苹果采摘机器人机械臂优化设计及仿真

为了提高苹果采摘机器人的收获空间和采摘效率,减小机械臂的操作空间和结构尺寸,以适应果树的非结构化环境,结合苹果果树的特点和生长环境,采用参数化分析方法,探讨了机器人基座高度、采摘距离与机械臂长度、转角和操作空间、工作空间之间的关系,优化了苹果采摘机械臂结构参数,在求解位移正逆解和雅克比矩阵基础上,通过ADAMS和MATLAB建立了集三维实体设计、动力学建模、PD控制于一体的交互式仿真系统.仿真结果表明,在满足果园采摘条件的前提下,该机械臂结构简单、紧凑,能收获目标区域内90.2%以上的果实,以最优结构尺寸获得了最佳收获空间.     

机器视觉在黄瓜采摘机器人中的应用研究

机器视觉技术是黄瓜采摘机器人研究中的重要内容之一,分析了国内外黄瓜采摘机器人中机器视觉技术在机器人路径识别导航、目标物体的分割识别与定位、黄瓜成熟度判别等方面的应用研究现状,并且分析了黄瓜识别机器人视觉系统在目标识别率、视觉系统的硬件结构和处理速度、视觉系统能源消耗等方面存在的问题,提出了在今后的研究中应着重把握视觉系统的结构优化、适应性提高以及性能与成本的平衡等.     

一种新型草莓采摘机末端执行器的设计与实现

设计一种人工操作辅助采摘推行的草莓小车,重点对采摘末端执行器进行设计与分析,该装置主要由送料和传动结构、采摘末端执行机构、果实收集机构和车体组成,以微型电机为动力源,刀片和同步带组合,实现草莓根茎的切断、果实夹持、输送、收集的一体化作业,该机器的研制可以提高劳动效率,同时也为解决同等问题提供一种验证手段.     

脐橙采摘机器人快速视觉定位系统研究

基于双目视觉设计了脐橙采摘机器人果实快速识别与三维视觉定位系统.利用归一化2R-G-B色差模型阈值分割提取目标果实;采用游程编码快速进行连通区域标记及区域形状特征描述;通过最优采摘目标策略选取最佳采摘对象.针对目标的外形、纹理区分度小,容易出现多候选匹配情况,采用形心特征点与邻域灰度互相关性相结合的匹配算法立体匹配.通过定位实验验证了系统的实时性和精度性能.实验数据表明:系统定位单个果实时间为0.6 s左右,在220~850 mm距离范围内误差小于12 mm,可以较好满足采摘机器人实时性和精度要求.     

基于神经网络滑模的采摘机械臂控制设计

针对二自由度采摘机械臂的位置跟踪控制问题,设计了一种基于神经网络的滑模控制器。其中,神经网络控制器用来估计含有不确定性的滑模控制的等效控制律;鲁棒控制器用来使动态系统始终保持在滑模面上,保证了系统的渐近稳定性,进而实现了采摘机械臂的高精度位置跟踪控制。基于李亚普诺夫稳定性理论设计了自适应律来在线估计系统的不确定性。仿真结果表明:设计的控制器能够实现采摘机械臂对期望位置的精确跟踪,可以满足实际工程的需要。     

基于慧鱼模型水果采摘机的机械臂设计

为解决水果采摘过程中将采摘器高效地送到采摘对象位置的问题,在研究机械传动的基础上,设计了水果采摘机机械臂。水果采摘机的机械臂由主支架、旋转臂、传动系统和控制单元四个部分组成。传动系统包括蜗轮蜗杆传动实现机械臂绕Z轴旋转和旋转臂绕Y轴旋转,丝杠螺母传动实现Z轴方向升降运动,气压传动实现X轴方向伸缩运动。在控制单元的控制下,机械臂带动采摘器到达采摘对象位置,实现辅助采摘作业过程中的定位过程。     

基于人工智能算法的采摘机器人最优路径规划研究

在复杂多变的工作环境,特别是在多丘陵等特殊地理位置,快速选择最优路径,避开障碍物,完成作业,需要进行采摘机器人的路径规划.基于改进蚁群算法对拣选机器人路径进行规划,搜索效率较低,存在早熟收敛的可能,基于此,提出基于人工智能算法的采摘机器人最优路径规划方法.构建环境模型,为减少初始寻路时间,提高搜索速度,增强全局优化能力...     

SCARA装配机器人的应用

结合为完成放射性物质装配任务的ＳＣＡＲＡ装配机器人的设计实例，介绍了该机器人工作原理、控制过程、多个末端执行器自动换接技术，并实现以主－从控制和ＰＴＰ控制两种方式完成作业．     

基于地图服务器的群采摘机器人的A*路径规划算法

为解决群采摘机器人工作中存在的采摘区域大、地形多变、群机器人控制复杂等问题,提出一种基于地图服务器的群采摘机器人的A*路径规划算法.通过地图服务器进行采摘地图分配,使用地图瓦片技术将大尺寸采摘地图切分为瓦片地图,采用K均值算法对采摘区域进行划分,通过请求分配机制进行采摘区域地图组合和发布,在分配采摘地图的同时,限制群采...     

氧化铝陶瓷扩散连接的力学性能研究

采用热压方式进行氧化铝陶瓷材料的扩散连接，探讨了连续工艺对连接 体力学性能的影响。结果表明，在1420℃、热压60min条件下，获得的最高强度为357MPa，超过母材强度；平均连接强度为250MPa，约为母材强度的85％。     

玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能分析

采用连续玻璃纤维与环氧树脂相复合,通过金属模压成型工艺,制备出单向玻璃纤维／环氧树脂复合材料。通过三点弯曲实验论证单向纤维对树脂基体的增强作用,从而研究不同纤维含量下复合材料的弹性模量、纵向拉伸强度、纵向压缩强度的变化趋势。结果表明：随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能均增强,当纤维体积含量为50％时,其各项性能均较好,弹性模量为40GPa,纵向拉伸强度为1200MPa,纵向压缩模量为700MPa。此外,对复合材料的其他常用力学性能参数进行检测。     

CSP工艺条件下低碳钢板带材力学性能研究

热轧板带材成品因其内在组织形态及成分不同而呈现较明显的力学性能差异.就包钢薄板坯连续连轧CSP工艺条件下,低碳典型钢种Q235B和SS400显微组织及轧制工艺对材料力学性能的影响进行了实验研究.用数理统计方法建立了工艺参数与产品性能回归数值模型,模型拟合效果较好.     

活性粉末混凝土基本力学性能试验研究

进行76组不同尺寸立方体试件和12组棱柱体试件的单轴受压力学性能试验，研究了活性粉末混凝土的强度标准，探讨活性粉末混凝土的基本力学性能指标(峰值应变、弹性模量、横向变形系数等)与棱柱体抗压强度之间的关系，建立了活性粉末混凝土应力一应变曲线上升段方程。     

竹纤维增强矿粉-粉煤灰水泥基材料力学性能研究

通过将新鲜毛竹通过烘干粉碎的方式制备竹纤维,将其加入到矿粉-粉煤灰水泥基材料中并测试其力学性能.结果表明：竹纤维的加入对试件的抗压强度影响不大,可以明显提高试件的抗折强度并且能够改善试件的破坏形态,为进一步开展竹纤维的利用提供了参考.     

木聚糖酶对马尾松机械浆磨浆性能影响的研究

用木聚糖酶对搓磨分丝后的马尾松机械浆进行预处理,研究了酶用量对纸浆特性和纸张强度等的影响．结果表明：经木聚糖酶预处理后,纸浆的游离度上升,滤水性改善,细小纤维含量减少,纸张强度明显改进．扫描电镜检测说明,经木聚糖酶处理后,纤维表面变得粗糙不平,细纤维化程度变大,纤维末端分丝帚化增多．     

ZTA陶瓷材料的力学性能

对ZTA陶瓷材料的力学性能进行了实验研究 结果表明 ,随着烧结温度的升高 ,Al2 O3陶瓷材料的维氏硬度是增加的 ;ZTA陶瓷材料的断裂韧性KIC 值远远大于纯Al2 O3陶瓷材料的断裂韧性KIC 值 ,温度对断裂韧性的影响不大     

Effects of bioleaching on the mechanical and chemical properties of waste rocks

Bioleaching processes cause dramatic changes in the mechanical and chemical properties of waste rocks,and play an important role in metal recovery and dump stability.This study focused on the characteristics of waste rocks subjected to bioleaching.A series of experiments were conducted to investigate the evolution of rock properties during the bioleaching process.Mechanical behaviors of the leached waste rocks,such as failure patterns,normal stress,shear strength,and cohesion were determined through mechanical tests.The results of SEM imaging show considerable differences in the surface morphology of leached rocks located at different parts of the dump.The mineralogical content of the leached rocks reflects the extent of dissolution and precipitation during bioleaching.The dump porosity and rock size change under the effect of dissolution,precipitation,and clay transportation.The particle size of the leached rocks decreased due to the loss of rock integrity and the conversion of dry precipitation into fine particles.     

纤维素酶对马尾松机械浆磨浆性能影响的研究

用纤维素酶对搓磨分丝后的马尾松机械浆进行预处理,并研究酶用量对纸浆特性和纸张强度的影响.结果表明:经纤维素酶预处理后,纸浆的游离度上升,滤水性改善,细小纤维含量减少,纸张强度提高.原子力显微镜和扫描电镜检测表明纤维素酶处理后纤维表面粗糙度增加,细纤维化程度增大,纤维末端分丝帚化增多.     

磁控溅射Ti掺杂NbN薄膜的机械和摩擦学特性研究

为研究Ti掺杂的NbN薄膜的机械和摩擦学特性,采用射频和直流磁控共溅射技术制备了Ti掺杂的NbN(Ti:NbN)薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪、高温摩擦磨损实验机分别对Ti掺杂的NbN薄膜的微观结构、组成成分、表面形貌、机械和摩擦学性能进行了研究.XRD测试结果显示,薄膜的结晶性随着Ti靶掺杂功率的增加(从0 W逐渐升高到40 W)而呈明显增强趋势,晶粒尺寸也由18.010 nm增加到21.227 nm.当Ti靶的掺杂功率为30 W时,NbN薄膜的硬度由4.5 GPa(未掺杂)增加到20.4 GPa,弹性模量由145.8 GPa(未掺杂)增加到224.5 GPa; 当Ti靶的掺杂功率为40 W时,NbN薄膜的摩擦系数由0.73(未掺杂)下降到0.51,磨损率由3.3×10^-6 mm³/(N·mm)(未掺杂)下降到2.1×10^-6 mm³/(N·mm).这表明,掺杂Ti可使NbN薄膜的机械性能和摩擦学性能得到很大的改善.