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以某型臂架式绿篱修剪车为研究对象,结合整车技术参数利用三维建模软件建立实体模型。由于臂架系统主要对绿篱修剪刀具起承载定位作用,其修剪刀具平稳性受臂架系统摆动影响较大。因此考虑用柔性臂架替换刚性臂架进行分析。分别以绿篱修剪车三节臂架及刀具的初始收拢状态和垂直状态为基础,对第1节、第2节、第3节臂架以及绿篱修剪刀具进行两种情况下的5种不同工况进行动力学分析。研究变幅油缸行程与臂架升程对应的曲线关系,分析比较相同工况下多刚体模型和刚柔耦合模型中液压缸的受力。仿真结果表明,该方法可实现对复杂臂架系统的刚柔耦合分析,为臂架变幅油缸的选型及控制策略优化提供依据。 相似文献
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园林修剪的意义在于提升整体城市绿化与规划水平。为此,在深入理解城市园林自动修剪机器人的整体结构与工作原理的基础上,结合机构部件的运动学规律,得出修剪机器人的动力学理论模型,并根据修剪机器人各关节的工作空间,通过驱动函数与下位机程序控制,开关量输出至修剪机器人各运动执行部件开展修剪仿真作业试验。结果表明:利用机构的运动定位与补偿功能,可实现修剪机器人各关节作业定位的准确性,定位误差控制在6%左右;不同轨迹跟踪,多次目标函数优化,便于掌握各关节臂的运动角度与作业过程中的扭矩变化情况,了解自动修剪机器人实际运动轨迹及各主要执行关节扭矩与剪切力,可为相似修剪机器人的开发与改进提供一定思路。 相似文献
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针对园林修剪机器人作业精度和自动化作业程度较低的问题,对修剪机器人进行了结构优化设计。园林修剪机器人的主要组成包括主控制器模块、机械臂模块、电机模块、电机驱动模块、传感器模块和供电模块。为了实现园林修剪机器人自主导航时避障和自适应转向的功能,在机器人上增加激光传感器,并对其控制性能进行分析;为了保证机器人的性能最优化,从结构出发对其进行动力学分析,确定机械臂的运动方程。为了验证园林修剪机器人的性能,对其进行转向性能测试和移动性能测试。试验结果表明:机器人能够成功识别障碍物并自适应转向,且具有良好的移动和作业性能。 相似文献
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针对现有的取苗装置难以满足新疆辣椒、番茄穴盘苗高速、自动化移栽需求的现状，设计了一种整排取苗机械臂。介绍了自动取投苗系统和整排取苗机械臂的结构和工作原理，分析了取苗作业过程。由整排取苗机械臂工作空间包容目标工作空间得到整排取苗机械臂关节尺寸参数优化的约束条件，以结构尺寸和工作所占空间最小为优化目标，使用遗传算法求出最优关节参数为大臂关节长321mm、中臂关节长678mm、小臂关节长403mm。使用Adams软件建立了整排取苗机械臂虚拟样机模型，对其取苗作业进行运动仿真，结果表明：该装置运动平顺，具有良好的运动特性，能够达到取苗极限位置。搭建样机试验平台，分析样机取苗性能，结果表明：对72孔穴盘的取苗速率为60株/min,取苗成功率为93.06%;对128孔穴盘的取苗速率为90株/min,取苗成功率为88.02%。装置具有较好的适用性，可为自动化取苗装备的研制提供参考。 相似文献
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黄瓜采摘机械臂结构优化与运动分析 总被引：2，自引：0，他引：2
黄瓜采摘机器人在非结构环境中工作时,其机械臂的结构特点与运动精度将直接决定机器人作业范围和采摘成功率。针对黄瓜特定的栽培模式,结合机械臂工作空间及结构长度指标,运用参数优化法,对采摘机械臂构型和结构参数进行了优化设计。建立了机械臂运动D-H模型,实现由关节空间向笛卡尔空间的正逆变换,并确定了机械臂速度雅可比矩阵;应用三次多项式插值法,建立了机械臂关节空间运动规划模型;应用Matlab平台对优化参数进行仿真。结果表明,机械臂实际采摘范围可达到目标工作区域90.5%以上,关节位移变化曲线光滑,运动平稳。 相似文献
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以果树修剪机器人为研究对象，基于轨迹跟踪算法对修剪机器人进行作业路径规划，并分别与传统的往复式路径规划算法和跟踪算法进行仿真对比实验分析。分析结果表明：与传统往复式路径规划算法相比，修剪机器人作业过程中漏剪率降低3%,重复率降低2.5%;与传统跟踪式路径规划算法相比，修剪机器人作业过程转角范围增大36°,横向轨迹误差降低600mm。 相似文献
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机械手臂结构设计与性能分析 总被引：3，自引：0，他引：3
工业机器人具有工作空间大、结构紧凑、灵活性好等优点,但工业机器人机械臂的串联结构形式使其整体刚性存在不足。机器人的末端负载完全由关节处的伺服电机分担,增加了机械臂的驱动功率及能耗。针对上述问题提出一种具有机械手臂的机器人结构,机器人大臂和小臂采用平行四边形框架及对角线驱动的结构形式,利用平行四边形框架平衡外部弯矩作用。仿真结果表明,与工业机器人相比,在仅有外部重力负载作用时大臂的驱动功率可以降低20%~80%,小臂的功率与工业机器人相当;在仅有外部弯矩作用时,无需消耗电机的驱动功率,从原理上降低了机械臂的驱动功率及能耗。此外,对机器人整体刚度进行计算,计算结果表明,此机器人的整体刚度优于工业机器人,有利于提高机器人在搬运、码垛等作业中的负载能力。 相似文献
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针对现有的采摘机器人机械臂自由度受工作空间限制的问题,进行了四自由度升降式采摘机器人的设计。根据国内果树矮化密植的栽培模式,为使机械臂能高效灵活地获取目标空间果实,同时尽量减少机械臂的自由度与结构尺寸,设计了一种小型升降式采摘机器人。对采摘机器人样机进行了单关节位置控制误差试验,结果表明:升降机构位置误差平均值为3. 02mm,最大值为4. 55mm;腰关节位置误差平均值为1. 21mm,最大值为2. 14mm;肩关节位置误差平均值为1. 55mm,最大值为1. 36mm;肘关节位置误差平均值为1. 06mm,最大值为2. 33 mm;腕关节位置误差平均值为1. 11 mm,最大值为1. 97 mm,基本满足果园采摘作业的要求。 相似文献
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酿酒葡萄修剪装置的设计 总被引：1，自引：0，他引：1
酿酒葡萄修剪作业直接影响酿酒葡萄的产量和品质。为此,针对新疆酿酒葡萄人工修剪劳动强度大、效率低、费用高等问题,结合新疆酿酒葡萄的种植模式和修剪要求,设计了一种酿酒葡萄修剪装置。介绍了修剪装置的整机结构和工作原理,并对旋转刀刀盘进行了运动分析,理论分析表明:当拖拉机前进速度为6km/h、旋转刀刀盘半径为200mm、刀片长度为20mm、刀片数量为4及旋转刀刀盘转速为2 000r/min时,该修剪装置可以满足酿酒葡萄的修剪要求。同时,通过AMESim液压仿真软件对修剪装置液压系统进行仿真分析,验证了修剪装置液压系统的可行性。 相似文献
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针对我国高速公路中央分隔绿化带车载式修剪机械功能单一、成本高、效率低、普及推广量小等问题,结合高速公路绿化养护工程实际需要,借鉴现有绿篱修剪机技术,研制出一种顶侧部同步修剪的绿篱修剪机。该机型以四轮拖拉机为动力,具有切割器的升降、避障、残枝残叶清扫、角度调节及离合操作等功能,整机一次往返作业即可完成中央分隔绿化带的修剪工作。试验表明,曲柄主轴转速为628 r/min时,切割器平均速度1.67 m/s,绿化带有效修剪宽幅0～1 500 mm,修剪高度0～1 500 mm,作业速度在4～5 km/h,切割器往复切频次在,600～650次/min的范围内修剪效果最佳。该机各项性能指标满足高速公路中央分隔绿化带修剪养护需要,为绿化带修剪设备的进一步研发与推广提供一种新的解决方案,具有一定的推广价值,对于同类修剪设备的设计也有借鉴意义。 相似文献
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随着城市园林绿化建设的不断发展,园林修剪需求逐渐增大,但传统的修剪方式耗费大量的人力物力、作业强度大且工作效率低,同时由于自动修剪机缺乏参数监控,无法根据实际情况自动调整修剪机的修剪机构,导致修剪效果不好.为克服这一难题,提高园林修剪效率,将信息技术、传感器技术及通信技术等先进技术应用在自动修剪机中,对自动修剪机工作过... 相似文献
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为避免蔬菜人工移栽存在的株距、行距和深浅度不均等问题,根据国家标准GB/T 5262-2008及蔬菜移栽农艺要求,设计了一种能够与吊篮-鸭嘴式移栽机结合的移栽机械手。根据现有的蔬菜育苗钵盘外形尺寸及茄科蔬菜的育苗农艺要求,并结合吊篮-鸭嘴式移栽机的结构,确定了移栽机械手的设计方案,设计了移栽机械手的整体结构及尺寸,并对移栽机械手关键部件进行有限元分析。结果表明:机械手指最大变形量为0.106mm,所受最大应力为6 5.5 MPa;大臂最大变形量为4.7 1 4×1 0-6mm,所受最大应力为0.0 2 1 MPa;小臂最大变形量为9.476×10-6mm,所受最大应力为0.0 2 2 6 MPa。试验结果表明:所设计的小型蔬菜移栽机械手能够在一定程度上解放劳动力,降低温室大棚内蔬菜移栽工作的劳动强度,可为以后全自动蔬菜移栽机的发展提供数据与理论参考。 相似文献
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为实现割草机器人在计算资源有限的情况下快速、准确地定位并识别工作环境中的障碍物，提出一种基于滤波器剪枝的改进YOLOv5s深度学习模型的割草机器人工作环境下障碍物的检测方法。首先，将YOLOv5模型中的Bottleneck残差块改为分层残差结构，以更细粒度地表示多尺度特征，同时增加网络感受野；另外，在残差块尾部加入SE模块，用来对特征图重新标定；其次，对改进后的算法进行滤波器剪枝；最后，针对割草机器人工作环境中的常见障碍物建立相关数据集，并使用剪枝后改进YOLOv5s作为深度学习模型进行检测。试验结果表明：改进后的YOLOv5模型大小减少188%，mAP增加0.1%。对改进YOLOv5模型进行剪枝后，比原YOLOv5模型计算量降低36.6%，模型大小降低333%，推理速度减少1.9 ms。剪枝后本文模型的mAP值分别比YOLOv4，YOLOv4-tiny，YOLOv3，YOLOv3-tiny高1.3%，9.5%，5.8%，22.1%。 相似文献
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为提高林果业的工作效率,设计了一种修剪较高处树枝的自动装置,该装置内部结构主要包括臂架、末端执行器、升降器、回转系统、动态配重系统和动力系统等,通过控制面板上的视频装置和升降装置结合需修剪树枝的高低程度来控制该机械进行工作。该装置的修剪高度15 m、半径为5 m、修剪树枝最大的直径为12 cm,试验结果表明该机械装置基本上可以满足对高大树枝进行修剪的目的,高枝修建机械手可修剪树枝的高度为16 m,半径在5 m,直径为8 cm,不但满足了最初修剪树枝的目的,还对修剪过的树枝的茬口起到基本的养护作用。 相似文献
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树莓在我国边疆地区大面积种植,如要有良好的长势,剪枝尤为重要,需要大量的人力。受地理条件限制,边疆地区地广人稀、人力成本高,为降低生产成本,研制树莓剪枝机器人非常必要。为此,针对早春时节树莓需要定植修剪的实际需要,研发了一款树莓剪枝机器人。工作时,以上位机与下位机进行串口通信的控制系统为核心,利用机器视觉技术,对采集到的图像进行实时处理,控制剪枝机器人前进,左右机械臂同时工作,高效地实现对细弱枝、破损枝的识别与剪除。试验表明:树莓剪枝机器人工作时有极大的可靠性与自适应能力,能适应各种复杂环境,可在早春时节实现智能化树莓定植修剪,对过密的细弱枝、破损枝可以齐地剪除。 相似文献
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基于轨道平移式果蔬采摘机器人作业原理,建立了果蔬柔性采摘机器人作业质量测试方法,确定了采摘效率、果实采摘尺寸范围、最大抓握输出力、抓取成功率及果实破损率等作业指标的测定方法。依据提出的方法对FHR-2型柔性果蔬采摘机器人进行了设施温室大果番茄采收试验,结果表明,采摘效率8个/min,果实采摘尺寸范围30～92 mm,最大抓握输出力22.5 N,抓取成功率72.9%,果实破损率0,能够满足大果番茄的采摘要求。建立的测试方法能够对番茄采摘机器人进行作业质量测试,机器人的图像识别系统参数需进一步优化,以提高作业质量。 相似文献