欠驅(qū)動(dòng)采摘機(jī)械手無(wú)損抓取及其控制方法.pdf

1、21世紀(jì)是農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的重要時(shí)期。果蔬采摘時(shí),末端執(zhí)行器抓取或夾持力過(guò)大,易壓傷果蔬外表,這個(gè)問(wèn)題是設(shè)計(jì)末端執(zhí)行器的核心問(wèn)題之一。為了實(shí)現(xiàn)果蔬的無(wú)損采摘,采用了欠驅(qū)動(dòng)原理設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)的機(jī)械手爪。欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的執(zhí)行器個(gè)數(shù)小于機(jī)構(gòu)本身自由度數(shù)目,這樣的設(shè)計(jì)使得機(jī)械手具有簡(jiǎn)單可靠的特點(diǎn),抓取物體時(shí)具有形狀自適應(yīng)能力,手指可完全包絡(luò)果蔬,通過(guò)力閉環(huán)反饋控制最大接觸力來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)損采摘。
　　根據(jù)欠驅(qū)動(dòng)原理，對(duì)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計(jì)，在solidworks中建立其三維模型。由于本文所設(shè)計(jì)的為滑輪繩索式欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，而 adams/cable模塊能夠很好對(duì)滑輪繩索建模，故將solidworks中的三維模型導(dǎo)入到adams中進(jìn)行完整三維模型建立,并在adams中對(duì)所設(shè)計(jì)的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，驗(yàn)證其可行性。
　　為實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬的無(wú)損穩(wěn)定抓取，對(duì)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手與果蔬的接觸力的控制顯得尤為重要。但欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手抓取果蔬的數(shù)學(xué)模型難以建立，故本文采用不需要精確數(shù)

3、學(xué)模型而是依靠專(zhuān)家的操作經(jīng)驗(yàn)的模糊控制法對(duì)其抓取力進(jìn)行控制。將近指、遠(yuǎn)指與指定接觸力大小的差值作為模糊控制器的輸入，驅(qū)動(dòng)力作為輸出。在對(duì)模糊控制器設(shè)計(jì)之前，需在adams中模擬仿真其在不同驅(qū)動(dòng)力的作用下，分析欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手對(duì)果蔬的包絡(luò)抓取情況以及近指、遠(yuǎn)指與果蔬的接觸力的大小變化。依據(jù)接觸力變化完成對(duì)論域的劃分以及模糊規(guī)則的總結(jié)。
　　通過(guò)adams與simulink的聯(lián)合仿真，可以明顯的看出欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手能夠較好的實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬的包絡(luò)抓