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题名果园绿篱修剪机械手的设计与研究
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作者
黄金永
郑晓峰
娄岳海
夏长高
孙陈曦
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机构
浙江机电职业技术大学智能制造学院
江苏大学汽车与交通工程学院
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第8期1508-1516,共9页
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基金
浙江省基础公益研究计划项目(LGG22E050048)。
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文摘
为了解决果园绿篱修剪工具自动化程度低、修剪作业劳动强度大、工作效率低等问题,根据果园绿篱修剪作业要求,设计了一款实用的由液压驱动的四自由度修剪机械手,并确定了机械手各关节的运动范围。首先,基于标准的D-H参数法建立了机械手各连杆的坐标系,对机械手的正、逆运动学进行了求解;然后,利用MATLAB Robotics Toolbox建立了机械手运动学模型,对机械手正、逆运动学,机械手修剪绿篱顶面、侧面时各关节的运动轨迹,机械手各关节的角位移、角速度和角加速度曲线进行了仿真验证;之后,采用Monte Carlo法对机械手的工作空间进行了仿真分析,得到了机械手工作空间三维云图及平面云图;最后,试制实物样机进行了实验验证。研究结果表明:机械手正、逆运动学求解正确,所设计的机械手末端执行器完全能够到达所需修剪的目标位置。修剪机样机实验效果与预期相符,机械手工作时各关节运行平稳、修剪效率高、效果良好,能够满足对中、高绿篱自动修剪的要求,大大降低了修剪作业的劳动强度。
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关键词
绿篱
四自由度
液压驱动机械手
运动学分析
MATLAB仿真
Monte
Carlo法
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Keywords
hedge
four degrees of freedom
fluid power drive manipulator
kinematics analysis
MATLAB simulation
Monte Carlo method
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
TP241.3
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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