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通过三维光学动作捕捉实验采集了人体上肢完成采摘动作时上肢各关节角度的变化及各关节的点位数据,对上肢进行受力分析并利用MatLab编程获得力矩的变化情况。将上肢划分为3个关节7自由度的刚体模型,利用Robotics工具箱建立7自由度的仿人采摘机械臂,并通过D-H方法建立各连杆坐标系写出各连杆参数进行逆运动学分析,求解出机械臂7个关节角度值。由于存在冗余自由度使得逆解结果不唯一,因此提出了“最小能量法”选取最优采摘路径。对最优采摘路径进行五次多项式插值仿真各关节的角度、角速度及角加速度的变化,最后根据各关节的活动度进行末端执行器工作空间的分析。结果表明：“最小能量法”选取的最优解使仿人采摘机械臂在采摘点已知情况下能选择最优的路径进行采摘,整个采摘过程稳定。研究结果为仿人机器人采摘机械臂的运动控制和轨迹优化奠定了基础。 相似文献
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模块化六自由度机械臂逆运动学解算与验证 总被引：1，自引：0，他引：1
针对六自由度模块化串联机械臂,进行了正运动学求解,并提出了该种臂型的运动学逆解计算方法.从机械臂的结构特点出发,采用DH法进行结构建模,得到了正运动学模型.在逆运动学求解过程中,针对纯代数法找不到该种臂型的独立不相关变量方程的问题,采用几何方法求解机械臂前3个关节、后3个关节使用反变换法求解,通过给出解的组合原则,得到了该机械臂逆运动学的完整解析解.为满足机器人系统编程和实际控制需要,基于VC++编制了MFC的运动学算法程序,验证了正逆运动学求解的正确性,为机械臂精确定位和运动规划提供了必要的前提条件. 相似文献
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首先从数学模型建立、正运动学和逆运动学几个方面对水果采摘机械臂总体设计状况进行分析,随后重点分析六自由度水果采摘机械臂的主要结构及参数设计计算,对六自由度水果采摘机械臂的运动和任务进行设计规划,最后分析机具的实际效果及创新点,通过搭建采摘试验平台,对规划设计结果进行综合分析。研究中选取3kg六自由度机械臂作为研究对象,构建机械臂采摘运动模型,随后使用第五关节分离法解决机械臂自适应调整问题,并计算验证机械臂运动中的轨迹,最后使用试验分析方法对采摘效果和时间进行验证分析,采摘机械臂可以直接利用双目识别以及定位系统所提供的坐标,实现运动规划并完成果实采摘。采摘试验分析发现,单果采摘时间为25.5s/个,多果实采摘中使用关节角加权最小设定连续采摘任务,能够促进果实采摘时间的逐渐降低,提升采摘效率,降低生产成本与能耗。 相似文献
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为实现篱架式栽培的食用葡萄自动化采摘,设计了一种关节型四自由度(4-DOF)机械臂,并利用DH参数法建立机械臂的连杆坐标系。通过MatLab里的Robotics Toolbox建立机械臂的数学模型,对机械臂的正、逆运动学进行仿真,对末端执行器走直线轨迹进行了轨迹规划。利用ADAMS建立机械臂的虚拟样机,将轨迹规划仿真数据作为驱动,进行动力学仿真,获得夹持2kg葡萄时腰关节、肩关节、肘关节及腕关节所需驱动力矩分别为95、52、48、12N·m,从而为采摘机械臂的物理样机制造与采摘试验提供了技术依据。 相似文献
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采摘机器人作业行为虚拟仿真与样机试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为开展采摘机器人智能防碰损作业行为及规划算法的仿真试验与验证,设计了一种基于虚拟现实的采摘机器人仿真试验系统。以葡萄采摘机器人为对象,先构建虚拟现实环境下采摘机器人及其作业场景模型,用于模拟设施果园试验环境;然后对虚拟采摘机器人进行运动学建模,运用D-H参数法解算机械臂运动学正解和逆解;再依据葡萄串形状等特性设计一种夹-托-剪式的采摘机器人末端执行器及其采摘过程控制模型;建立机械臂末端连杆与执行器之间的空间位姿变换关系,并对机械臂运动进行轨迹规划;设计并定义仿真系统各模块间的数据接口,最终基于虚拟现实平台EON开发出采摘机器人虚拟仿真系统。基于该系统进行18次葡萄防碰损采摘路径规划及夹剪行为试验,成功率达88.89%;将相关算法移植到物理样机进行43次室内试验,成功率为86.05%。结果表明,开发的仿真系统可为采摘机器人智能行为算法的测试及改进提供虚拟试验平台。 相似文献
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针对机械臂在运动过程中的避障问题,提出基于改进蚁群算法对其路径进行规划。首先引入可选节点周围安全因素对蚁群算法中的转移概率进行改进,得到机械臂末端执行器的路径轨迹;其次根据执行器位置,利用伪逆法进行运动学逆解的求解,获得各关节变量;最后进行仿真及利用实物机械臂进行验证,结果表明,与传统的蚁群算法相比,改进的算法在相同的规划环境下具有较快的收敛速度,获得的路径轨迹较为合理,避障效果明显。 相似文献
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多末端苹果采摘机器人机械手运动学分析与试验 总被引：8，自引：0，他引：8
提出了一种多末端采摘机器人机械手结构方案,设计了机械臂、末端执行器及其控制系统。机器人机械臂采用主从两级结构,从臂前端可挂接多个末端执行器。末端执行器能进行果实连续采摘,其结构紧凑、驱动简单、通用性好,可适用于苹果、柑橘、梨等球形水果的自动化收获。针对设计的采摘机械手具有多末端的特点,提出了果树分区采摘作业策略,一个采摘区内各个末端执行器同时连续采摘、果实集中回收。在此基础上建立了机器人机械手运动学模型,采用D-H法推导了运动学方程,运用Matlab Robotics Toolbox进行了运动学仿真验证。制作了机械手物理样机并在实验室环境下进行了机械手运动学及采摘试验,结果表明,机械手各从臂末端位置误差小于9 mm,采摘成功率为82.14%。 相似文献
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荒漠草原灰钙土土壤入渗特征及测定方法比较 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究荒漠草原土壤水分入渗特征,并对比不同方法间的差异,以宁夏天然草地地带性灰钙土为研究对象,采用双环法和环刀法测定其入渗过程,分析并比较2种方法的试验结果及影响因素,利用模型拟合土壤的水分入渗过程。结果表明:环刀法测得的初渗率、稳渗率、平均入渗率和达到稳渗时间均小于双环法,分别小了77.69%~94.67%,27.69%~52.88%,56.74%~64.79%,12.50%~42.5%。双环法更适宜采用Horton模型描述入渗速率随时间变化的过程;环刀法更适宜采用Kostiakov模型。土壤累计入渗量采用一元二次方程拟合效果最好,其决定系数R^2均在0.991以上。土壤物理性质对入渗特征的影响因土壤内部条件在2种试验方法中的差异而略有不同。 相似文献
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拖拉机深松机组匹配田间试验方法探讨及测试 总被引：1，自引：1，他引：0
针对目前我国深松作业机组匹配田间试验测试方法缺失的问题,分别从主要影响深松机组作业性能的6个方面进行田间试验方法简单探讨,并以某型拖拉机为例对该试验方法进行了验证和对该拖拉机深松机组性能进行了测试,为广大农机具工作者进行拖拉机深松机组匹配田间试验测试提供方法参考。 相似文献
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综合考虑节水农业的特点及其可能对地区社会、经济和生态环境多方面的影响,按照指标筛选、降维、综合效益评价的思路提出了基于多目标评价和基于Topsis方法的节水农业综合效益评价方法。以黑龙江和平灌区近5年的节水改造、灌溉用水、作物种植、气象等资料,分析了节水农业综合效益评价的影响因素,选取了社会、经济和环境3个二级指标和22个三级指标,建立了节水农业综合效益评价指标体系。采用主成分分析法对指标进行降维,提高了评价指标体系的实用性和科学性;运用Topsis法对和平灌区进行节水农业综合效益评价,得到各年份的综合评分及其变化规律,从影响综合评分的主要因素出发分析了原因。结果表明,综合效益最高的是2016年,最低的是2012年。和平灌区节水农业综合评分随时间上升,并且逐渐趋于平稳。 相似文献
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农业灌溉,需通过沿渠节制闸进行流量调节,掌握渠道中非恒定流的动态变化过程,具有十分重要的社会价值和应用意义。基于特征线法离散圣维南方程,模拟引汤灌区部分渠系在闸门调控下的非恒定流过渡过程,并与Mike11软件模拟结果进行对比,表明所建模型具有一定的可靠性。此外,在模拟结果基础上,进行了简单的闸门运行设计,根据闸下出流理论建立闸门开度调控模型,模拟结果表明在流量线性变化的条件下闸门开度也为线性变化,针对多级闸门同步与逐级调节情况下渠道中的非恒定流过程进行模拟,总结了两种方式的优缺点。 相似文献
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莱州湾南岸浅层地下水咸化特征及其指示意义 总被引：1，自引：0，他引：1
莱州湾南岸属黄河三角洲高效生态经济区与山东半岛蓝色经济区重叠区域,区位优势显著。地下水咸化的发生和发展对该区工农业生产和居民饮水安全构成了威胁。因此,全面了解该区地下水咸化现状,掌握其主要影响因素显得尤为重要。通过野外调查和水样采集测试,应用层次分析法(AHP)选取总溶解固体(TDS)、Cl^-、钠吸附比(SAR)、潜在盐度、NO3^-和SO4^2-等6项指标进行综合评价,并对比分析识别了咸化的主要原因。结果表明:地下水咸化程度呈现北强南弱的特征,咸化面积呈现中部-东部大、西部小的趋势;目前地下水咸化程度较重,咸化面积达3132.13km^2,占研究区面积的70.17%;该区地下水咸化的主要致因是海(咸)水入侵,地下水咸化分区与地层沉积相特征具有很好的响应关系。 相似文献
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本文以典型的V型坡口对接平焊为例,详细介绍了V型坡口对接平焊焊接及检验等方法,重点分析了该项目在实训教学中的应用。 相似文献
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基于TOPSIS-灰色关联方法的水资源配置评价模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
在水资源配置方案评价研究的基础上,建立了新的水资源配置方案优选方法。从资源效益、社会效益、生态效益和经济效益4个方面考虑,分别选取人均用水量、渠系水利用系数、水资源开发利用率等15个比较典型的指标进行研究。通过改进熵值法确定权重,并对TOPSIS方法和灰色关联方法分别进行改进,然后将改进的算法结合起来,共同用于求解不同方案的相对贴近度。通过改进TOPSIS-灰色关联方法计算的结果和实际情况相符,进而验证了方法的有效性和可行性。 相似文献