基于PLC的苹果采摘机械手运动控制系统设计

以苹果采摘机械手运动控制为研究对象,对机械手进行运动学分析与建模,设计了基于PLC的机械手硬件框架与运动控制方案、人机交互上位机和机械手轨迹规划的实验系统。实验结果表明:采用PLC控制器的苹果采摘机械手软硬件均能正常运行,该系统具有可靠性高、实时性和稳定性好等优点,对于农业采摘机器人快速识别目标并进行正确采摘作业具有很大帮助。     

六自由度果实采摘机械手及其控制系统的设计

目前我国农业机械化水平相对于欧美的一些发达国家很低,因此加快我国的农业机械化进程,是实现我国农业现代化的必由之路.基于ATmega16的六自由度果实采摘机械手就是提高我国农机化进程一项有力措施.为此,主要介绍了基于AVR系列单片机-ATmega16L的控制器的设计,以及机械手整体结构的组成设计.机械系统的设计采用模块化的设计方案,即将功能分解, 降低模块之间的耦合性.硬件系统主要由6路伺服电机、金属支架组件以及控制器构成;控制器分别从硬件和软件两方面进行设计,并通过实验验证了六自由度采摘机械手的可行性.     

基于UG和ADAMS的采摘机器人动力学仿真分析

为了提高采摘机器人机械手设计的速度,缩短开发周期和时间,并提高设计的准确性,采用UG和ADAMS软件联合仿真的方法 ,对采摘机器人进行了设计优化。首先利用UG软件对六自由度的采摘机械手进行了三维实体建模,然后采用UG和ADAMS的兼容性接口将模型导入到了ADAMS软件中,根据实际设计需求添加了约束,最后对机械手进行了动力学仿真。通过仿真计算,得到了机械手各关节的位移-时间曲线和力学分析曲线,通过观察结构的运动轨迹和受力情况,可以对初始设计阶段的机械手进行优化设计,从而提高了设计的效率。     

果蔬机械化采摘装置研究

我国当前果蔬种植面积占世界果蔬种植总面积的比重大,结合"十三五"农业装备发展目标规划,大力提高果蔬的机械化技术水平是未来的主要研究任务。文章综述了机械化采摘目前的发展现状;在果蔬采摘过程中如何建立相对应的模型进行合理无损采摘;采用机械化采摘驱动的控制;采摘机械手材料等相关问题,分析了几种国内外机械化采摘在果蔬采摘作业中所研制的产品,同时分析了几种机械手爪在果蔬采摘过程中的工作原理,探讨了机械化采摘装置的建模研究进展、应用材料等相关问题以及未来的发展趋势,可为果蔬的机械化采摘提供新的思路和方法。     

基于无线传感器的采摘机械手避障系统研究

根据农业采摘机械手的发展特点,结合视觉系统、感知系统、伺服系统和控制系统的相互衔接要求,通过对关键部位无线传感器的避障模型、控制算法进行选择匹配,重点对采摘机械手避障系统进行建模。同时,进行仿真试验对比,得出采摘机械手特定条件下的避障路径规划和机械运动学轨迹,证明该方法可以有效提高避障效果,可对本领域相关研究提供参考。     

仿真设计(ADAMS)在农业机械手设计中的应用

电子计算机技术的发展,使得机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术.农业机械手作为机械人的一部分,是精准农业、农业生产自动化、智能化的表现,传统的设计不能满足对农业机械手的设计要求,本文介绍了农业机械手的特点、仿真设计的思想和特点,并利用仿真设计软件ADAMS结合番茄采摘机械手设计实例,来说明仿真设计在农业机械手设计中带来的作用.     

菠萝采摘机械手结构设计

根据菠萝的物理特性,设计了一种菠萝采摘机械手结构,并运用三维数字化软件SolidWorks,对设计机构进行三维建模。在此基础上,对机械手的运动特性与动力学特性进行了相应分析。     

采摘机器人动力学建模及动作规划仿真研究——基于SolidWorks

为了提高采摘机器人的自动化采摘效率和质量,将机器人动力学建模和仿真模拟方法引入到了采摘机器人的设计过程中,基于SolidWorksv软件建立了采摘机器人机械手的三维模型,并将其导入到ADAMS软件中进行了仿真模拟计算,得到了机械手动作的轨迹,通过对轨迹数据的分析可以实现机械手动作的优化。在机器人动作控制精度的优化上采用了神经网络PID算法,并对优化前后的动作精度进行了对比,结果表明:采用神经网络PID算法可以明显提高动作的精度,对于采摘机器人的优化设计具有重要作用。     

国内外采摘机器人机械手结构比较的研究

采摘机器人是未来智能农业机械化的发展方向,具有广阔的应用前景.国外采摘机器人发展非常迅速,但国内采摘机器人的研制与开发才刚刚起步.为此,通过采摘机器人机械手3种自由度结构形式一直角坐标型、极坐标型、关节型比较分析,以及末端执行器类型的比较研究并考虑了不同栽培方式对结构设计的影响,提出了适合于不同蔬菜和水果采摘的机械手结构,为采摘机器人机械手设计提供理论依据.     

基于ADAMS仿真技术在农业机械手设计中的应用

农业机械手作为机械人的一部分,依赖传统的设计已不能满足其设计要求.为此,介绍了农业机械手的特点及其仿真设计的思想和特点,并利用仿真设计软件ADAMS 结合番茄采摘机械手设计实例,来说明仿真设计在农业机械手设计中的作用.     

基于农业采摘的机械臂结构设计研究

为提高农业采摘机械手整体的工作效率和机械臂采摘工作的灵活性与准确性,针对农业采摘机械手的结构特征问题,根据农业采摘器具机械臂的运动学原理,在保证臂体整体结构紧凑、适应作业场所的前提下,对机械臂进行结构优化,并在可操作性的理论模型的基础上,通过对机械臂进行建模、仿真分析及关键运动构件参数的优化,验证此机械臂结构设计的可行性与合理性。同时,结合其相关运动控制参数设定及要求,实现农业采摘机械臂的准确采摘定位化与轨迹化控制与反馈调节控制,达到机械臂结构的优化目标,为后续机械臂轨迹规划控制奠定良好的基础,亦可作为其他农机结构优化的参考。     

番茄采摘机械手的三维设计与试验研究

采摘机械的末端执行器作为果蔬收获类机器人的重要组成部分,其采摘机械手的设计是收获机器人研发的重要环节。为此,分析了当前采摘机械手在国内外的发展现状,结合番茄果实的生物学特征,以保护番茄果实不受损伤为设计目标,利用NX12.0三维制图软件设计出了一种将作用力施加于番茄桔梗生长节点的番茄采摘机械手。同时,通过三维软件的仿真模块对机械手的关键零件进行有限元分析,进而对整体机构进行模拟仿真,仿真结果验证采摘机械手的设计合理性,旨在为下一步番茄采摘机械手的研发奠定基础。     

基于虚拟样机技术的四自由度机械手设计与仿真

四自由度机械手广泛地应用于工业、农业等领域中,发挥着重要的作用.为此,提出了基于虚拟样机技术的机械手设计思想和总体设计方案,并利用三维设计软件CAXA2007进行了机械手零部件的设计.在此基础上,利用动力学仿真软件ADAMS2004对机械手进行了虚拟样机建模与仿真,分析机械手设计中存在的缺陷.为了便于机械手的数控加工,利用CAXA2007软件中的数控加工模块对机械手零部件进行了数控加工编程.     

一种椰子抓取采摘机械手设计及其工作空间仿真分析

针对两种目前常用于椰子采摘的采摘方法—人工攀爬采摘和采摘机刀具切割采摘出现的劳动强度大、作业危险及效率低等问题设计了一种抓取采摘机械手。采摘机械手底座固定在椰子采摘机上,通过旋转功能组件实现采摘手抓的左右摆动,依靠气压升降、摆臂功能组件实现采摘手抓的升降和俯仰,利用机械手外手抓抓住果蒂,内手抓抓住椰子旋转采摘。为此,介绍了采摘机械手总体结构设计及工作原理,对其关键结构进行了建模,并进行了工作空间仿真分析。仿真结果表明:所设计的椰子采摘机械手工作点分布密集对称,满足工况需求,为进一步实际采摘实验提供了理论支撑。     

智能水果采摘机械手臂的研究

农业是国民经济的基础,是经济社会发展中的头等大事。改革开放以来我国农业发展水平大幅提高,但同时也面临着诸如农业产业化程度低、劳动力短缺等问题。如何在资源紧缺的同时稳步提高农业发展水平,实现农业可持续发展,成为我国经济社会发展中面临的重大命题。技术创新和变革将是解决农业问题并推动农业走向现代化的有效途径。本文主要研究了机械手智能采摘水果的装置,分析了机械手臂的设计结构与工作原理。该装置在一定程度上为解决采摘季节劳动力短缺等问题,突破传统人工采摘效率低、成本高的局限性以及实现农机结合提供了一个思路。     

农业采摘机器人柔性机械手研究

现有的刚性机械手存在自适应性差、质量大、不适宜在农业采摘中应用。本文介绍一种适宜农业采摘的柔性机械手,设计该手爪的内部结构,研究机械手的气动控制系统。在不同气压条件下对柔性机械手进行分析,得到夹持力随气压变化的规律,并以不同目标物为研究对象对柔性机械手进行实验分析,实验结果验证柔性机械手抓取果实的可行性,在农业采摘中具有良好的应用前景。     

农业采摘机械手路径规划——基于云平台和Q学习算法

首先,分析了Q学习算法在采摘机械手路径规划问题中的应用,介绍了云平台的工作模式,以利用其对路径规划进行计算;然后,设计了农业采摘机械手控制系统,实现了基于Q学习算法的采摘机械手路径规划。实验结果表明:采摘机械手成功避开了环境中的障碍物,且整个运动曲线路径偏差较小,充分证实了该系统的优越性。     

基于液压控制的农业机械手的设计

探讨了农业机械手的造型、液压回路及控制部分的设计。该机械手主要采用了CAD/CAE软件来进行设计分析,提高了设计的效率、可行性和科学性。为此,针对当前农业的产品种类逐渐增加的发展趋势,对本机械手进行手部可调整设计,从而可以采摘不同形状的农业产品。S7-200型号的PLC和液压技术在该机械手中的应用,使设备整体结构紧凑,工作更加稳定,通过机电仿真软件建立机械手总装模型并完成仿真,为该机械手的实际生产提供了重要参考。     

基于DSP的三自由度采摘机械手控制系统研究

通过对采摘机械手进行运动学分析,针对采摘机器人运动控制难度大这一问题,设计了基于DSP的三自由度采摘机械手控制系统,并从硬件和软件等方面搭建了系统平台。MatLab仿真结果表明:采摘机械手在控制系统的驱动控制下,可以准确从起点运动到终点,且轨迹比较圆滑,可以到达预期目标,满足采摘机器人作业需求,证实了该方法的可行性。     

仿真设计（ADAMS）在农业机械手设计中的应用

电子计算机技术的发展,使得机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术。农业机械手作为机械人的一部分,是精准农业、农业生产自动化、智能化的表现,传统的设计不能满足对农业机械手的设计要求,本文介绍了农业机械手的特点、仿真设计的思想和特点,并利用仿真设计软件ADAMS结合番茄采摘机械手设计实例．来说明仿真设计在农业机械手设计中带来的作用。