發(fā)布時間：2020-12-04 22:36

　　三七是一種名貴的中草藥材,種植面積已達60萬畝。為提高三七的產(chǎn)量和品質(zhì),在三七生長至一年時需對其進行移栽。目前,文山州仍采用人工方式,移栽效率低,勞動強度大、人工成本高。然而,目前市面上現(xiàn)有的種苗移栽機不適用于文山州三七獨特的生長環(huán)境和農(nóng)藝要求。所以,有必要設計出一種適合一年生三七的移栽機械手。本文開展了以下研究工作：(1)機構設計。分別對三七移栽機械手進行了機械部分和傳動部分的設計。結合機械手的工作環(huán)境和工作方式,選擇其自由度為6；并確定了每個關節(jié)的運動形式及轉動的角度范圍。結合一年生三七的物理特性,設計了一種通過箱體振動,對三七苗進行分離的分苗裝置和夾苗裝置。根據(jù)機械手的機型特點,選擇電機驅(qū)動作為該機械手的驅(qū)動方式,并對電機和減速器進行了型號選擇。確定機構的物理參數(shù)后,使用Solidworks2013進行三維虛擬樣機建模,并通過ANSYS軟件對關鍵部件進行靜力學分析,并對其進行優(yōu)化。(2)動力學仿真和軌跡規(guī)劃。三維模型通過接口Matlab Robotics Toolbox進行了動力學仿真和分析。得到了各關節(jié)的速度、位移和加速度曲線。根據(jù)三七移栽的效率要求,把時間最優(yōu)作為路徑規(guī)劃的優(yōu)... 

【文章來源】：昆明理工大學云南省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－５ＳＣＡＲＡ移栽機器人??Ｆｉｇ．?１－５?ＳＣＡＲＡ?ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ??

執(zhí)行機構主要是實現(xiàn)自動分苗功能，包括若干自動分苗、取苗裝置、底座和存苗箱??組成，整個執(zhí)行機構由機械手控制。一年生Ｈ尤的重量大約為０．２５￣４ｇ，苗長約１０ｃｍ，??直徑大約８ｍｍ。一年生Ｈ屯苗如圖２－３所示。??隣獨護潛‘―呵??：州＜．’１?Ｖ’??齡．魯Ｉ，？翁＊懲Ｉ?，?＇??ｆ祕讓鄭逼馨‘《續(xù)潑’廠萬蕊??．？Ｖ?．．．７?？或??．公、－？?Ｖ；??Ｉ?；、心?／為??中。－‘ｆ、勺??ｊｆｅ禮巧；■，輸ｌｋ；＇?Ｉ＇於ＩＩ?Ｉｉｉｉｉｉ；端＇祕森站知》併齡啼＇１１?．ＩＩ，?■盛—呵，而’’占再滯備，齡齡齡＾掛‘扣＾＾??圖２－３?—年生三屯苗??Ｆｉｇ．．２－３?Ａｎｎｕａｌ?ｎ別ｏｇｉｎｓｅｎｇ?ｓｅｅｄｌｉｎｇ??針對Ｈ走的特性，模仿人工種植Ｈ七的原理設計自動分苗裝置。自動分苗裝置通過??夾�。韧透�頭部將其分離并單株取出。自動分苗裝宣主要靠電磁鐵來控制。取苗通過夾??苗裝置完成。??自動夾苗裝置如圖２－４所示，包含外殼、左右夾板、夾板軸、電磁鐵。左右夾板通??過夾板軸鏈接在一起形成類似倭子裝置，左右夾板頂端安裝好電磁鐵，通過控制電磁鐵??來控制左右夾板，從而控制分苗、取苗、放苗等動作。將安裝好的機構放入外殼內(nèi)進行??封裝

在機械手的自由度及關節(jié)確定之后，就可對機械手進行初步的靜力學計算，為機械??手機構優(yōu)化提供理論依據(jù)。根據(jù)靜力學原理，機械手在水平伸展位置各個關節(jié)所受的力??矩最大，在分析時Ｗ水平伸展狀態(tài)為依據(jù)進行計算。如圖２－８所示，為機械手極限狀態(tài)??下各連桿參數(shù)ｂ??當關節(jié)１固定在底座上時，圖示狀態(tài)為最大受力時刻。對各個關節(jié)所受力矩進行初??步的估算�？紤]到Ｈ七移載機械手的工作環(huán)境，為防止對Ｈ屯種植地產(chǎn)生過度壓實，現(xiàn)??選定各個關節(jié)所用材料暫為鉛合金，其密度為２．７７〇ｘｌ〇３ｋｇ／ｍ３。各個部件根據(jù)實屯、圓柱??體進行估算，圓柱體的直徑為５０ｍｍ，空屯、部分的重量由關節(jié)內(nèi)部的電機及減速器相互??抵消，能夠得到Ｓ屯移栽機械手一個大致的整體質(zhì)量。??根據(jù)機械手的極限位置，把關節(jié)１與底座的交點圓屯、設定為坐標原點，可知在重力??的作用下關節(jié)１處所受的是力矩最大的，關節(jié)１至關節(jié)６所受力矩依次遞減。關節(jié)６手晚回??１６??


本文編號：2898346