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。     

小型化轴向振动式蓝莓采摘机设计与试验

目前我国蓝莓需求大但采摘作业困难,为了更好地实现机械化蓝莓采摘,根据农艺要求设计了一种振动式蓝莓采摘机.分析了蓝莓采摘机的工作原理,介绍了装置各部分的结构组成.整机进行了小型化设计,采用轴向振动的方式采摘蓝莓.在工作过程中蓝莓采摘机的采摘力可调,振动采摘子系统中增加弹簧系统,具有一定的柔性,且振动采摘子系统中的振动指棒...     

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。     

全自动旋转式柑橘机械采摘机的设计

目前柑橘种植业采收所面临的问题是生产效率低下,成本支出高。果实采摘机器人的使用可降低劳动强度,提高经济效益。本文拟设计一款全自动旋转式柑橘机械采摘机,通过利用机械振动原理对果实施加外界力来实现采摘的目的,并以此为设计依据。本装置由驱动控制部分,采摘部分,装箱部分和杂质分离部分等组成。主要利用旋转塑胶棒对枝头果实进行震动分离,利用收割机隧道接收果实,防止果实碰伤,最后利用输送带运输装箱。     

枸杞果实振动采摘的运动学及振动模式分析

针对枸杞这种具有柔性长果梗、低容重及轻质特点的果实在振动采摘过程中的运动学特征进行了分析,通过分析得出振动幅度应大于果梗的长度,在振幅确定的情况下,振动频率不仅取决于果实-果蒂之间的结合力,还与果梗的几何尺寸和物理特性有关。还分析了振动时间与振动频率之间的关系并给出了其相关模型。设计了多点夹持枝条振动式采摘装置并进行了枸杞采摘实验,实验表明,在振幅为30～40 mm,振动频率为10 Hz的条件下,振动时间大于12 s,采净率高于90%,损伤率低于5%,含杂率低于10%,不仅满足枸杞机械化采收的要求,而且与理论分析结果符合。     

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。     

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。     

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。     

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。     

摇杆式桑叶采摘装置的运动学仿真分析

根据桑叶采摘的运动过程,以摇杆式桑叶采摘装置的曲柄连杆机构为研究对象,对平面机构进行运动学理论分析,得到滑块的运动特效与曲柄转角函数的关系,在MATLAB中对函数进行求解并绘制曲线。将采桑装置的三维模型导入ADAMS软件,通过建立运动学模型进行运动仿真分析,得到滑块位移、速度与加速度随曲柄转角变化的关系曲线,与理论计算曲线进行对比发现,两者曲线基本保持一致,数据误差均属于可控范围。从仿真结果可以反映摇杆式桑叶采摘装置的工作状况,实时反馈在工作中可能会出现的问题,为摇杆式桑叶采摘机的物理样机研制提供理论依据。     

人工与自动化双分拣区系统品项分配优化

以A字机为代表的自动化分拣系统因分拣效率快、准确度高、人力成本低,在需要快速处理大量拆零拣选订单的配送中心得到广泛应用。在实际中,对于给定货物品项如何从成本节省角度评定其适用人工分拣或自动化分拣,以及如何在人工和自动化双分拣区中进行合理的品项分配是配送中心设计中的关键问题。对配送中心人工分拣区和自动化分拣区的人工成本进行全面分析;以总节省人工成本最大为目标函数建立设备通道配比优化数学模型,设计贪婪算法得出自动化分拣区内设备通道合理配比方案;在此基础上,将该问题推广到人工和自动化双分拣区系统品项分配中,归结为一类特殊的背包问题,并给出启发式算法。通过某医药配送中心实例仿真证明了算法的有效性。     

重新定义“拣货”

拣箱作业正在努力实现一个新的行业标准。长期以来,箱子和托盘的内容物都可以通过机器人自动移除和定位。但是,如果由于对象的属性而不能正确地识别它们呢?尽管这种情况令人恼火,但很多人都知道:传统的视觉系统会有所限制,特别是在有光泽的物品或纤维复合材料的情况下,由于反射,集成传感器无法检测到表面,因此不能抓住物体。这样就没办法拣选了?当然不是。基于光场的图像处理技术可以计算出不理想的反光效果,为机器人创造一个可靠的视场。     

高架草莓采摘机器人系统研究

针对传统人工采摘草莓带来的问题以及我国高架草莓种植面积的迅速推广,为实现草莓采摘的自动化、机械化,设计了高架栽培草莓的采摘机器人系统。高架草莓采摘机器人系统由软件和硬件2部分组成。硬件包括履带式行走机构、三自由度工作台、末端采摘机构以及STM32f103vet6芯片作为控制系统硬件。软件包括成熟草莓的识别、三维坐标定位。实验数据表明高架草莓采摘机器人系统可以完成成熟草莓的识别、成熟草莓的双目定位以及成熟草莓的采摘工作。成熟草莓识别率达到95%以上,在1120mm内双目草莓定位精度1.5cm±5%,完全满足草莓采摘的要求。     

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.     

自动补货系统补货缓存优化

为提高自动分拣系统作业效率、降低补货设备投入成本,在对自动补货系统中补货缓存作业过程分析的基础上,建立补货缓存设备输入输出平衡模型,提出补货缓存满足分拣作业的最优条件及临界条件;根据自动备货系统与分拣系统之间的布局关系,建立补货缓存中货物到达过程的数学模型和补货缓存长度的优化模型;设计“先聚类,后排序”的启发式聚类方法对备货系统的品项分配进行优化,仿真结果显示,优化后的品项分配与按照总量排序分配方法相比,补货缓存长度减少约9%。     

全自动核桃采摘装置

全自动核桃采摘装置由直流伺服电机、传感器、双目摄像头、DGPS导航系统、收集装置、采摘装置和升降装置组成。机械臂末端装有识别定位系统,由带有履带的车体运载。CCD摄像头把获取到图像进行处理,通过单片机的控制进行工作,该装置能够自动导航到目标树体,实现全自动采摘。此设计结构简单、方案合理、操作方便,是安全、高效的核桃采摘装置。     

基于PLC的提取工作站的气动控制系统

该文以某公司模块化生产加工系统中的提取工作站为例,介绍了提取工作站的工作原理和系统的顺序控制功能图,实现了提取操作的自动控制。     

一种新型单果采摘器的设计

设计了一种新型、实用的单果采摘器,用来满足农户的生活需要以及城镇居民以娱乐为目的的采摘需求。该采摘器结构轻巧、省力、操作方便,可实现多方向及高枝采摘,适用于不同类型的水果。主要用于采摘生长位置超出采摘者可接触范围或果皮有芒刺不宜徒手抓握的水果。同时又方便收集,不会造成水果损伤。采摘器主要由伸缩杆,剪刀头,收集网三大部分组成,使用时,人站在地面上,只需轻微晃动采摘器,使果柄接触到剪刀头结构中的传动杆,即可使采摘剪回路自动通电,将果柄切断。必要时,通过调节角度调节旋钮,可以改变采摘剪平面和伸缩杆之间的角度,便于果实的采剪。另外,该采摘器还可以与可拆卸支架的活动转轴连接固定,避免长时间拿杆所造成的体力消耗。由于该采摘器成本较低,容易操作,并具有一定的趣味性,因此既适用于山区农户,又可用于采摘园,实现单果的采摘。