草莓采摘机器人机械结构设计.doc

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- s; Mechanical body;Five degree of freedom manipulator;The end effector
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- -可修编.
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目 录
1 绪论 1
引言 1
工作环境和作业要求 1
草莓采摘机器人国外开展状况 2

国研究现状 2
研究的目标和容 3
研究目标 3
研究容 3
2 草莓采摘机器人机械本体设计 3
3 草莓采摘机器人五自由度机械手臂设计 4
采摘机器人机构选型原那么 4
机械臂的设计 5
设计要求 5
机械手臂的选择 6
机械手手腕的设计 6
手腕设计的根本要求 7
草莓采摘机械手手腕的构造型设计 7
机械手的构造型式 7
机械手运动学方程的建立 8
正运动学模型 8
逆运动学模型 10
4 草莓采摘机器人末端执行器设计 13
末端执行器介绍 13
末端执行器的分类 13
两个手爪的末端执行器 13
两个以上手爪的末端执行器 14
夹持式末端执行器的选型 14
夹持式末端执行选择的根本要求 14
末端执行器的构造型式和工作原理 14
整体构造 15
工作原理 15
主要部件设计 16
传动局部设计 16
抓取和切断机构设计 17
5 结论与建议 17
结论 17
工作展望和建议 17
参考文献 18
致 19
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- -可修编.
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草莓采摘机器人机械构造设计
1 绪论
引言
草莓在世界绝大多数地区都有种植，因其甜美的味道及丰富的营养价值，颇获大家喜欢。其中我国草莓种植面积达10万公顷。然而为了保证草莓的外观品质和营养价值，必须在收获季节每天早晚时刻挑选并采摘草莓果实。其劳动强度之大，本钱之高，约占草莓种植生产本钱的四分之一。因此减轻劳动强度，降低生产本钱，成了草莓收获的重中之重。日本率先研制出以高架栽培为种植模式的草莓采摘机器人［1]，Kondo ，%。国徐丽明、铁中等人针对垄作式草莓种植的自动化采摘设备进展了研究[2]。不过上述自动化采摘设备在机械手爪定位精度，采摘作业效率，果实无损采摘等方面距离实际需要还有一定缺乏。
本文针对地垄栽培模式下草莓的生长方式，对草莓收获机器人的主要组成单元——采摘机器人机械本体、机械手臂和机末端执行器进展研究并设计模型，到达对一定围成熟草莓进展无损伤采摘。
工作环境和作业要求
我国大多数草莓种植是垄作栽培模式，地垄截面成等腰梯形，垄顶宽400 mm，垄底宽600 mm，高250 mm[3]。草莓植株生长于垄顶部，果实长出后伏在垄侧面，成熟草莓果实上方一段果柄与垄侧壁有10 ～20 mm间隙，相邻两垄间为宽度约500 mm 的垄沟( 图1-1) 。
本文要求在现有农艺条件下，设计出适宜尺寸的车身模型，设计出可以到达垄面一定围的机械手，以及可以高效且少伤果实的末端执行器。
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