水果套袋機(jī)器人的開發(fā)設(shè)計(jì)及研究.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，水果種植行業(yè)在我國(guó)占有重要的地位。為了提高果品的產(chǎn)量與質(zhì)量，水果套袋技術(shù)作為一種農(nóng)業(yè)技術(shù)逐漸得到推廣與應(yīng)用。但是水果套袋技術(shù)在實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)的同時(shí)，也增加了果農(nóng)的勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度。進(jìn)行套袋機(jī)器人研究的目的是研發(fā)一種能替代果農(nóng)完成套袋作業(yè)的機(jī)器人，從而降低果農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量。
　　本文以蘋果幼果套袋作業(yè)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了一種五自由度的套袋機(jī)器人，同時(shí)對(duì)機(jī)器人的末端執(zhí)行器進(jìn)行了開發(fā)和研究。并對(duì)套袋機(jī)器人進(jìn)行了

2、運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析與仿真。
　　首先，對(duì)果園環(huán)境和幼果的生物特性進(jìn)行了調(diào)研和分析，確定了目標(biāo)參數(shù)?；跈C(jī)器人套袋的動(dòng)作流程，對(duì)機(jī)器人各個(gè)部分提出了設(shè)計(jì)方案，完成了整體方案設(shè)計(jì)?；诜饪趧?dòng)作的實(shí)際要求，對(duì)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型進(jìn)行分析，最終提出了能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定封口功能的新機(jī)構(gòu)。
　　其次，基于緊湊性和預(yù)留工作空間兩個(gè)方面的要求對(duì)封口機(jī)構(gòu)的連桿參數(shù)進(jìn)行了確定和優(yōu)化，得到了最優(yōu)的機(jī)構(gòu)方案，并建立了機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可行性。
　　

3、最后，對(duì)機(jī)械臂部分和末端執(zhí)行器部分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并建立了三維模型。利用D-H法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析。利用Matlab中的機(jī)器人工具箱進(jìn)行仿真對(duì)比，驗(yàn)證了理論分析的正確性。利用Robotics Toolbox工具箱在關(guān)節(jié)空間對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了軌跡規(guī)劃，用Adams驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)的平滑性。根據(jù)蘋果幼果生長(zhǎng)條件，提出了三種障礙模型，結(jié)合C-空間障礙的特點(diǎn)，建立了C-空間障礙模型，利用A*算法在C-空間進(jìn)行了最優(yōu)避障路徑的搜索，將得到的點(diǎn)作為路