發(fā)布時(shí)間：2021-12-16 07:00

　　隨著中國(guó)城市化的快速發(fā)展,大量的年輕勞動(dòng)力由農(nóng)村流向城市,導(dǎo)致農(nóng)村勞動(dòng)力老齡化問題日益嚴(yán)重。我國(guó)的蘋果產(chǎn)業(yè)中采摘工作需要大量的勞動(dòng)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(shì),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(gè)方面對(duì)蘋果采摘機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì):首先,通過機(jī)械設(shè)計(jì)方法學(xué)中的理論,對(duì)設(shè)計(jì)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(jì)方案,最后通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法對(duì)蘋果采摘機(jī)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選,最終確定設(shè)計(jì)方案。其次在確定設(shè)計(jì)方案后,首先是末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì),通過對(duì)末端執(zhí)行器力學(xué)模型的分析,結(jié)合實(shí)際情況得出末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)尺寸,并對(duì)其進(jìn)行三維建模,使用Adams對(duì)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(jì)滿足使用要求。隨后根據(jù)蘋果采摘機(jī)完成果實(shí)和果柄的分離后蘋果的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),完成蘋果采摘機(jī)的收集裝置的設(shè)計(jì)。之后對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行設(shè)計(jì),通過對(duì)在機(jī)械臂個(gè)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(jì)算出最終的變換矩陣,并通過機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)正解對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證,在使用MATLAB對(duì)機(jī)械臂工作空間仿真和雅可比矩陣對(duì)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(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(shí)科學(xué)家研發(fā)，其設(shè)計(jì)成漏斗的形狀，里面安裝攝像頭，當(dāng)有果實(shí)進(jìn)入采摘機(jī)構(gòu)控制范圍的時(shí)候，利用氣壓把果實(shí)吸入，再通過旋轉(zhuǎn)扭斷果柄對(duì)果實(shí)進(jìn)行收獲[15]。（a）（b）圖1.3比利時(shí)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(guó)內(nèi)采摘機(jī)器發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)開始對(duì)水果采摘機(jī)器進(jìn)行研發(fā)，相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，但隨著國(guó)內(nèi)科技水平的發(fā)展，對(duì)水果采摘機(jī)器的研究和設(shè)計(jì)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(yáng)自動(dòng)化研究所研發(fā)設(shè)計(jì)。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(duì)吸盤進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可以完成對(duì)果實(shí)的吸附[16]。（2）2009年，江蘇大學(xué)，對(duì)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(gè)動(dòng)作，此外，還進(jìn)行了蘋果的參數(shù)化計(jì)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(shí)科學(xué)家研發(fā)，其設(shè)計(jì)成漏斗的形狀，里面安裝攝像頭，當(dāng)有果實(shí)進(jìn)入采摘機(jī)構(gòu)控制范圍的時(shí)候，利用氣壓把果實(shí)吸入，再通過旋轉(zhuǎn)扭斷果柄對(duì)果實(shí)進(jìn)行收獲[15]。（a）（b）圖1.3比利時(shí)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(guó)內(nèi)采摘機(jī)器發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)開始對(duì)水果采摘機(jī)器進(jìn)行研發(fā)，相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，但隨著國(guó)內(nèi)科技水平的發(fā)展，對(duì)水果采摘機(jī)器的研究和設(shè)計(jì)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(yáng)自動(dòng)化研究所研發(fā)設(shè)計(jì)。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(duì)吸盤進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可以完成對(duì)果實(shí)的吸附[16]。（2）2009年，江蘇大學(xué)，對(duì)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(gè)動(dòng)作，此外，還進(jìn)行了蘋果的參數(shù)化計(jì)算，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]自走式柔性智能蘋果采摘機(jī)設(shè)計(jì)[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(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
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[6]蘋果采摘機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)與試驗(yàn)[J]. 王毅,付舜,張哲,馬冀桐,許洪斌.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2018(01)
[8]果實(shí)采摘機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作能力研究[J]. 陳艷艷,申?yáng)|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(yàn)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(jì)[J]. 呂政昂.  自動(dòng)化應(yīng)用. 2017(08)

碩士論文
[1]蘋果采摘機(jī)械手的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)與分析[D]. 楊文亮.江蘇大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3537701