3-DOF混联采摘机械手的工作空间分析与设计
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  • 英文篇名:Workspace analysis and design of a 3-DOF hybrid picking manipulator
  • 作者:崔冰艳 ; 解勇涛
  • 英文作者:CUI Bingyan;XIE Yongtao;College of Mechanical and Engineering, North China University of Science and Technology;
  • 关键词:采摘机械手 ; 蒙特卡洛法 ; 工作空间 ; 参数优化 ; 结构设计
  • 英文关键词:picking manipulator;;Monte Carlo method;;workspace;;parameter optimization;;structural design
  • 中文刊名:河北农业大学学报
  • 英文刊名:Journal of Hebei Agricultural University
  • 机构:华北理工大学机械工程学院;
  • 出版日期:2019-05-15
  • 出版单位:河北农业大学学报
  • 年:2019
  • 期:03
  • 基金:国家青年基金项目(E51505124);; 教育部在线教育研究中心在线教育研究基金(全通教育)项目(2016YB117);; 河北省自然科学基金项目(E2017209252);; 河北省教育厅基金项目(QN2015203和2015GJJG084)
  • 语种:中文;
  • 页:108-112
  • 页数:5
  • CN:13-1076/S
  • ISSN:1000-1573
  • 分类号:S225;TP241
摘要
为了增强采摘机械手的稳定性、对中性及增大机械手的运动空间,提出1种3-DOF混联采摘机械手机构,对其进行工作空间分析,基于工作空间优化设计出1种高效的可用于农业采摘的小型机械手。根据农业采摘需求选定采摘机械手的机构类型并决定其结构,推导采摘机械手的位置正反解,利用蒙特卡洛方法求解机械手的工作空间并绘制其工作空间的三维点云图;分析关键参数对工作空间的影响,找出参数的最佳值从而优化工作空间。考虑到采摘过程中避免农作物损坏并加快采摘效率,设计了采摘收集一体式的小型果蔬采摘机械手,并使用Creo软件建立了采摘机械手的三维模型。该采摘机械手具有适当的工作空间,可以提高小型果蔬采摘效率。
        In order to enhance the stability, the neutral, and the movement workplace of the picking manipulator,this research presents a 3-DOF hybrid picking manipulator mechanism, and designs an efficient manipulator for agricultural picking based on workspace optimization. The type and structure of manipulator mechanism were decided based on agricultural picking needs, according to which the forward and reverse position of the picking manipulator were determined.The Monte Carlo method was then adopted to acquire the manipulator's working space and draw the 3 D point cloud of its working space. The impact of key parameters was analyzed on the workspace to find out the best value of the parameters to optimize the workspace. Therefore, taking into account the avoidance of crop damage during picking and speeding up the picking efficiency, we designed a picking and collecting integrated manipulator for small fruit and vegetable, and established a three-dimensional model of the picking manipulator using Creo software. The picking manipulator has a suitable working space and can meet the needs of picking small fruits and vegetables.
引文
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