禽蛋撿拾并聯(lián)機(jī)器人的設(shè)計與運動控制研究.pdf

1、禽蛋產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，是我國農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。禽蛋是我國居民生活中每天的必需品，是關(guān)系國計民生和社會穩(wěn)定的重要農(nóng)產(chǎn)品。同時，禽蛋還是很多行業(yè)非常重要的工業(yè)原料。中國的禽場養(yǎng)殖規(guī)模以中小型居多，不像歐美地區(qū)以大型養(yǎng)殖為主，并且養(yǎng)殖比較分散，難以集中形成規(guī)模，從而形成機(jī)械化及自動化生產(chǎn)也比較困難。國內(nèi)中小型養(yǎng)雞場大多是人工撿蛋，人工包裝，這樣既浪費時間又浪費勞動力。雖然大型養(yǎng)雞場配備有流水線式的自動集蛋設(shè)備，但是自動集蛋設(shè)備

2、也只是實現(xiàn)了半自動化。國外生產(chǎn)具有一整套自動化禽蛋生產(chǎn)設(shè)備和鮮蛋處理系統(tǒng)，但其設(shè)備價格比較昂貴，普及率比較低。
　　隨著農(nóng)業(yè)高新科技的應(yīng)用和推廣，農(nóng)業(yè)機(jī)器人已逐步進(jìn)入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。并聯(lián)機(jī)器人以精度高、運動加速度大、動作周期短著稱。并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用于禽蛋自動包裝流水線，能夠提高勞動生產(chǎn)率，降低人工成本，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。但是，由于并聯(lián)機(jī)器人需要確定撿拾目標(biāo)的位置信息，一般需要使用機(jī)器視覺技術(shù)用于包裝產(chǎn)品的定位，所以成本較高，控制較

3、為復(fù)雜，既增加了機(jī)器視覺的成本，也加重了控制器的負(fù)荷，提高了控制系統(tǒng)的成本，致使整機(jī)成本高昂，影響了其推廣應(yīng)用。
　　本文研究的是一種低成本禽蛋撿拾并聯(lián)機(jī)器人，針對國內(nèi)常用自動集蛋設(shè)備只實現(xiàn)半自動化的不足而設(shè)計，本設(shè)計實現(xiàn)了禽蛋從傳送帶到裝盤的自動化過程。本設(shè)計的禽蛋撿拾并聯(lián)機(jī)器人包括禽蛋運輸裝置、震動矯正裝置、Delta并聯(lián)機(jī)器人。禽蛋運輸裝置用于收集、存放和傳送禽蛋;震動矯正裝置用于使傳送帶上的禽蛋由無序布置狀態(tài)變成有序布置狀

4、態(tài);Delta并聯(lián)機(jī)器人用于禽蛋的撿拾及裝盤。
　　文中詳細(xì)講述了并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，包括控制系統(tǒng)的硬件組成、工作流程以及上位機(jī)、下位機(jī)程序編寫與界面設(shè)計;詳細(xì)闡述了末端執(zhí)行器參數(shù)分析及末端路徑規(guī)劃，包括并聯(lián)機(jī)器人禽蛋坐標(biāo)定位方法、末端路徑分析與追蹤路線預(yù)估以及末端執(zhí)行器提升舵機(jī)力矩分析及吸盤吸氣壓力分析，從而為舵機(jī)和氣泵的選型提供依據(jù);最后，進(jìn)行了并聯(lián)機(jī)器人的ADAMS-MATLAB聯(lián)合仿真、取蛋-放蛋方案分析以及樣