| 击打式松果采摘机器人设计与试验 |
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| 引用本文： | 王克奇,张维昊,罗泽,张怡卓. 击打式松果采摘机器人设计与试验[J]. 农业机械学报, 2020, 51(8): 26-33 |
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| 作者姓名： | 王克奇 张维昊 罗泽 张怡卓 |
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| 作者单位： | 东北林业大学机电工程学院,哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院,哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院,哈尔滨150040;东北林业大学机电工程学院,哈尔滨150040 |
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| 基金项目： | 林业公益性行业科研专项（201504307） |
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| 摘 要： | 针对人工采摘松果过程中存在严重安全隐患的问题,设计了一种击打式松果采摘机器人,该机器人系统主要由电机驱动模块、主控模块、视觉模块、夹持模块、采摘模块组成,视觉模块完成松果识别与定位,实时反馈给主控模块,并控制电机驱动模块,配合夹持模块和采摘模块作业实现松果采摘。采用Matlab仿真软件建立松果采摘机器人运动学模型,求解出机械臂工作空间为直径4.5 m的球体;基于冲量原理和Lagrange方程建立碰撞动力学模型,通过动态分析求解出碰撞后各关节保持原有运动规律所需的驱动力矩;运用静力学原理建立关键组件有限元模型,利用ANSYS Workbench对结构进行优化设计,优化后其安全系数最低为1.577 1,支撑关节最大变形4.148 4 mm。仿真结果表明:该机器人结构在运动学、动力学及静力学方面均满足设计要求。制作物理样机并在实验室环境下进行了松果采摘试验,样机初始状态尺寸1 000 mm×1 200 mm×1 100 mm,试验结果验证了机器人结构设计的合理性与实用性。
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| 关 键 词： | 松果采摘机器人 击打式 运动学分析 动力学分析 有限元分析 |
| 收稿时间： | 2019-11-20 |
Design and Experiment of Hitting Pine Cone Picking Robot |
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| WANG Keqi,ZHANG Weihao,LUO Ze,ZHANG Yizhuo. Design and Experiment of Hitting Pine Cone Picking Robot[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2020, 51(8): 26-33 |
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| Authors: | WANG Keqi ZHANG Weihao LUO Ze ZHANG Yizhuo |
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| Affiliation: | Northeast Forestry University |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | pine cone picking robot hitting kinematic analysis kinetics analysis finite element analysis |
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