食用玫瑰花采摘机械手的设计与分析
摘要:针对玫瑰花瓣易损伤的特殊性、玫瑰花茎叶在花丛中不易寻找的复杂性,设计了一种新型食用玫瑰花采摘机械手的本体结构,特别是其末端执行器,并基于SolidWorks Simulation对末端执行器的关键部件弧形夹爪和切割刀结合有限元分析理论进行了应力分析,避免其出现应力集中而导致结构损坏的问题。根据D-H参数法建立了采摘机械臂的各连杆坐标系,通过求解正逆运动学方程,推导出末端执行器相对于基准坐标系的位置向量,并利用MATLAB的机器人工具箱对采摘机械手工作空间和关节空间轨迹规划进行了仿真模拟。经过玫瑰园实地采摘夹取试验,每种试验项目分别试验20次并记录成功次数,试验统计结果验证了采摘机械手的工作空间、轨迹规划仿真模拟的合理性和采摘机械手工作的可行性。
Abstract:In view of the particularity that rose petals are easy to be damaged and the complexity that rose stems and leaves are not easy to find in the flowers, a new body structure of the edible rose picking manipulator is designed, especially the design of its end effector. Based on the theory of SolidWorks Simulation, the stress analysis of the key components of the end effector, the arc gripper and the cutting knife, combined with the finite element analysis is carried out, Avoid structural damage caused by stress concentration. According to the D-H parameter method, the coordinate systems of each link of the picking manipulator are established. By solving the forward and inverse kinematics equations, the position vector of the end effector relative to the reference coordinate system is derived. The robot toolbox in MATLAB is used to simulate the trajectory planning of the working space and joint space of the picking manipulator. Through the field picking and pinching test in Rose Garden, each test item was tested 20 times and the number of successful times was recorded. The test statistical results verified the rationality of the workspace and trajectory planning simulation of the picking manipulator and the feasibility of the picking manipulator.
[1]张玉磊,王维新,马本学,等.棉花采摘机械手机构设计及参数优化[J].农机化研究,2015,37(3):142-145.
[2]李俄锋,徐学林.基于Pro/E和ADAMS的林木干果采摘臂的运动仿真分析[J].林业机械与木工设备,2010,38(2):34-36+48.
[3]席浩洋,王挺,姚辰,等.基于电机驱动的仿生柔性机械手研究[J].高技术通讯,2019,29(4):362-370.
[4]钟兴,张东凤.樱桃番茄采摘机械手的运动学分析[J].江苏农业科学,2018,46(9):219-223.
[5]张翔,李立君,易春峰,等.基于D-H法油茶果采摘机器人正运动学分析[J].农机化研究,2014,36(4):25-28.
[6]朱小利.基于MATLAB-Robotics的七自由度机器人运动轨迹规划仿真[J].河北北方学院学报(自然科学版),2019,35(11):10-15.
[7]王济阳.小型五自由度串联机器人的结构设计及运动学分析[D].天津:天津科技大学,2017.
[8]高鹏.六自由度果蔬采摘机器人离线编程系统设计[D].杭州:浙江理工大学,2013.
[9]张立峰.三自由度水下机械手本体结构及阻抗控制研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2008.
[10]黄诚.仿人机械手设计及其控制算法研究[D].成都:电子科技大学,2019.
[11]韩军,尹常志,张巍.2P3R型机床上下料机器人工作空间分析[J].机械设计与制造,2019(1):236-238+244.
[12]王文坛.机械臂轨迹规划及动力学研究[D].济南:山东大学,2017.
[13]孙增光,王士军,孟令军,等.基于MATLAB的IRB2400机器人轨迹规划及运动学分析[J].山东理工大学学报(自然科学版),2020,34(1):12-17.
[14]陈卓,苏卫华,李彬,等.串联机器人运动学分析及轨迹规划[J].医疗卫生装备,2018,39(1):5-10.
[15]王君,陈迪,陈红杰,等.基于MATLAB Robotics Toolbox的UR5机器人轨迹规划与仿真[J].机床与液压,2018,46(23):11-15.
相关知识
食用玫瑰花采摘机械手的设计与分析
绿篱苗木修剪机械手的设计与优化
一种花田食用玫瑰花花瓣自动分捡机器人的制作方法
一种全自动猕猴桃采摘机械手及方法
菠萝自动采摘机的设计与仿真
一种玫瑰花采摘手制作方法与流程
一种红花椒采摘机械手.pdf专利下载
剪切式油茶花采摘末端执行器设计与实验
食用玫瑰花采摘后怎么修剪
墨红食用玫瑰花的功能性应用研究及分析
网址: 食用玫瑰花采摘机械手的设计与分析 https://m.huajiangbk.com/newsview2285682.html
| 上一篇: 植物表型自动化分析软件Pheno |
下一篇: 稻田立体种养模式，实现一水两用， |
