香蕉采摘机械手结构设计及样机试验

在对香蕉农艺特性及收获特性分析的基础上,遵循机构设计与仿生学原理,提出了一种模拟人工采摘动作的香蕉采摘机械手机构方案,将香蕉采摘机械手分为旋转、升降和平移3部分,对各部分的功能、结构和几何尺度进行了详细的分析.遵循结构设计方案,搭建了香蕉采摘机械手物理样机,用物理样机进行了实验室采摘试验,验证了机构空间可达性和采摘过程的稳定性和有效性.     

可伸缩式菠萝采摘机械装置的结构设计

根据菠萝的生长特性,设计了一款菠萝菠萝采摘装置,并运用三维软件PRO/E,将设计的结构进行三维建模,并采用三维打印技术将其模型打印组装起来。     

菠萝采摘机械研究进展

菠萝是我国特色热带水果品种之一,菠萝采摘是菠萝生产的重要环节,目前主要为人工采摘,生产效率低、劳动强度大、果实损伤严重,菠萝机械化采摘已成为菠萝采收处理机械化的发展瓶颈.通过介绍菠萝采摘机械关键技术,分析了菠萝采摘机械研究进展,并总结提出了我国菠萝采摘机械发展中存在的问题及对策,为菠萝采收处理机械化发展提供了参考.     

刚柔混联的草莓采摘机械手结构设计与动力学分析

针对草莓形状不规则、组织娇嫩,容易受机械损伤,难以实现高效低损的机械化采摘作业的问题,提出一种刚柔混联的机械手结构。为了建立柔顺伪刚体模型,将柔顺构件等效为具有欠驱动关节的多刚体串联系统;采用影响系数法建立柔顺构件等效多刚体系统的动力学模型,对机械手柔性构件的动力学特性进行仿真分析与样机试验研究。仿真和试验结果表明,采用力反馈的刚柔混联机构具有良好的包络性、可控性、平稳性及速度特性,适合于草莓的柔顺抓取控制,该成果可为草莓等果蔬无损采摘机械手的设计及优化提供借鉴和参考。     

虚拟环境下采摘机械手行为仿真

为优化荔枝采摘机械手设计,针对复杂环境下采摘机械手行为的复杂性和不确定性,采用VC++和EON SDK开发了采摘机械手行为仿真系统.分析给出了仿真系统体系结构,从采摘机械手建模和模型优化及层次结构装配、运动学模型建立、采摘环境构建、三维模型数据转换和人机交互等方面研究系统的实现过程.最后,在仿真平台上通过事件驱动与路由机制实现了虚拟环境下采摘机械手运动、采摘等行为仿真.     

钳式菠萝采摘器的设计

目前,我国农业机械化水平总体上还处于初级阶段,但已呈现出从初级阶段向中级阶段转变的过渡期特征和发展趋势。然而,在水果采摘方面,其机械化水平仅为18.26%,其中大部分为小型动力农机具,且仅针对生长特征较为普通的植物如苹果、梨等蔷薇科水果。而对于生长结构特殊的多年生草本植物水果如菠萝、凤梨等,考虑到种植园经济效益,无法进行大规模机械化采摘,所以仍依靠人工劳动力进行采摘,不仅效率低下,而且菠萝叶片坚硬,果实表面带有芒刺,很容易对采摘人员的手部造成伤害。为了适应当前农业机械化的过渡阶段,同时最大程度的提高种植园的经济效益并为采摘人员提供安全保障,本文设计了一款钳式单人菠萝采摘器。该装置采用模块化设计,包括夹持装置和剪切装置两大模块,结构简洁,操作简单,性能可靠,且成本低廉,可大规模装备。     

气动机械手的结构设计

本文对气动机械手进行研究,对小臂升降以及手腕进行详细设计,给出了各个参数的定量计算,以期为下一步的机械手自动化控制提供有力的机械基础。     

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。     

水下机械手结构设计与研究

为了研究海洋环境下水下机械手智能控制相关技术,在分析了水下机械手工作环境及作业性能的基础上,研制了三自由度无人无缆自主式水下机器人用机械手实验样机.在分析了关节关键器件的基础上,进行了水下机械手驱动方式的设计,最后进行了水密性实验.水下水密性实验结果证明了水下机械手本体结构设计的有效性和可行性,水下机械手本体结构的设计为研究水下机械手智能控制相关技术搭建了实验平台.     

小型机械手结构设计与研究

研究一种小型机械手,用于装配搬运等任务.以串连机器人学理论为基础,设计了4自由度机械手,分析各关节的运动方式后,设计出传动方式.最后,进行抓取实验,实验结果证明,该机械手结构简单可靠,能较好满足实际应用.     

物料搬运机械手结构设计试验

传统的人工搬运已不能满足现有的生产规模。通过机械手实现物料搬运已成为一个重要的课题。针对3自由度物料搬运机械手,重点阐述机械手手部、手腕、手臂及立柱的设计,通过对手爪、手腕及立柱进行分析,采用单支点回转型手爪、回转气缸驱动手腕以及升降和回转气缸驱动立柱,可实现将正在加工的产品从一个工位移动到另一个工位。所涉及的机械手可代替人类进行物料搬运,提高工作效率。     

注塑机专用取件机械手结构设计

针对目前国内开发的机械手控制系统稳定性方面的欠缺,研制与开发一种工作效率高、成本低、性能稳定的注塑机流水线塑件专用取件机械手,介绍了机械手的手部、手腕、主臂、副臂、机身部分结构方案设计。     

荔枝采摘机械手机构设计及运动学仿真

为促进荔枝采摘机械化,基于荔枝的生物学特性与栽培方式,对荔枝采摘机械手进行了机构设计,确定了其结构形式和自由度数目;采用D-H坐标系建立了荔枝采摘机械手运动学模型,通过反变换法和分析机械手机构及末端连杆的位姿特性求得运动学方程的逆解,为机械手运动控制提供了理论基础;运用Matlab软件对其进行了运动学仿真,验证了机械手连杆参数设计和轨迹规划的合理性,为荔枝采摘机械手的进一步研制提供了理论基础.     

弯轴荔枝龙眼采摘机械手的设计

针对目前荔枝龙眼采摘机械手的市场应用和推广不理想的状况,对现有市场上多种高枝水果采摘机械手工作原理进行分析,找出存在的工艺、技术缺陷,并结合果农采果的实际要求,放弃传统固定式直刀柄做法,提出了弯轴刀柄的新方案。新方案可降低采摘过程中操作人员的头部仰角、减轻颈椎疲劳,刀口与果梗也可以快速定位,提高了采摘效率,具有推广应用价值。     

自动识别成熟度的苹果辅助采摘机械手设计

针对山地、密集种植条件下,不宜采用大型机械设备进行苹果采摘的问题,设计了一种基于智能手机的拍照及分析运算功能的自动识别成熟度的苹果辅助采摘机械手。机械手采用了一杆两头的设计方案,实现了一机多用;设计了分级联动的脱袋机构,实现了复杂的脱袋动作;应用智能手机的拍照配合专用APP,实现了低成本的成熟度自动判断和产量评估。机械手具有成本低、灵活性强、智能性高的特点,可以优先提高苹果采摘的效率和质量。     

果蔬采摘欠驱动灵巧机械手的设计

欠驱动机构是指驱动器数目少于机构本身自由度数目的机构。为了实现果蔬的无损采摘,通过理论分析、指端结构设计、传动机构设计和驱动机构设计与建模仿真,设计出一种灵活性高、结构简单的果蔬采摘欠驱动灵巧机械手。该机械手抓取物体时具有形状自适应能力,可完全包络物体实现无损采摘,且体积小、成本低,能够适应农业采摘自动化技术的推广。     

履带式移动采摘机械手控制算法及仿真研究

机械手的运动空间有限且相对固定,通过增设移动平台的移动机械手可弥补该不足.以履带式移动机械手为研究对象,对移动平台进行建模;推导出履带式移动机械手的运动学方程,针对移动平台和机械手分别设计了自适应模糊控制和RBF神经网络控制,利用MATLAB进行数字化仿真,并对实验数据进行分析,验证所提出算法的可行性.为农业机械工程化...     

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。     

复合连杆式菠萝采摘装置设计及传动分析

为解决人工采摘菠萝劳动强度大、采摘困难、效率低的问题,设计了一种基于曲柄滑块、偏置直动滑杆与多连杆传动式机构的菠萝采摘装置.运用Adams对机构运动进行仿真分析,优化了装置各部件的参数.实物样机经过实际测试,结果表明,装置适用于茎径为3～6 cm的菠萝采摘.试验统计数据表明,该装置单次采摘用时比人工采摘平均减少1.2 ...