七自由度番茄收获机械手运动学求解

番茄收获机械手能够提高劳动生产率和作业质量,降低劳动强度,改善工作环境,实现收获作业机械化、自动化和智能化。为此,采用Denavit-Hartenberg坐标系,通过齐次坐标变换建立了7DOF番茄收获机械手的运动学模型,并对正运动学及逆运动学进行了求解。     

番茄收获机械手避障运动规划

基于伪距离避障法,以机械手可操作度作为优化指标,采用性能优化与正运动学迭代相结合的方法,进行了番茄收获机械手连杆避障运动规划与仿真.试验结果表明,机械手手臂能够沿预定路径成功避开障碍物到达目标位置,并能保证良好的可操作度性能,各关节位置变化连续、平滑,无关节越限现象,末端执行器位置绝对误差为0.87 mm,运动速度为0.18 m/s,机械手能够满足番茄收获的精度和生产率要求.     

收获采摘机器人的运动学分析及仿真——基于ADMAS

为了对五自由度关节式收获机器人五自由度关节机器人末端执行器的位姿和运动进行描述,运用传统的D-H法建立各关节运动学数学模型,进行运动学正、逆解,求得末端执行器的位置关系式。基于UG软件建立了该机械手的三维立体模型,并通过ADMAS软件对机械手抓取、采摘和放下过程进行仿真分析,确定其运动轨迹。结果表明:所建立的运动学方程正确,设计的机械手满足工作要求,有较强的操作性,为收获采摘机械手的设计制造奠定了基础。     

番茄收获机械手机构型综合研究

基于番茄收获作业要求与工作特点,结合番茄生物学特性与栽培方式,遵循机构设计原则和仿生学原理,将番茄收获机械手分为手臂和手腕两部分分别进行选型设计.通过旋转能力分析,确定了番茄收获机械手机构型式为七自由度冗余度机械手,该机械手具有较好的工作空间、运动学特性,能够满足番茄收获工作要求,为其它收获机械手机构型式设计提供了依据.     

苹果采摘机器人机械手运动学分析与仿真

通过齐次坐标变换建立了机械手的运动学模型,并对正运动学以及逆运动学分别进行了求解,通过初始位姿对运动学正反解进行了初步验证;利用矢量积法求解了机械手的雅克比矩阵,建立了机械手关节速度与末端执行器速度的瞬时对应关系;由机械手的具体结构设计出发,利用Pro/E 建立了机械手的实体样机模型,并导入仿真软件 ADAMS 中对其进行运动学仿真验证,使机械手整个运动过程直观化;同时分析了仿真过程中机械手各关节的驱动与机械手末端点运动变化的关系.仿真结果表明机械手的运动学方程解完全正确.     

圆形水果采摘机械手运动学分析与仿真

针对目前水果采摘劳动强度大、作业效率低及危险等问题,设计一种六自由度圆形水果采摘机械手。采摘机械手采用液压和气动系统相结合的方式实现升降、俯仰及快速采摘,且采用D-H法建立了各连杆坐标系,并对其进行运动学正解和反解分析;最后,运用Adams和Matlab对采摘机械手进行运动轨迹、夹紧力及工作空间的仿真分析。结果表明:机械手采摘的高度范围为230~5 100 mm,末端执行器关节的旋转角度为0°~280°,弧形手抓最大夹紧力为22 N,工作空间内的工作点分布均匀对称且水平方向上可360°旋转。通过仿真可有效地看出各连杆之间运动平稳,验证运动学分析的正确性,为进一步的研究提供理论基础。     

番茄收获机抛秧装置运动学分析与仿真

抛秧装置是番茄收获机的关键部件,其工作性能直接影响整机的收获质量。为此,针对抛秧机构,进行机构简化和建立矢量方程,得出抛秧机构的关键点H的位移、速度和加速度模型。通过ADAMS软件对抛秧机构的仿真模型进行仿真分析,获得H点在竖直和水平方向的位移及加速度曲线,验证了结构设计的合理性,为番茄收获机整机设计提供理论依据和技术支持。     

基于ADAMS的果品采摘机械手运动学仿真分析

机械手作为机器人的重要组成部分,具有一定的研究价值.为此,基于人机协作思想,对果品采摘机械手的结构及相关参数进行了设计,并对其进行了详细的运动学分析,利用代数法对机械手逆运动学进行求解,得到了机械手的运动学方程,为实现机械手的控制奠定了基础.最后,通过机械系统仿真软件ADAMS进行仿真分析,验证了运动学方程的有效性.     

基于Matlab的采摘机械手运动学仿真研究

结合人机协作思想,确定了采摘机械手自由度数目,并对其进行了结构设计,讨论了该机械手的运动学问题,并在Matlab环境下建立了采摘机械手的三维仿真图.同时,通过控制滑块驱动机械手运动,运动情况满足预定要求.编制简单的算法程序,对规划好的轨迹进行了运动学仿真,从而验证了连杆坐标系的正确性和连杆参数的合理性;在运动过程中各关节角连续变化,末端执行器可以实现预期的运动.     

一种四自由度上下料机械手运动学分析

随着我国现代化进程的加快,工业生产的自动化程度越来越高,机械手在生产中的应用也越来越广泛,特别是在重复的体力劳动及有害的生产环境下,它可以代替人进行操作,在改善劳动条件的同时提高了生产效率,要使机械手实现更好的运动完成相应工作,就需要对机械手进行更深入的研究,根据机械手不同的结构和使用性能要求对其进行分析。课题组提出了一种由两个平行四边形连杆构成的机械手机构,该机构通过平行四边形机构实现机械爪在运动过程中始终保持水平。为了研究此机构,让其运动轨迹得到进一步优化,首先通过D-H法建立机械手的连杆坐标系,用一个固定自由度代替平行四边形机构,然后建立5个自由度的机械手数学模型;其次采用MATLAB对数学模型进行仿真建模,根据上下料机械手的结构特点和实际应用过程中的性能要求,对机械手在上下料过程中的运动步骤进行正逆运动学求解计算,计算规划出一条合理的机械手运动轨迹;最后分析规划路径中各个关节的角速度和角加速度变化曲线。结果表明,机械手按照规划运动轨迹运行过程中各个关节的运动特性曲线都是光滑的,不存在运动冲击,该路径是可行的,机械手能够实现稳定可靠的工作。     

四自由度混联机器人运动学分析与仿真

根据串联机构和并联机构的特点,以两平移一转动并联机构为主体,设计了一种四自由度混联机器人,该机器人动平台自由度为三平移和一转动,同时,在并联机构动平台和虚拟固定平台间增加一辅助支链,该辅助支链具有独立的转动自由度。与具有同样运动特性的并联机构相比,该机器人的工作空间大,转动灵活。分析了该机器人的运动学特征,求出其位置正反解析解,利用运动影响系数对其速度和加速度进行了系统研究,并进行了动态仿真验证。     

苜蓿草干燥试验与收获工艺优化

通过田间试验对苜蓿草干法收获工艺和湿法收获工艺进行了分析,研究了苜蓿草自然晾晒干燥速度特性;研究了苜蓿草在收获过程中营养成分变化和干物质损失规律;解决茎、叶干燥不同步问题和提高苜蓿草营养成分保有率的方法,可实现苜蓿草收获营养成分保有率在90％以上,干物质损失小于2％.     

多末端苹果采摘机器人机械手运动学分析与试验

提出了一种多末端采摘机器人机械手结构方案,设计了机械臂、末端执行器及其控制系统。机器人机械臂采用主从两级结构,从臂前端可挂接多个末端执行器。末端执行器能进行果实连续采摘,其结构紧凑、驱动简单、通用性好,可适用于苹果、柑橘、梨等球形水果的自动化收获。针对设计的采摘机械手具有多末端的特点,提出了果树分区采摘作业策略,一个采摘区内各个末端执行器同时连续采摘、果实集中回收。在此基础上建立了机器人机械手运动学模型,采用D-H法推导了运动学方程,运用Matlab Robotics Toolbox进行了运动学仿真验证。制作了机械手物理样机并在实验室环境下进行了机械手运动学及采摘试验,结果表明,机械手各从臂末端位置误差小于9 mm,采摘成功率为82.14%。     

基于YUV颜色模型的番茄收获机器人图像分割方法

在研究番茄收获机器人对目标图像分割识别时,经常由于采集的图像受光照影响以及分割识别算法的计算复杂性而影响到识别的准确性和实时性.通过比较RGB、HSI、YUV等颜色模型的特点,从理论上分析了YUV颜色模型应用于收获机器人视觉系统的可行性,提出了一种基于YUV颜色模型的成熟番茄分割方法.同时综合实验及经验确定了成熟的红色番茄在RGB、HSI、YUV颜色模型中阈值范围,采用直接确定色差阈值的双阈值分割算法识别成熟番茄,并对3种颜色模型在不同的光照条件下的分割识别效果进行实验对比.实验结果证实,将基于YUV颜色模型成熟番茄分割方法应用于番茄收获机器人视觉识别系统,能很好地解决其鲁棒性和实时性问题.     

三自由度并联机构位置和运动分析及仿真

分析了一种两平移一转动三自由度并联机构,得到该机构位置正反解析解,采用求导法得到其一阶和二阶运动影响系数。利用运动影响系数对该机构进行了速度和加速度分析,并在ADAMS软件上进行仿真,验证了该理论分析的正确性。同时,提供了该机构在中医推拿方面的具体应用实例。