授花粉竞赛机器人设计

设计了一种面向中国机器人大赛的授花粉竞赛机器人。针对机器人授花粉的竞赛要求,设计了授花粉机器人的机械系统;以STM32为控制核心,构建授花粉机器人电气控制系统,包括步进电机驱动器、舵机驱动器、循迹模块、视觉及图像处理模块。采用OpenMV视觉模块完成雌雄花识别和花蕊精准定位,结合舵机驱动机械臂,设计了手眼协调算法,实现了授花粉动作;采用小型四轴无人机作为风媒授粉区域的授粉平台,利用无人机单目视觉实现了目标引导点的识别,实现雌雄同体作物的风媒模拟授粉。将上述技术整合后,实现了授花粉机器人竞赛所需功能,并参赛验证了设计的有效性。     

名优茶采摘机器人的系统设计与试验

针对名优茶采摘劳动力短缺的现状,设计了一种适用于自然环境下作业的名优茶采摘机器人。系统由采摘机械手、3P-Delta机械臂、视觉系统和主控系统构成。机器人通过深度相机获取茶蓬图像,利用深度学习和骨架法计算采摘点。从名优茶的生长特征出发,建立了机械臂采摘轨迹模型,采用Bézier曲线对茶叶采摘路径进行优化,降低了机械臂在快速运动过程中的加速度突变,提高了采摘运动的平滑性。利用虚功原理建立机械臂动力学模型,基于滑模控制设计了机械臂采摘控制策略,优化了控制算法中的指数趋近律,有效地抑制了滑模面在快速趋近时的抖振现象。实地测试结果表明,采摘机器人能够实现名优茶的采摘,采摘率和完整率分别为75.53%和54.68%,平均采摘速度为0.451颗/s。     

面向竞赛的果园喷药机器人设计

依据果园喷药机器人的竞赛要求,以STC15F2K60S2单片机为控制核心,设计了竞赛机器人的机械系统和基本控制电路,包括机器人底盘系统、喷药模块、主控模块和以L298N为核心的驱动模块。然后,以步进电机控制器、丝杆滑台、循迹模块、光电开关和平面定位系统搭建了果园喷药机器人控制系统,并设计了控制算法,实现了果园喷药机器人的竞赛功能。     

一种自动采摘苹果机器人的设计

设计了一种智能式采摘苹果机器人,对智能车整体设计思路、硬件与软件设计及车模的装配调试过程作简要的说明,使智能车能通过直线运动、车体回转、寻迹、避障、手抓张合及协同作业等来实现对目标苹果的搜寻、抓取及采摘运动。系统以单片机为核心控制模块,充分利用了无线通信模块、数码管显示模块、黑白循迹模块、红外避障模块、电源模块、串口通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块。通过实践操作与程序调试,综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等使小车能在无人操作情况下,借助传感器识别路面及周围环境,附以外围电路,采用光电检测器进行检测信号和循线运动并实现机械臂的运动及机械手的抓取。     

基于机器视觉的百香果采摘分级机器人平台的设计

针对人工采摘百香果存在的效率低、劳动强度大、安全隐患多等问题,设计了一种百香果采摘机器人平台.机器视觉模块完成百香果的图像数据采集以便进行识别和定位,将采集的信息发送给控制模块,发送控制指令到驱动模块,通过传动模块将动力传输给采摘执行机械手模块进行百香果的采摘工作.通过对平台整体进行有限元模态分析,仿真结果表明所设计的...     

节水灌溉竞赛机器人设计

为提高竞赛机器人的节水灌溉能力,提出了一种节水灌溉竞赛机器人的设计与实现方法。搭载OpenMV摄像头模组的无人机,采集模拟旱情信息,通过ATK-LORA通信模块,发送给渗灌系统和灌溉机器人,依照旱情信息进行对应灌溉。根据竞赛要求,设计灌溉机器人的机械系统,包括机器人底盘、灌溉执行机构和自平衡机构。采用STM32F1032ZET6为控制核心,搭建机器人的控制系统,设计控制算法,实现了节水灌溉机器人的竞赛功能。经实地测试,旱情识别成功率为94.91%,信息传输正确率为97.69%,机器人喷灌成功率达90.74%,系统整体成功率达83.33%,验证了设计的有效性。     

基于机器视觉的多机械臂菠萝采摘机器人设计与试验

针对菠萝智能机械化采摘需求，研究一种基于机器视觉的多机械臂菠萝采摘机器人。根据菠萝茎秆较脆的特点，设计一种由V形悬臂、切刀及挡板组成的推剪式末端执行器，实现菠萝果实与茎秆的分离；设计由多个两自由度机械臂组成的机器人，每个机械臂可带动末端执行器在菠萝垄体的高度、长度和宽度方向上移动；为实施智能采摘，应用深度神经网络YOLOv5检测菠萝果实，通过三维点云分析获得菠萝采摘点位置。结果表明：菠萝果实检测精度为97%，检测召回率为95.75%；在实验室环境下菠萝采摘成功率为90%，平均成功采摘时间为5.4 s，验证了该机器人结构的合理性。     

基于机器视觉的智能垃圾分拣机器人的设计

设计了一款智能分拣机器人,通过使用OpenMV摄像头辨别物体的颜色,用Arduino板作为机械臂的主控板,双模块之间使用蓝牙串口模块进行通信,从而实现六自由度机械臂进行物体的抓取和搬运。经过多次的测试,机械能够在准确有效的自动识别目标物体后,对物体进行颜色分拣,为市场的需要提供简单有效的新方案。     

六自由度采摘机械臂采摘姿态规划研究

为了解决采摘机器人末端执行器无法根据果实位置自动调整采摘姿态的问题,提出了一种第五关节分离的姿态规划方法。根据机械臂的结构形式,在机械臂的第五关节进行分离后形成机械臂本体和末端执行器部分,在自定义的采摘平面内将末端执行器移动到果实处形成果实采摘圆,根据末端执行器部分第五关节边界曲线与果实采摘圆交点个数对末端执行器的采摘方式进行了分类,结合各种采摘方式的特点求解了末端执行器合适的采摘姿态。以MATLAB GUI为仿真平台,对采摘姿态进行了仿真,并在实验室内进行了采摘实验,结果表明:该方法能够为机械臂规划出合适可行的采摘姿态,为机械臂采摘提供了理论基础。     

模架式关节型机械操作臂的设计研究

根据轴孔装配机器人对机械操作臂的基本要求,在对机械操作臂传动机构进行分析的基础上,运用模块化设计思想对关节型机械操作臂进行模块化设计探讨,并简要介绍了其设计过程和结果。