發(fā)布時(shí)間：2020-12-04 22:36

　　三七是一種名貴的中草藥材,種植面積已達(dá)60萬(wàn)畝。為提高三七的產(chǎn)量和品質(zhì),在三七生長(zhǎng)至一年時(shí)需對(duì)其進(jìn)行移栽。目前,文山州仍采用人工方式,移栽效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大、人工成本高。然而,目前市面上現(xiàn)有的種苗移栽機(jī)不適用于文山州三七獨(dú)特的生長(zhǎng)環(huán)境和農(nóng)藝要求。所以,有必要設(shè)計(jì)出一種適合一年生三七的移栽機(jī)械手。本文開(kāi)展了以下研究工作：(1)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。分別對(duì)三七移栽機(jī)械手進(jìn)行了機(jī)械部分和傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)。結(jié)合機(jī)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(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)形式及轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍。結(jié)合一年生三七的物理特性,設(shè)計(jì)了一種通過(guò)箱體振動(dòng),對(duì)三七苗進(jìn)行分離的分苗裝置和夾苗裝置。根據(jù)機(jī)械手的機(jī)型特點(diǎn),選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)作為該機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式,并對(duì)電機(jī)和減速器進(jìn)行了型號(hào)選擇。確定機(jī)構(gòu)的物理參數(shù)后,使用Solidworks2013進(jìn)行三維虛擬樣機(jī)建模,并通過(guò)ANSYS軟件對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行靜力學(xué)分析,并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。(2)動(dòng)力學(xué)仿真和軌跡規(guī)劃。三維模型通過(guò)接口Matlab Robotics Toolbox進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真和分析。得到了各關(guān)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(shí)間最優(yōu)作為路徑規(guī)劃的優(yōu)... 

【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－５ＳＣＡＲＡ移栽機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１－５?ＳＣＡＲＡ?ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ??

執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分苗功能，包括若干自動(dòng)分苗、取苗裝置、底座和存苗箱??組成，整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由機(jī)械手控制。一年生Ｈ尤的重量大約為０．２５￣４ｇ，苗長(zhǎng)約１０ｃｍ，??直徑大約８ｍｍ。一年生Ｈ屯苗如圖２－３所示。??隣獨(dú)護(hù)潛‘―呵??：州＜．’１?Ｖ’??齡．魯Ｉ，？翁＊懲Ｉ?，?＇??ｆ祕(mì)讓鄭逼馨‘《續(xù)潑’廠萬(wàn)蕊??．？Ｖ?．．．７?？或??．公、－？?Ｖ；??Ｉ?；、心?／為??中。－‘ｆ、勺??ｊｆｅ禮巧；■，輸ｌｋ；＇?Ｉ＇於ＩＩ?Ｉｉｉｉｉｉ；端＇祕(mì)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(duì)Ｈ走的特性，模仿人工種植Ｈ七的原理設(shè)計(jì)自動(dòng)分苗裝置。自動(dòng)分苗裝置通過(guò)??夾�。韧透�頭部將其分離并單株取出。自動(dòng)分苗裝宣主要靠電磁鐵來(lái)控制。取苗通過(guò)夾??苗裝置完成。??自動(dòng)夾苗裝置如圖２－４所示，包含外殼、左右?jiàn)A板、夾板軸、電磁鐵。左右?jiàn)A板通??過(guò)夾板軸鏈接在一起形成類(lèi)似倭子裝置，左右?jiàn)A板頂端安裝好電磁鐵，通過(guò)控制電磁鐵??來(lái)控制左右?jiàn)A板，從而控制分苗、取苗、放苗等動(dòng)作。將安裝好的機(jī)構(gòu)放入外殼內(nèi)進(jìn)行??封裝

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


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