谈述采摘苹果采摘机器人关键技术

论文导读：3.3.1发动机仪表29-303.3.2操作手柄和操作开关面板30-333.3.3供电系统333.3.4可选功能33-343.4通讯系统34-383.4.1CAN介绍34-363.4.2总线通信的实现36-383.5本章小结38-39第四章液压采摘车的电控系统程序设计39-544.1功能综述39-404.2编12下一页
摘要：目前,我国苹果种植面积大,产量高,其种植面积和年总产量两项指标均已达到世界首位。然而,目前我国水果采摘基本上都是手工进行的,对劳动力的工作强度和人数要求较高。随着人口的老龄化和农业劳动力的减少,采摘成本也相应提升,大大降低了产品的市场竞争力。所以,加速研发果树采摘机器人的步伐是解决该不足的有效措施,对我国农业综合水平的提升具有重要的作用。本论文以我院研制的GY-1型苹果采摘机器人为探讨对象,重点探讨了机器人全液压行走部分和伺服电机型采摘部分的结构设计与系统制约等关键技术,对改善的液压臂做了ADAMS运动学和动力学仿真；开发了一套集全液压行走和全液压采摘功能于一体的苹果采摘机器人制约案例；结果通过多次采摘性能试验,统计得出平均收获速度为19.6s,采摘成功率为86.57%。通过对液压臂的三位实体仿真模拟真实的运动状态,得出了液压臂的关键的实验数据信息,为今后继续探讨液压臂的采摘功能做了准备工作。本论文关于苹果采摘机器人关键技术的主要探讨内容如下：1.机器人本体结构设计介绍了苹果采摘机器人本体的结构组成,包括底盘部分、动力部分、平台部分和操纵制约部分。结合机器人的设计要求,通过计算机器人的总阻力、总牵引力和附着力,来确定驱动马达和油泵的选型,判断机器人在草地上是否打滑,通过对平均接地比压的计算,来判断此机器人是否满足相关要求。2.集行走和采摘功能于一体的全液压制约案例设计分别阐述了行走采摘制约系统的硬件设计和软件设计。硬件设计主要包括三个方面：主控系统即对移动车辆制约器的运用、辅助制约系统和通讯系统。其中辅控系统包括发动机仪表、操作手柄、开关面板、供电系统和可选功能；通讯系统为CAN总线通讯。软件设计,通过对制约系统软件程序开发平台PROSYD1131的介绍,利用结构化文本和功能块编程语言对制约系统程序进行编写,其中重点介绍了初始化模块、整车判断模块、传感器检测模块和PWM制约模块的设计原理。3.伺服电机型采摘部分的设计试验和液压臂的仿真介绍了机械臂的结构组成,机械臂的视觉系统,阐述了机械臂制约系统的硬件结构和软件设计流程,并对采摘性能进行了相关试验。利用Inventor和ADAMS软件对液压臂进行三维建模和仿真。关键词：采摘机器人论文电控系统论文采摘臂论文仿真论文
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Abstract5-9
第一章 绪论9-15

1.1 课题探讨的作用和来源9-10

1.2 果蔬采摘机器人探讨近况10-12

1.2.1 果蔬采摘机器人国外探讨情况10-11

1.2.2 果蔬采摘机器人国内探讨情况11-12

1.3 采摘机器人特点12

1.4 采摘机器人技术难题和对策12-13

1.5 本论文的主要探讨内容和技术路线13-15

1.5.1 主要探讨内容13-14

1.5.2 技术路线14-15

第二章 机器人本体总体概述15-22

2.1 GY-1型机器人结构组成15-16

2.2 液压采摘车的结构组成16-18

2.1 底盘部分17

2.2 动力柜部分17-18

2.3 平台部分18

2.4 行走操作部分18

2.3 相关设计计算18-21

2.3.1 技术指标18

2.3.2 计算总阻力和总牵引力18-20

2.3.3 确定驱动马达20-21

2.3.4 确定油泵排量21

2.3.5 计算平均接地比压21

2.4 本章小结21-22

第三章 液压采摘车电控系统硬件设计22-39

3.1 电控系统实现的功能22-23

3.2 主制约系统23-29

3.

2.1 制约器的选型23

3.

2.2 制约器的特性23-24

3.

2.3 制约器的型号选择24-26

3.

2.4 制约器针脚分配26-28

3.

2.5 制约器主要功能28-29

3.3 辅助制约系统29-34

3.1 发动机仪表29-30

3.2 操作手柄和操作开关面板30-33

3.3 供电系统33

3.4 可选功能33-34

3.4 通讯系统34-38

3.4.1 CAN介绍34-36

3.4.2 总线通信的实现36-38

3.5 本章小结38-39

第四章 液压采摘车的电控系统程序设计39-54

4.1 功能综述39-40

4.2 编论文导读：715.1伺服驱动式机械臂系统设计54-585.1.1机械臂结构设计54-555.1.2机械臂视觉系统设计555.1.3机械臂制约系统设计55-585.2采摘系统采摘性能试验58-645.2.1试验目的58-595.2.2试验材料595.2.3试验策略595.2.4试验步骤59-605.2.5试验结果与浅析60-645.3液压臂的建模与仿真64-705.

3.1三维建模64-655.2ADAMS仿真

程语言40

4.3 软件设置40-43

4.

3.1 新建项目40-41

4.

3.2 软件配置41-42

4.

3.3 添加相应的库文件42

4.

3.4 导入数据类型42-43

4.4 程序编写43-53

4.1 制约器主程序的编写43-46

4.2 初始化模块46-47

4.3 整车状态判断模块47-49

4.4 传感器检测模块49-50

4.5 PWM制约模块50-52

4.6 程序描述动作原理52-53

4.5 本章小结53-54

第五章 采摘臂的设计试验与液压臂仿真54-71

5.1 伺服驱动式机械臂系统设计54-58

5.

1.1 机械臂结构设计54-55

5.

1.2 机械臂视觉系统设计55

5.

1.3 机械臂制约系统设计55-58

5.2 采摘系统采摘性能试验58-64
5.

2.1 试验目的58-59

5.

2.2 试验材料59

5.

2.3 试验策略59

5.

2.4 试验步骤59-60

5.

2.5 试验结果与浅析60-64

5.3 液压臂的建模与仿真64-70
5.

3.1 三维建模64-65

5.

3.2 ADAMS仿真历程65-68

5.

3.3 ADAMS仿真结果68-70

5.4 本章小结70-71
第六章 总结与展望71-73

6.1 工作总结71-72

6.2 工作展望72-73

参考文献73-76
致谢76-77
作者介绍77