双孢菇采摘机械手末端执行器设计与分析

为解决双孢菇人工采摘效率低的问题,设计了一种双孢菇采摘机械手末端执行器。该末端执行器采用仿形弹性夹持套结构,套筒内填充有液性塑料,由气缸驱动液性塑料内推杆的伸长,使夹持套上部张开下部收缩,实现夹持功能。该装置采用整体式外观及弹性材料,可代替人工实现双孢菇柔性采摘,清洗方便,有效保证了采摘质量和清洁度。     

花卉采摘机械手末端执行器及控制方案的设计

论文设计开发一种花卉采摘机械手的末端执行机构,该机构以玫瑰花为主要采摘对象,设计专用花卉抓取、包纳、剪切构件,采用气动驱动控制实现张合,采用PLC作为控制系统的核心,具有反应速度快,环境适应能力好,体积小,可靠性高等优点,是花卉采摘机器人的核心构件之一。     

基于欠驱动原理的脐橙采摘末端执行器的设计与试验

果蔬采摘机器人的末端执行器是采摘机器人的重要组成部分,直接影响采摘的成功率与采摘效率。通过分析脐橙特性,基于欠驱动原理设计了一种夹剪一体的脐橙采摘末端执行器。其整体机构由一个两层3指机械爪手构成,两层手指中的一层为剪切机构载体,另一层则为对果实抓取固定的夹持手指;剪切机构由摇杆滑块机构组成。构建剪切机构与机械手的力学模型,根据需求对相关零部件进行了设计与选型;判断了防止机械手剪切机构发生干涉的运动误差范围,并对关键受力部位进行了有限元分析。结果表明,因关键受力点变形导致的运动误差在安全误差范围内,验证了结构的合理性。通过Adams软件对其进行运动学仿真,进一步证明了该末端执行器的可行性。最后,通过末端执行器实物样机进行脐橙采摘剪切试验,机构整体采摘成功率为95%,采摘周期为4.3 s。     

一种欠驱动苹果采摘机器人末端执行器的设计

提出了一种实用型欠驱动苹果采摘机器人三指末端执行器,并运用Unigraphics NX进行了机构设计及三维模型的创建。通过设计多指节手指和腱绳结构,以达到提高机构抓取灵活性的目的。基于手指抓取动作的运动原理,分析了腱绳力与关节转矩之间的关系。以保证不损伤苹果表面的极限载荷为设计约束条件,以实现机构运动的可靠性和灵活性为目标,设计了抓取机构的关键零件扭簧,确定了扭簧的结构参数。这种新型欠驱动末端执行器可以有效提高机构的灵活性和适用性,对不同尺寸、近球状的其他果实,具有一定的抓取适用性。     

切割式红花采摘试验台设计及采摘性能试验

为了提高切割式红花采摘机器人采摘红花的质量和产量,设计了红花切割分离试验台。通过对机器人采摘红花过程的分析,以刀具转速、进给速度、刀具刃偏角为试验因素,采净率、破碎率为评价指标,利用响应曲面试验法进行试验,并通过Design-Expert.V8.0.6.1软件,确定最佳组合参数为:刀具转速769 r/min、进给速度315 mm/min、刀具刃偏角15°,对应的红花采净率为91.83%,破碎率为4.51%。红花切割采摘试验结果表明:红花实际采净率为94.71%,破碎率为4.24%。该研究为红花采摘机器人末端执行器切割装置的优化设计和控制提供了理论依据。     

一种通用柔性末端执行器设计和分析

设计了一种用于水果采摘机器人的通用柔性末端执行器,该末端执行器采用电机带动丝杠螺母机构,驱动平行四边形连杆机构实现动作。通过调整定位螺母改变左右手指相对方向可以分别实现对球状物体和圆柱状物体的抓取动作。为了保护某些表皮娇嫩的水果,该末端执行器增加了柔性抓取功能,并且抓取刚度可以调节。最后对末端执行器进行运动学和力学分析,并用MATLAB进行了仿真分析。     

苹果采摘机器人末端设计及运动仿真

苹果在我国农业生产中占有重要地位,不仅是最主要的经济果树之一,而且在产量、种植面积及出口量上均居世界第一。产量大、范围广、种植地形复杂、分布零散等因素造成了苹果采摘困难、不及时、损失大等一系列问题。为了实现苹果的时效化、无损化采摘,设计一种负压式五自由度采摘机器人,基于标准型D-H参数建模方法对机器人的正、逆运动学进行求解,并利用ADAMS软件并建立机械臂的虚拟样机,通过运动学与动力学仿真分析,最终获得末端吸口的运动位移、速度、加速度及各关节角速度、驱动力矩的变化曲线。通过分析变化曲线,验证了机器人满足工作要求,结构设计合理,运动过程平稳无振荡,同时也为后续的控制系统研究奠定了基础。     

脐橙采摘执行器的设计与研究

针对目前脐橙采摘机械化程度低的问题,设计了一种环抱吞咽的采摘执行器。采摘执行器的执行结构主要由多组滑块摇杆机构构成。首先,根据设计的脐橙采摘执行器的工作原理,绘制采摘执行器的结构简图,并进行了运动学和静力学分析;然后,依据采摘时间最短,建立了目标函数的数学模型,利用Matlab软件得到了相关结构的优化尺寸;最后,根据计算得到的尺寸,完成了执行器三维模型的建立,利用Adams软件进行了运动学仿真,验证了脐橙采摘执行器设计的合理性和可行性,为进一步实际采摘实验提供了理论支撑。     

手持式红花采摘机械的设计与研究

人们在日常生活和生产过程中，广泛使用各种各样的机器，以便代替或减轻体力劳动，提高工作效率，本文主要研究的对象为红花采摘机械，分析了其研究现状，并介绍了一种手持式红花丝采摘机械的结构、原理。     

苹果采摘装置螺旋式末端的设计

苹果受枝叶遮挡、颜色不均匀、阴影、扰动和重叠等因素影响,增加了目标的识别和定位难度.文章探索采摘装置螺旋式末端的设计,用于覆盖挂果区,即使苹果被枝叶遮挡,在风速高、扰动大的环境中也能捕捉到苹果,是精准目标识别和定位采摘方式的补充.     

一种新型自动化蓝莓采摘机的设计

针对小浆果种植领域中蓝莓收获难的问题,基于计算机软件和可编程序控制器,设计了一种新型自动化蓝莓采摘机。介绍了这一蓝莓采摘机的结构与工作原理,分析了控制方案,制作了样机,并进行了采摘试验。应用这一新型自动化蓝莓采摘机,可以满足蓝莓收获效率高、破损率低等要求。     

苹果采收机器人结构设计与仿真分析

为了提高苹果采摘机器人的工作效率,运用TRIZ理论进行结构创新设计.通过矛盾矩阵分析实现了采摘收集一体化;直接运用TRIZ理论中抛弃与修复的发明原理,简化了采摘步骤及末端执行器结构;运用分离原理解决了物理矛盾,提高了机械臂的灵活性.完成了机器人结构设计,分析了机器人的工作空间,通过D-H法建立了运动学方程,通过ADAM...     

香蕉采摘机械手夹持装置仿真优化设计

香蕉机械化自动采摘的采摘对象为成串香蕉,要求采摘机械手的夹持装置具有一定的强度和刚度。针对此特点,在提出一种香蕉采摘机械手夹持装置结构的基础上,用三维建模软件Pro/E进行了夹持装置的参数化建模设计;对所构造的三维模型,应用ANSYS Workbench对夹持装置关键部件夹持杆及支撑杆的结构设计参数进行了多目标优化设计,分析了载荷与变形之间的关系,得到优化的结构方案,并制作实体样机验证了优化设计的可行性,为香蕉采摘夹持装置的结构设计提供了理论依据。     

基于ADAMS的蓝莓采摘机构的仿真分析

基于机械系统动力学仿真软件ADAMS,提出了一种对蓝莓采摘机构进行虚拟设计的方法。在ADAMS中建立采摘机构的模型,并进行动态仿真分析,在不作任何简化性假设的条件下考察枝干的受力情况,选出蓝莓采摘机构的关键参数。仿真结果表明,偏心距和偏心轮转速对采摘效果影响显著,并且仿真结果为该采摘机构的物理样机的实现提供了技术依据。     

飞机自动制孔末端执行器的设计与实现

由于飞机装配过程中需要钻削大量的孔,因此针对飞机装配中柔性制孔的功能需求,在具体分析机翼制孔工艺流程的基础上,设计了一套用于飞机自动制孔的末端执行器。该控制系统以中央控制器为核心、采用基于EtherCAT总线和Profibus总线的分布式主从站控制方式,并开发出具有制孔循环控制、基准检测、法向偏差测量等功能的软件包,最后进行了一台样机的制造、装配、电气安装和软件调试。实验证明,该系统能够很好的满足航空工业对制孔的孔位精度、垂直度以及加工效率等的要求。     

动态拣选系统下订单分批问题研究

对分区拣选系统研究在线订单分批策略.基于排队论角度,采用随机过程、随机服务系统的基本理论与方法,构建串行分区下订单不分批与订单固定时间窗分批拣选的随机服务系统模型,确定要研究对比的系统效率指标.在MAT-LAB R2019a软件环境下模拟在线订单到达情况,分析系统效率指标并找出分区拣选系统的最优分批策略.仿真验证结果表...     

刮刷式加工番茄采摘装置试验研究

为实现加工番茄的分批次采摘,确保已成熟番茄果实的及时收获,设计了一种刮刷式加工番茄分批次采摘装置,选择加工番茄屯河8号进行果实采摘性能的单因素试验。用SAS软件对试验数据进行统计分析,结果表明:随着采摘板转速增大,果柄分离率先升高后降低,青果率和果实破损率则是逐渐增大;随着装置行进速度增大,果柄分离率逐渐降低,青果率和破损率则是逐渐增大;当采摘板转速为24r·min^-1,装置行进速度为2.20km·h^-1时,采摘效果最好。该装置的设计为研制新型刮刷式加工番茄分批次收获机械提供参考。     

末端执行器制孔精度试验研究

对末端执行器制孔孔径和孔距误差进行了试验研究,采用正交试验的方法对影响制孔精度的因素加以分析,得到了主轴转速、进给量、冷却方式、刀具参数对制孔精度的影响规律,为自动化钻孔工艺参数选择提供参考依据.     

应用人工肌肉IPMC材料的三指微型柔性手爪设计

为满足现代小型驱动器的微型化、智能化、多功能及高集成度等要求,利用一种智能材料即离子聚合物金属复合物(ionic polymer-metal composite,简称IPMC)研制了一款三指微型柔性手爪。运用ANSYS有限元分析软件,通过等效压电双晶片的机电耦合模型对IPMC驱动元件进行有限元位移仿真,得到其在3V电压下最大变形及相应的位移分布图。根据仿真结果,设计IPMC手爪的夹持机构,制备了体积不大于13.5 cm3的IPMC微型手爪。试验测试结果表明,在3 V直流电驱动下,IPMC驱动薄膜(总长度为19 mm,自由端长度为14 mm)的末端最大变形为22 mm(负向位移与正向位移的总和),其最大变形速度约为4.44 mm/s,总重量为1.033g的手爪可以抓取1.973g的物体,其手爪的推重比约为2,而材料(IPMC的总重量为0.177g)的推重比甚至大于11.5。此IPMC柔性手爪的性能满足低耗能的设计要求,具有结构简单、柔顺、安静、体积小和推重比大等特点,在微小型驱动领域具有较好的应用前景。     

自动化立体仓库拣选路径优化问题研究

利用蚁群算法结合遗传算法来求解固定货架拣选的TSP问题,通过MATLAB对随机产生的10个和30个待拣选货位点的拣选作业路径优化进行了仿真试验。仿真结果表明：对于待拣选货位点数目有较大范围变动的情况,该方法能够对拣选路径进行全局优化;利用蚁群算法结合遗传算法求解固定货架拣选TSP问题时,在拣选的货位点数量适中的情况下（10～30）,变异概率值在（0．008～0．020）之间是最优的。