采棉机器人机械臂的结构设计与分析

发布时间：2020-09-29 11:42

　　 随着农业生产的现代化,以及高新科技的逐步推广,越来越多经过创新或改良的农机装备进入农业生产领域。作为新型农机装备的采摘机器人是农业生产领域的焦点,它不仅能够解决中国老龄化日趋严重造成的劳动力短缺的问题,还能促进现代化农业发展为智能化农业。新疆棉花产量占据全国总产量的一半,但棉花采摘仍然有一大部分由人工完成,棉农的资金投入高,采棉效率低。本文以新疆大田棉花为研究对象,对一种具有五自由度的采摘机械臂进行了研究,主要有以下内容:(1)机械臂的结构设计。根据棉花采摘作业的要求及作业环境的特点,对一种具有5自由度采摘机械臂的结构进行了设计与研究,并对采摘机器人各关节的结构与参数进行了优化,选择出了合适的供能装置与动力输出装置。(2)机械臂运动学的研究。为了研究机械手臂各关节及末端执行器的运动学参数,利用空间坐标矩阵的齐次变换得到采棉机器人的机械臂运动方程,通过对运动方程的变换求出了机械臂正运动学的逆解,最后借助Matlab对末端执行器的作业范围进行了仿真。(3)采棉机器人机械臂的制作与试验。以样机为研究对象,对采摘机器人末端执行器的工作空间大小与位姿多样性进行了试验,验证了采棉机器人机械臂的可操作性。
【学位单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S225.911
【部分图文】：

2004 年美国加利福尼亚州番茄收获机械单位首次展出两台自主研发的全自动番获机，如图 1-2 所示。该西红柿采摘机器人在工作过程中首先将西红柿植株割倒并图 1-1 日本西红柿采摘机器人Fig.1-1 Tomato harvesting robot in Japan

加利福尼亚西红柿采摘机器人Fig.1-2TomatoharvestingrobotinCalifornia

4图 1-3 日本黄瓜采摘机器人Fig.1-3 Cucumber picking robot in Japan图 1-4 荷兰黄瓜采摘机器人Fig.1-4 Cucumber picking robot in Holand

【参考文献】

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1 何价来;罗金良;宦朋松;邓健;;基于蒙特卡洛法的七自由度拟人机械臂工作空间分析[J];组合机床与自动化加工技术;2015年03期

2 李国利;姬长英;翟力欣;;果蔬采摘机器人末端执行器研究进展与分析[J];中国农机化学报;2014年05期

3 谈建豪;陈燕;向和平;黄思麦;邹湘军;;机器人串果采摘末端执行器设计及仿真[J];农机化研究;2013年09期

4 张凯良;杨丽;王粮局;张丽霞;张铁中;;高架草莓采摘机器人设计与试验[J];农业机械学报;2012年09期

5 顾宝兴;姬长英;王海青;田光兆;张高阳;王玲;;智能移动水果采摘机器人设计与试验[J];农业机械学报;2012年06期

6 冯青春;袁挺;纪超;李伟;;黄瓜采摘机器人远近景组合闭环定位方法[J];农业机械学报;2011年02期

7 毕昆;赵馨;侯瑞锋;王成;;机器人技术在农业中的应用方向和发展趋势[J];中国农学通报;2011年04期

8 冯青春;纪超;张俊雄;李伟;;黄瓜采摘机械臂结构优化与运动分析[J];农业机械学报;2010年S1期

9 张洁;李艳文;;果蔬采摘机器人的研究现状、问题及对策[J];机械设计;2010年06期

10 汤修映;张铁中;;黄瓜收获机器人避碰轨迹规划[J];农机化研究;2010年05期

本文编号：2829678