(jìn)行收獲[15]。（a）（b）圖1.3比利時研發(fā)的蘋果采摘機(jī)器的采摘機(jī)構(gòu)、西紅柿采摘機(jī)器人Fig.1.3ThePickingMechanismAndTomatoRobotAndApplePickingMachineDevelopedInBelgium1.3.2國內(nèi)采摘機(jī)器發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代中期，我國開始對水果采摘機(jī)器進(jìn)行研發(fā)，相對于其他發(fā)達(dá)國家起步較晚，但隨著國內(nèi)科技水平的發(fā)展，對水果采摘機(jī)器的研究和設(shè)計逐漸的深入。（1）如圖1.3（b）所示的西紅柿采摘機(jī)器人由沈陽自動化研究所研發(fā)設(shè)計。這種采摘機(jī)器人以一種四指夾持機(jī)構(gòu)作為采摘工作機(jī)構(gòu)，將復(fù)合式的真空吸盤安裝在夾持機(jī)構(gòu)上，真空泵由氣泵對吸盤進(jìn)行驅(qū)動，可以完成對果實的吸附[16]。（2）2009年，江蘇大學(xué)，對末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，如圖1.4（a）所示。采摘機(jī)器人的腰部可以完成上升和下降兩個動作，此外，還進(jìn)行了蘋果的參數(shù)化計算，

成都大學(xué)碩士學(xué)位論文7（a）（b）圖1.2西紅柿、黃瓜采摘機(jī)器人Fig.1.2TomatoAndCucumberPickingRobot（5）如圖1.3（a）所示的蘋果采摘機(jī)器人的采摘機(jī)構(gòu)由比利時科學(xué)家研發(fā)，其設(shè)計成漏斗的形狀，里面安裝攝像頭，當(dāng)有果實進(jìn)入采摘機(jī)構(gòu)控制范圍的時候，利用氣壓把果實吸入，再通過旋轉(zhuǎn)扭斷果柄對果實進(jìn)行收獲[15]。（a）（b）圖1.3比利時研發(fā)的蘋果采摘機(jī)器的采摘機(jī)構(gòu)、西紅柿采摘機(jī)器人Fig.1.3ThePickingMechanismAndTomatoRobotAndApplePickingMachineDevelopedInBelgium1.3.2國內(nèi)采摘機(jī)器發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代中期，我國開始對水果采摘機(jī)器進(jìn)行研發(fā)，相對于其他發(fā)達(dá)國家起步較晚，但隨著國內(nèi)科技水平的發(fā)展，對水果采摘機(jī)器的研究和設(shè)計逐漸的深入。（1）如圖1.3（b）所示的西紅柿采摘機(jī)器人由沈陽自動化研究所研發(fā)設(shè)計。這種采摘機(jī)器人以一種四指夾持機(jī)構(gòu)作為采摘工作機(jī)構(gòu)，將復(fù)合式的真空吸盤安裝在夾持機(jī)構(gòu)上，真空泵由氣泵對吸盤進(jìn)行驅(qū)動，可以完成對果實的吸附[16]。（2）2009年，江蘇大學(xué)，對末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，如圖1.4（a）所示。采摘機(jī)器人的腰部可以完成上升和下降兩個動作，此外，還進(jìn)行了蘋果的參數(shù)化計算，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種蘋果采摘機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計[J]. 于寶群,趙珊.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2019(21)
[2]基于迭代學(xué)習(xí)PID算法的蘋果采摘機(jī)器人設(shè)計[J]. 陳明霞,張寒,王曉文,李徐勇.  農(nóng)機(jī)化研究. 2020(06)
[3]自走式柔性智能蘋果采摘機(jī)設(shè)計[J]. 邵強(qiáng),郭曉云,朱紫薇,李龍男,程志昂,邱新偉.  佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(02)
[4]果蔬采摘機(jī)器人的研究現(xiàn)狀與對策分析[J]. 敖茂堯.  裝備制造技術(shù). 2019(03)
[5]基于UG的智能采摘機(jī)器人動畫仿真設(shè)計[J]. 侯慶斌.  農(nóng)機(jī)化研究. 2018(12)
[6]蘋果采摘機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J]. 高群,于歡,段旭明.  南方農(nóng)機(jī). 2018(02)
[7]柑橘采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器設(shè)計與試驗[J]. 王毅,付舜,張哲,馬冀桐,許洪斌.  中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報. 2018(01)
[8]果實采摘機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作能力研究[J]. 陳艷艷,申東東.  農(nóng)機(jī)化研究. 2017(10)
[9]蘋果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的原理及試驗研究[J]. 李建偉,陳艷艷.  農(nóng)機(jī)化研究. 2017(09)
[10]采摘機(jī)器人機(jī)械臂設(shè)計[J]. 呂政昂.  自動化應(yīng)用. 2017(08)

碩士論文
[1]蘋果采摘機(jī)械手的設(shè)計與優(yōu)化[D]. 趙春光.哈爾濱商業(yè)大學(xué) 2019
[2]蘋果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器抓取模型與柔順控制研究[D]. 錢志杰.江蘇大學(xué) 2019
[3]新型蘋果采摘機(jī)器人的研究[D]. 尹吉才.蘭州理工大學(xué) 2019
[4]蘋果采摘機(jī)器人的設(shè)計與研究[D]. 劉鵬莉.西安理工大學(xué) 2018
[5]蘋果采摘機(jī)器人機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 楊文亮.江蘇大學(xué) 2009



本文編號：3537701