一种教学用采摘竞赛机器人

针对中国机器人大赛采摘机器人子项目,设计了一种教学用采摘竞赛机器人.首先,根据竞赛要求,设计教学用采摘机器人的机械系统,确定了四轮独立驱动的电机布局及差速转向的轮式结构;设计了四自由度串联机械臂,二指回转型机械爪和自动卸载的储物筐.以STM32F103ZET6单片机为核心,搭载底盘控制模块、颜色识别模块和采摘机械臂模块,构建了采摘机器人的控制系统.根据比赛要求和流程,编写了机器人基本运动子程序、颜色识别子程序、机械臂控制子程序以及系统整体流程.并搭建实物进行测试,结果显示该设计满足竞赛基本要求,能够为学生参加竞赛提供一定的参考.     

工业机器人机械结构模块化设计

在对工业机器人进行市场调查、功能分析的基础上,对机器人进行模块划分,将工业机器人分为4种通用模块,分别是执行器模块、绕z轴旋转臂模块、绕x (y)轴俯摆臂模块及底座平台模块,这4种模块间共有3种通用的标准接口。用户设计机器人产品时,只需要根据实际工况选择合适的模块种类,按照标准的方式进行模块装配,即可完成机器人设计,极大地提高了工业机器人的设计效率。     

草莓采摘机器人的系统研究设计

采摘机器人在农业机械设施中扮演着越来越重要的角色.通过对国内外采摘机器人现状的分析及采摘环境的研究,设计了一套基于双目立体识别技术的草莓采摘机器人结构,对图像识别系统、采摘机械手与存储装置、草莓运送装置、提升装置等部分及其原理进行分析,得出相关设计参数,通过计算机运动仿真分析,验证了其设计的可行性.草莓采摘机器人在降低...     

基于TRIZ理论苹果采摘机器人的设计与分析

针对现阶段人工采摘苹果效率低、劳动强度大、采摘设备功能单一的问题，以TRIZ理论为基础，通过发明原理的启发，对苹果采摘机器人的末端执行器、运输装置、收集箱和其他结构进行了创新设计，设计出一款集采摘、收集、分拣功能于一体的机器人。建立采摘机械臂的D-H模型，运用Matlab对机器人的工作空间进行了分析；通过Adams对机器人采摘过程进行运动仿真，并制作1∶3实验样机，对各部分功能可行性进行了验证。结果表明，该机器人的各部分功能完善、设计合理、运行可靠、满足使用需求，为后续机器人的进一步研制和改进提供了理论支撑。     

高机动智能机器人的设计

通过参考火星探测器的结构，将智能机器人车体平台设计为高自由度四驱动八轮移动平台。即可采用半自主加入外围模块的方式组成各种功能的机器人，因此既可大大缩减机器人的研究费用，叉能将主要精力放在机器人的功能研发上，对智能机器人的控制部分也做了初步的介绍。机器人的车体设计是通过Pro／E这一三维软件进行的，并通过该三维软件进行运动装配。     

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。     

苹果采摘机器人的结构设计与分析

为适应复杂的果园采摘环境,本文设计了一款苹果采摘机器人,结构由麦克纳姆轮承重行走机构、Stewart六自由度并联平台、采摘机械臂、视觉传感器、末端执行器等组成。首先,对六自由度运动平台进行隐式动力学分析与仿真,验证了模型的正确性;其次,对主要部件六自由度平台和末端执行器进行结构及强度校核。结果分析表明,模型稳定,机械结构设计合理。     

关于花椒采摘机器人的机械系统方案设计及其关键技术的分析

采摘机器人在农业生产中做出了突出的贡献。本次研究中以花椒采摘机器人作为研究对象,以充分调查花椒采摘环境作为前提条件对花椒采摘机器人机械系统要求参数进行设计,最终确定花椒采摘机器人的系统设计方案。     

模块化教学机器人平台设计

模块化是机器人设计的主要发展方向。建立了一个用于实践教学的模块机器人平台,介绍了通用模块库中各个模块的功能,以及在实验中根据任务设计专用模块,并使用3D打印技术完成专用模块制作。实验结果表明该平台在机器人设计的实践教学中取得了良好效果。     

齿轮-连杆组合机构多足机器人的设计与控制研究

基于蜘蛛、螃蟹节肢动物的爬行方式,采用作图法设计一种满足预定轨迹要求的齿轮-连杆组合机构:多足机器人。利用Solid Works软件对该机器人零件进行装配,并采用其中的Motion模块添加马达进行运动仿真分析,得出爪端速度曲线,验证了该机构的可行性。另外,该机器人搭载了TGAM脑电模块采集脑电数据,通过蓝牙串口发送给PC机进行数据处理,最后将数据发送给Arduino平台控制多足机器人以不同速度前进,实现脑波控制机器人的目的。     

搬运机器人小车的设计与改进

机器人技术是机械、电子、人工智能等各个行业新技术的结晶,在工业自动化中应用极广,设计小型轮式机器人或人形机器人,模拟工业自动化过程中自动化物流系统的作业过程,具有一定的现实意义。介绍了以STM32电子平台为主控的机器人,其通过由摄像头模块实现的视觉识别系统,兼用红外循迹模块,再通过控制使夹体精准夹取,将不同颜色但相同形状的物料分类搬运到设定的目标区域,并完成堆垛。     

苹果采摘机器人控制系统设计

针对苹果采摘机器人控制系统制造及维护成本较高、功耗大、便携性差等问题,对其控制系统进行优化设计。该系统可分为视觉系统和主控系统,视觉系统采用Open MV3视觉模块,通过颜色识别成熟苹果;主控系统包括TB6612电机驱动模块、PCA9685舵机驱动模块和LM2596电源模块。实验测试表明,该控制系统在室内及室外测试下均工作稳定。     

背负式苹果采收一体机的设计与试验

果实采收是果园作业中最耗时的环节之一,实现苹果采摘及收集的田间作业一体化是减轻果农劳动强度、提高果实采收效率的有效途径。研制了一种背负式苹果采收一体机,其主要由采摘模块,背负式支撑模块,收集模块三部分构成,采摘刀头采用偏心式圆盘刀片,支撑模块采用轻便气缸提供支撑力,同时将手臂部的受力转移至肩部,收集模块采用拉杆箱式设计。为了获得该苹果采收一体机的苹果采摘性能及收集性能数据,在陕西省杨凌高新农业示范区西北农林科技大学北校区园艺场进行了该机器的田地试验,试验结果表明:该机器的苹果平均采摘成功率为86.67%,苹果采摘受损率平均为6.78%。该背负式苹果采收一体机的设计与试验为其它同类型的水果采摘机的设计与改进奠定了基础,人性化的机器设计将具有广阔的发展前景。     

模块化自重构机器人的运动分析与仿真

在国外自重构机器人研究的基础上,设计开发了一种同构阵列式的模块化自重构机器人M-Cubes。此模块化机器人结构紧凑、运动灵活,模块间通过搭建成脚手架结构进行运动,可以组合成任意的构型。文章介绍了模块的脚手架结构运动方式,进行了运动学分析,推导出模块运动时的变换矩阵,并进行了逆运动学分析,说明了此脚手架结构的运动原理。在仿真平台上给出了一个4×2×2矩形阵列模块的平移仿真示例,验证了模块结构和运动方式的有效性。     

智能型采棉机器人电气控制系统设计

针对基于视觉的棉花采摘技术,构建了智能型采棉机器人总体设计方案。其电气控制系统中运动控制子系统采用安川MP2100运动控制单元为核心,控制其中的四自由度机械手及X向导轨,具有良好的实时性和扩展性。机器视觉子系统采用SEED-VPM642开发平台为基础,配合3个CCD摄像头进行采集,能够实现高效率和高准确性的图像识别。各个接口模块之间通过PCI总线进行通信,由工控机统一协调处理,以实现高效采摘功能。     

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。     

基于公理设计的模块化特种机器人配置过程研究

在模块化特种机器人配置过程中引入公理设计理论。针对特定设计要求进行功能需求分析,运用之字形映射,创建设计参数与功能需求之间的关系模型,找到每一层功能需求所对应的设计参数。而后建立设计矩阵,规划设计顺序。考虑到机器人系统的特殊性,将公理设计得到的模块分为使能模块和结构模块。根据模块类型的不同分别采用不同的选定方法。在结构模块的配置设计过程中继续应用公理设计,通过将设计参数转换为机器人特定的运动学/动力学参数,进一步体现功能需求,验证配置方案。     

基于虚拟样机技术的水果采摘机器人设计

分析了目前国内水果采摘机器人的结构特点,提出了一种球形水果采摘机器人的总体结构方案,并采用虚拟样机技术重点设计了机器人的行走机构和末端执行器.在UG环境下建立了机构的虚拟样机模型,然后通过UG和ADAMS良好的接口直接导入ADAMS,实现了机器人机构的运动学性能仿真分析.该机器人的主要特点是能够适应恶劣的地面环境、对果实伤害小、采摘效率高,能够为进一步研究开发实用型水果采摘机器人提供基础.     

基于单目视觉的自主牵引机器人研究

采用单目相机设计了一种在空间内能够跟踪靶标的自主移动机器人系统,它主要包括单目视觉系统、移动机器人平台、无线模块、上位机及控制软件。上位机控制软件首先对通过无线图像采集模块获得图像进行图像处理与特征提取,获得靶标的在图像坐标系下的当前位置信息,然后与靶标的目标位置进行比对,获得机器人的运动控制量,进而控制机器人始终跟踪靶标,从而实现了基于图像的机器人在空间位置控制过程。     

基于运动控制卡的2-PPa移动并联机器人控制系统

设计了基于运动控制卡的2-PPa移动并联机构控制系统,采用Visual Basic 6．0开发平台,将所需的动平台轨迹,通过运动学计算模块,转化成输入关节速度等参数。接着连接PCI-7340运动控制卡和UMI-7764多功能数据采集卡,调用NI公司提供的VB模块函数,控制步进电机,实现对机器人的运动控制。