三自由度苹果采摘机器人本体设计_张杰
苹果采摘装置的研究与探讨
苹果采摘装置的研究与探讨 【摘要】苹果采摘装置适用于苹果成熟后的苹果采摘，智能化机械化的采摘模式解放了劳动力，提高了采摘效率，本装置利用无线遥控技术，搭载移动平台，安装末端执行装置即机械手，实现了苹果采摘过程中的机械化，利于农业机器人的研发应用。 【关键词】苹果采摘；机械手；传感器 Abstract：Apple picking device is suitable for mature apple picking，intelligent mechanization picking mode liberated the labor force，improve the picking efficiency，this device using the wireless remote control technology，with a mobile platform，installation of the manipulator end point device，realized in the process of apple picking mechanization，agricultural research and application of the robot. Key words：Apple picking；Manipulator；The sensor 引言 21世纪以来，随着我国城镇化的社会进程，原始的农业劳动力逐渐减少，转向其他行业，而水果采摘在农业生产中有很多弊端：第一是采摘中需要大量人力；第二是采摘是相对耗时长的一个生产环节；第三，采摘水果大都集中在一个时段；第四，人工采摘水果果实需要弯腰或者爬高，具有一定的危险性。随着我国科技水平和农业机械化水平的逐步提高，用机械手来采摘水果果实成为可能，这样不仅解放了农村劳动力，而且更加安全，方便。 国内外研究现状：随着科技的进步，近年来，国外在果蔬采摘机器人的研究方面取得不少成果，但由于技术，市场和价格多方面因素的影响，此类研究工作基本停顿，国内研究此类型的方面起步晚，相对来说成果少，对苹果的采摘方面研究还很缺乏。随着农业产业化发展进程加快，其种植越来越规模化，然而苹果的采摘大部分还处于人工作业的情况，这大大降低了采摘效率，提高了成本，而且苹果高度不一，人工采摘费时费力，容易疲劳，发生危险，所以对苹果采摘设备的研究有重要意义[1]。 本文以苹果为研究对象，讨论苹果采摘装置，最终目标是确保顺利采下苹果，提高劳动效率，解放生产力。设计一种实用的苹果采摘机械手，用于采摘苹果果实。该机械手结构轻巧，操作灵活简便。并且可以运用传感器和单片机实现智能采摘。 1.苹果采摘机械手的方案设计 1.1 移动平台选取
自由度搬运物料工业机器人的设计设计
毕业设计论文 四自由度搬运物料工业机器人的设计 摘要:在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人示教编程伺服制动
The Design of an Industrial Robot with Four DOFs for Carrying Material for a Punch Abstract:In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jobs of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servocontrol, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback
全自动摘果机的设计与创新设计
摘要 摘果机技术毫无疑问是未来的战略性高技术，充满机遇和挑战。目前，国际上摘果机市场大概有80亿至100亿，其中工业摘果机占的比重最大。2025年，整个摘果机市场将达到500亿，服务摘果机从原来的300多万台增加到1200多万台，特种摘果机（如：农业摘果机、排爆摘果机、医疗摘果机等）的呼声也越来越高。另外，微软等IT企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与摘果机的研制。 本课题来源农业相关摘果机——摘果机。随着摘果机技术的发展国内外开始探索相关技及先进成果应用在农业领域，其中果实采摘收割摘果机是农业领域中相对大的比重，相关摘果机随着技术进步及相关经验的成熟会为人们解放劳动力、提高工作效率等方面有不可估量的前景。 本文运用大学所学知识，设计了一款轮式摘果机，本摘果机通过轮式底部结构可自由行进并用5轴式机械臂结构可有效采摘果树上的苹果。为进一步探索苹果采摘相关摘果机的研发提供了相关经验及依据，并对进一步论证相关技术有了实验的摘果机。 关键字：摘果机、农业，苹果采摘，轮式摘果机 I
Robotics is undoubtedly a strategic high-tech future, full of opportunities and challenges. Currently, the international market, there are about robot 8 to 10 billion, which accounts for the largest proportion of industrial robots. 2025, the entire robot market will reach 50 billion, the service robot from the original more than 300 million units to 12 million units,Special robot (eg: agricultural robots, EOD robots, medical robots, etc.) are increasingly vocal. In addition, Microsoft and other IT companies, Toyota, Mercedes-Benz and other car companies, and even furniture, sanitary ware enterprises have involved in the development of the robot. The sources of agriculture-related topics robot - apple picking robots. With the development of robot technology at home and abroad began to explore the application of relevant technologies and advanced achievements in the field of agriculture, where the fruit harvest picking robot is agriculture relatively large proportion of the relevant robot as technology advances and experience of mature people will liberate labor force improve work efficiency and so have immeasurable prospects. In this paper, the university is knowledge, designed a wheeled robot apple picking, apple picking this wheeled robots can travel freely and bottom structure with a 5-axis robot arm structure can effectively picking apples fruit trees. To further explore the development of apple picking robot provides relevant and in accordance with relevant experience, and further related technology demonstration experiments with robots. Key words: Robot,Agriculture,Apple picking ,Wheeled robot
苹果采摘装置
目录 前言 (1) 1绪论 (2) 1.1水果采摘机械的发展 (2) 1.2水果采摘机械的研究应用现状 (2) 1.2.1国内研究现状分析 (2) 1.2.2国外研究现状分析 (2) 1.3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 (3) 1.3.1设计所设计的任务要求 (3) 1.3.2设计重点研究的内容 (3) 1.3.3存在问题的解决思路 (3) 2苹果采机械移动系统的结构说明 (3) 2.1工作原理 (3) 2.2工作过程 (4) 3电动机的选择计算 (4) 3.1确定电动机的功率 (4) 3.2确定电动机型号 (4) 3.3各级轴转速 (4) 3.4各轴输入功率 (4) 3.5各轴的输出功率 (4) 3.6各轴输入转矩 (4) 4齿轮的设计 (5) 4.1确定许用应力 (5) 4.2按齿面接触强度设计 (5) 4.3验算齿面接触强度 (6) 4.4齿轮圆周速度 (6) 5轴的结构设计计算 (6) 5.1减速器高速轴设计 (6) 5.1.1轴径与长度与直径 (6) 5.1.3确定轴上圆角及倒角 (7) 5.1.4减速器输入轴（高速轴）的校核 (7) 5.2减速器低速轴设计 (10) 5.2.1轴Ⅱ的结构设计 (11) 5.2.2轴上零件的周向定位 (11) 5.2.3确定轴上圆角及倒角 (11) 5.2.4减速器输出轴（低速轴）校核 (11) 6链轮的设计 (14) 7联轴器的选 (14) 小结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17)
前言 水果是人类生活不可少的食物，种植面积和产量逐年提高。现在我国已成为世界水果、蔬菜的第一生产大国。到2000年，水果种植面积达867万公顷，占世界面积的8％；产量6237万吨，占世界产量的13％。苹果和梨的产量连续8年居世界首位，柑桔产量在巴西和美国之后位居第三，荔枝产量占世界的70％。蔬菜种植面积达1467万公顷，占世界面积的35％；产量4亿吨，占世界产量的66％，连续5年居世界第一。目前水果总产量已超过6000万吨，约占全球产量的14％左右，成为我国继粮食、蔬菜之后的第三大种植产品，也日益成为农民增收的重要增长点。 改革开放以来，特别是1984年水果市场放开之后，国家对水果实行多渠道经营，价格随行就市，农民得到了实惠，极大地调动了果农发展生产的积极性，从而促进了水果生产的迅速发展。“七五以来，水果生产连续保持了十多年高速发展的势头，从生产、加工到销售乃至出口创汇都取得了巨大成绩，在种植业中异军突起，已经成为种植业重要的支柱产业，在农业和农村经济中的作用和地位日益显著主要表现在以下几个方面：1）面积和产量成倍增长，据国家统计局统计1996年全国果园面积发展到853.3多万平方米，总产量达 462.8万吨。分别比1984年增长2.9倍和3.7倍。其中苹果面积298.7万万平方米，产量170.2万吨，分别比1984年增长 3倍和4.8倍；柑桔面积128万平方米，产量845.7万吨，分别比1984年增长2.2倍和4.6倍；梨的面积为93.1万亩。产量580.7万吨，分别比1984年增长2.1倍和1.8倍我国水果在世界水果生产中占据重要的位置从1993年开始，我国水果总产量跃居世界第一位(超过印度、巴西和美国)。与同期世界水果产量相比1995年我国水果总产量为1214.6万吨，占世界总产量3987.3万吨的10.6％。其中苹果和梨的产量均居世界各国之首，苹果产量占世界总产量的 28.2 ％，梨的产量约占42.6％。柑桔占世界总产量的9．2 ％，仅次于巴西和美国，列第三位。2）品种结构明显优化，近年来，各地在发展大宗水果的同时，以市场为导向，以科技为依托，以效益为目标，积极发展名特优新品种。加速低产劣质果园的改造。从而使品种结构得到明显改善，果品质量不断提高。苹果重点发展了红富士、新红星、乔纳金等优新品种。目前，全国红富士苹果面积已发展到130.5万亩，1996年的产量近600万吨，分别占苹果面积和产量的43.7和35.1；柑桔主要发展了特早熟和早熟温州蜜柑、芦柑、脐橙、柚类等市场受欢迎的优新品种。目前，山东省的红富士、新红星、乔纳金、嘎拉等优新苹果品种已占苹果面积75以上。广东省的柑桔因黄龙病的危害效益有所下降，对此，他们加大了结构调整的力度，开发的重点转向粤西、粤东和粤北山区，因地制宜地发展了荔枝、龙眼、杜果、田柚等热带亚热带名特优水果，这既丰富了果品市场，又发展了山区经济。 自20世纪90年代以来，自走式农业机械的田间自动导航、机器视觉与农业机器人研究得到重视，成为探索在农业机械装备中应用智能控制等高新技术研究的重要方向。农业机器人是一种高度自动化智能化的农业机械，它集传感技术、监测技术、人工智能技术、通讯技术、图像识别技术、精密及系统集成技术等多种前沿科学技术于一身，代表了机电一体化的最高水平。作为农业生产领域中新一代的生产工具，农业机器人在提高农业生产力、改变农业生产模式、解决劳动力不足问题等方面显示出极大的优越性。可以说农业机器人的应用将带来农业生产的一次技术革命，推动现代农业的发展。因此，广泛应用以农业机器人为代表的新一代农业机械，抓住机遇，大力发展农业机械化，全面提高农业信息化智能化水平是实现我国农业持续稳定健康发展的必然道路。
基于自动化的苹果采摘机器人
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/2417363134.html, 基于自动化的苹果采摘机器人 作者：刘国栋杨孟杰张应红孙元广 来源：《科学与财富》2019年第20期 摘要：苹果是具有长久的季节性的水果，且人工采摘的劳动强度大，风险高，成本高。 解决人工采摘苹果的问题需要将农业与工业智能化的结合。为此设计一种五自由度，满足工作空间的基于自动化的苹果采摘机器人。该机器人通过工业摄像机、红外线探头采集外部环境信息，并传递到电源控制模块，从而控制以步进电机、舵机的源动力的驱动，进一步控制各个机械臂和机械手的转动调节，实现对苹果的自动化的采摘。 关键词：采摘苹果；自动化；工业摄像机；机械手 引言：随着农业生产的多样化和精确化、规模化，农业生产作业要求也正在逐渐提高，加速农业现代化进程，实施智能化农业，广泛应用农业机器人，提高资源利用率和农业产出率，降低劳动强度，提高经济效率将是现代农业发展的必然趋势。对于降低人工劳动强度和采摘成本、保证苹果适时采收，研究满足工作空间的自动化采摘机器人对实现农业自动化和提高经济效益具有重大的意义。 1.苹果采摘机器人的机械结构设计 1.1机器人的方案设计： 采摘机器人的机械结构图主要由底座、腰部，大臂，肘部，小臂，末端机械手等主要部分组成，其总体结构简图1.1所示。该机器人与传统的工业机器人类似，具有五个自由度的工作空间，分别是自由度1（腰部回转），自由度2（大臂旋转），自由度3（小臂旋转），自由 度4（肘回转），自由度5（机械手旋转）。 1.2移动平台方案的确定： 在确定设计方案以后对机器人的移動载体采取分析并进行选择。 （1）履带式移动平台特点及存在问题 特点 a. 转向半径小，可实现原地转向。 b.支撑地面的面积大，下陷度小，滚动阻力大，越野机动性能好；在松软或者潮湿的土地环境中具有较好的越障能力。 c.履带支撑面上有很多履齿，行走时不容易打滑，附着性能好；。
六自由度工业机器人设计
六自由度工业机器人 对于工业机器人的设计与大多数机械设计过程相同;首先要知道为什么要设计机器人机器人能实现哪些功能活动空间（有效工作范围）有多大了解基本的要求后，接下来的工作就好作了。 首先是根据基本要求确定机器人的种类，是行走的提升（举升）机械臂、还是三轴的坐标机器人、还是六轴的机器人等。选定了机器人的种类也就确定了控制方式，也就有了在有限的空间内进行设计的指导方向。 接下来的要做的就是设计任务的确定。这是一个相对复杂的过程，在实现这一复杂过程的第一步是将设计要求明确的规定下来;第二步是按照设计要求制作机械传动简图，分析简图，制定动作流程表（图），初步确定传动功率、控制流程和方式;第三步是明确设计内容，设计步骤、攻克点、设计计算书、草图绘制，材料、加工工艺、控制程序、电路图绘制;第四步是综合审核各方面的内容，确认生产。 下面我将以六轴工业机器人作为设计对象来阐明这一设计过程： 在介绍机器人设计之前我先说一下机器人的应用领域。机器人的应用领域可以说是非常广泛的，在自动化生产线上的就有很多例子，如垛码机器人、包装机器人、转线机器人;在焊接方面也有很例子，如汽车生产线上的焊接机器人等等;现在机器人的发展是非常的迅速，机器人的应用也在民用企业的各个行业得以延伸。机器人的设计人才需求也越来越大。 六轴机器人的应用范筹不同，设计形式也各不相同。现在世界上生产机器人的公司也很多，结构各有特色。在中国应用最多的如：ABB、Panasonic、FANUK、莫托曼等国外进口的机器人。 既然机器人的应用那么广泛，在我国却没有知名的生产公司。对于作为中国机械工程技术人员来说是一个值得思考的问题！有关机器人技术方面探讨太少了从业人员还不能成群体虽然在很多地方可以看到机器的论术，可是却没有真正形成普及的东西。 即然是要说设计，那我就从头一点一点的说起。力求讲的通俗简明一些，讲得不对的地方还请各位指正！ 六轴机器人是多关节、多自由度的机器人，动作多，变化灵活;是一种柔性技术较高的工业机器人，应用面也最广泛。那么怎样去从头开始的设计它呢工作范围又怎样去确定动作怎样去编排呢位姿怎样去控制呢各部位的关节又是有怎么样的要求呢等等。。。。。。让我们带着众多的疑问慢慢的往下走吧！ 首先我们设定：机器人是六轴多自由度的机器人，手爪夹持二氧气体保护焊标准焊枪;完成点焊、连续焊等不同要求的焊接部件，工艺要求、工艺路线变化快的自动生线上。最大伸长量：1700mm;转动270度;底座与地平线水平固定;全电机驱动。 好了，有了这样的基本要求我们就可以做初步的方案的思考了。 首先是全电机驱动的，那么我们在考虑方案的时候就不要去考虑液压和气压的各种结构了，也就是传动机构只能用齿轮齿条、连杆机构等机械机构了。 机器人是用于焊接方面的，那么我们就去考察有人工行为下的各种焊接手法和方法。这里就有一个很复杂的东西在里面，那就是焊接工艺;即然焊艺定不下来，我们就给它区分一下，在常用焊接里有单点点焊、连续断点点焊、连续平缝焊接、填角焊接、立缝焊接、仰焊、环缝焊等等。。。。。。 搞清了各种焊方法，也就明白了要实现这些复杂的动作就要有一套可行的控制方式才行;在机械没有完全设计出来之前可以不做太多的控制方案思考，有一个大概的轮廓概念就行了，待机械结构做完，各方面的驱动功率确定下来之后再做详细的程序。 焊枪是用常用的标准的焊枪，也就是说焊枪是随时可以更换下来的，也就要求我们要做到对焊枪的夹持部分进行快速锁定与松开。
苹果采摘机的设计【25页加9400字】
前言 苹果原产欧洲中部、东南部，中亚西亚以及中国新疆。苹果（Apple），是常见的水果之一。苹果树属于蔷薇科，落叶乔木，叶椭圆形，有锯齿。其果实球形，味甜，口感爽脆，且富含丰富的营养，是世界四大水果之冠。苹果通常为红色，不过也有黄色和绿色。苹果是一种低热量食物，每100克只产生60千卡热量。苹果中营养成份可溶性大，易被人体吸收，故有“活水”之称，其有利于溶解硫元素，使皮肤润滑柔嫩。 中国是世界上最大的苹果生产国和消费国，苹果种植面积和产量均占世界总量的40%以上，在世界苹果产业中占有重要地位。苹果消费市场主要为鲜果和加工制品,鲜食的比例高达90%,加工制品仅占10%左右。为保证苹果的品质,适时采摘是我国苹果产业的重中之重。采摘工作量繁重与劳动力的缺乏使得适时采摘变得越来越困难。 采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高，果品采摘作业是水果生产链中最耗时、最费力的一个环节。故此保证果实适时采收、降低收获作业费用是农业增收的重要途径。采摘作业非常复杂，目前，国内水果采摘作业基本上都是人工进行，其费用约占成本的50%-70%，并且时间较为集中。采摘机作为农业机器的重要类型，其作用在于能够降低工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证果实适时采收，因而具有很大发展潜力。 关键词：农业机械；机械手；输送机构；苹果；农业机械
目录 1引言-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 1 - 1.1题来源及研究的目的和意义 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 1 - 1.2本课题国内外研究现状--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 1 - 1.3本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路 --------------------------------------------------------------------------- - 3 - 1.4完成本课题需要的工作条件及解决的办法 ------------------------------------------------------------------------------------- - 4 - 1.5 方案及进度计划------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 4 - 2.机械的总体设计------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 4 - 2.1苹果采摘机工作流程 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 6 - 2.2机械手臂设计---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 7 - 3.苹果采摘机械动力控制机构的设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.1输送机构传动方式 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.2V带传动的失效形式及设计准则-------------------------------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.3V带传动设计步骤和传动参数选择 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.4齿轮箱齿轮结构----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 12 - 4. 苹果采摘机械行走机构的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------- - 16 - 4.1行走机构 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 17 - 5.苹果采摘机输送装置的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 17 - 5.1带式输送机 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 17 - 5.2 装筐输送机构 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 17 - 6.部位仿真模拟分析 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 18 - 总结 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 21 - 致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 22 - 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -
3个自由度机械手设计
第一章引言 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。 机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。 1.1 机械手的分类 机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工才做的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动；除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。
苹果采摘简易机械手
苹果采摘简易机械手设计说明书 一、引言 近年来，随着农业产业机构的调整，林果生产已经成为很多地区经济发展和农民增收的支柱产业，随着种植面积的不断扩大，果园规模化发展和规范化管理的要求日益提高，从而果园机械化日益重要。果园收获机械的发展，可以减轻果农的劳动强度，提高生产效率，节约劳动成本，提高经济效益。由于我国果园作业机械研究起步较晚，基础相对较差，因此，果园作业机械化程度和欧美等国家还是存在差距。所以，针对我国各地林果生产特点研究相应的作业机械，对林果产业的发展有重要意义。 我国是世界第一大水果生产国，也是世界第一大水果消费国。水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33%～50%，目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。采摘作业比较复杂，季节性很强，若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大，而且容易造成果实的损伤，如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。使用采摘机械不仅提高采摘效率，而且降低了损伤率，节省了人工成本，提高了果农的经济效益，因此提高采摘作业机械化程度有重要的意义。随着现代农业机械化生产，大面积的种植果树，农民朋友的农产品获得丰收，果实的采摘问题也凸显而出，在面对果树高而无法采摘造成了苹果的摔落，因而这些苹果无法上市进行出售，为解决高空采摘苹果难，故设计此苹果采摘简易机械手来解决此问题。 二．项目设计的内容 （1）果蔬收获机器人作业环境和工作对象的特殊性 工业领域是机器人技术的传统应用领域.由于在工业生产中,机器人的工作位置 和障碍往往都能够事先预知,因此机器人的性能能得到很好的体现。和工业机器人相
三自由度圆柱坐标工业机器人
三自由度圆柱坐标型工业机器人设计 学院：机电工程学院 班级： 姓名： 学号：
1.末端执行机构设计 采用内撑连杆杠杆式夹持器，用小型液压缸驱动夹紧，它的结构形式如图。内撑连杆杠杆式夹持器采用四连杆机构传递撑紧力，即当液压缸1工作时，推动推杆2向下运动，使两钳爪3向外撑开，从而带动弹性爪4夹紧工件。该种夹持器多用于内孔薄壁零件的夹持。
2.弹性爪的结构设计: 这种结构是在手爪外侧用螺钉固定弹性片两端。当弹性手工作时，由于夹紧过程具有弹性，就可避免易损零件被抓伤、变形和破损。 3.手臂机构的设计 本设计中手臂由滚珠丝杠驱动实现上下运动，结构简单，装拆方便，还设计有两根导柱导向，以防止手臂在滚珠丝杠上转动，确保手
臂随机座一起转动。它的结构如下图。选用轴向脚架型液压缸，活塞杆末端为外螺纹结构，手臂与末端执行器连同活塞杆一起转动。 4.腰部和基座设计 1——支座，2——步进电机，3——谐波齿轮，4——转动机座5——支承槽钢梁，6——滚珠丝杠，7——导向柱，8——锥环无键联轴器 通过安装在支座上的步进电机和谐波齿轮直接驱动转动壳体转动，从而实现机器人的旋转运动；通过安装在顶部的步进电机和联轴器带动滚珠丝杠转动实现手臂的上下移动。采用双导柱导向，防止手臂在滚珠丝杠上转动，确保手臂随机座一起转动。支撑梁采用槽钢，以减轻重量和节省材料，它的结构如上图。 5.驱动方式的选择
由上表知步进电机应用于驱动工业机器人有着许多无可替代的 优点，如控制性能好，可精确定位，体积较小可用于程序复杂和运动轨迹要求严格的小型通用机械手等，所以本设计采用它来实现机器人的旋转和上下移动。选电机为BF反应式步进电机，型号为：90BF001。 由上表知,液压驱动方式反应灵敏,可实现连续轨迹控制,液体压力高，可获得较大的输出力,因此机器人的伸缩运动采用液压驱动方式来实现,从而使机器人容易找准工件。它的型号为Y-HG1-C50/28×100LJ1HL1Q，它的主要技术参数如下表
3个自由度机械手
优秀设计 引言 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。 机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
1.1 机械手的分类 机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工才做的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动；除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。 在国外，目前主要是搞第一类通用机械手，国外称为机器人。本课题所做的机械手是属于第三类机械手。 1、简史 机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。 1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate（即万能自动）。运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司,专门生产工业机械手。 1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。 1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。联邦德国机械制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。 联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。 日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种机械手后大力从事机械手的研究。 前苏联自六十年代开始发展应用机械手，至1977年底，其中一半是国产，一半是进口。
全转动副三自由度并联机器人设计说明书资料
河北工业大学城市学院 毕业论文 作者：周** 学号：***** 系(专业)：机械系 专业：机械设计与制造及其自动化 题目：全转动副三自由度并联机器人 指导者：李** 教授 (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2015 年6月11 日
目录 1 绪论 ........................................................................................................................ - 4 - 1.1 引言 .............................................................................................................. - 4 - 1.2 此次课题研究背景和意义 ........................................................................ - 4 - 1.3 串并联机器人的国内外研究现状、使用范围及发展趋势 ...................... - 5 - 1. 4 本次毕业设计主要完成工作 ..................................................................... - 6 - 1.4.1 基本内容 ............................................................................................ - 6 - 1.4.2 课题研究拟采用的手段和工作路线 ................................................ - 6 - 2 总体方案的设计 .................................................................................................... - 7 - 2．1 总体布局的设计 ....................................................................................... - 7 - 3 由基本参数选定标准件的型号 .......................................................................... - 10 - 3.1 减速机的选择 .......................................................................................... - 10 - 3.2 选择伺服电机并对其检验 ...................................................................... - 12 - 3.3 轴承的选择及校核 .................................................................................... - 15 - 3.4 联轴器的选择 .......................................................................................... - 17 - 4.1 支链尺寸的确定 ........................................................................................ - 19 - 4.2 对主动轴尺寸的确定及校核 .................................................................... - 20 - 4.3 对支链上转动副的设计 ............................................................................ - 22 - 4.4 支链末端设计 ............................................................................................ - 25 - 5 机构的整体布局设计及机架设计 ...................................................................... - 2 6 - 结论 ...................................................................................................................... - 29 - 参考文献 .................................................................................................................... - 31 - 致谢 ............................................................................................................................ - 32 -