番茄收获机械手机构分析与优化设计研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 1 引言 | 第11-33页 |
| 1.1 机器人的发展历程与应用现状 | 第11-15页 |
| 1.1.1 国外机器人发展历程与应用现状 | 第11-13页 |
| 1.1.2 国内机器人发展历程与应用现状 | 第13-14页 |
| 1.1.3 机器人分类 | 第14-15页 |
| 1.2 农业机器人现状与发展 | 第15-21页 |
| 1.2.1 国外农业机器人的发展现状 | 第15-19页 |
| 1.2.2 国内农业机器人发展与应用现状 | 第19-20页 |
| 1.2.3 农业机器人技术发展分析 | 第20-21页 |
| 1.3 农业机器人特点、类型与组成 | 第21-26页 |
| 1.3.1 农业机器人的特点 | 第21-22页 |
| 1.3.2 农业机器人的类型 | 第22页 |
| 1.3.3 农业机器人的基本组成 | 第22-26页 |
| 1.4 番茄收获机器人的研究进展 | 第26-30页 |
| 1.4.1 机械手 | 第26-27页 |
| 1.4.2 末端执行器 | 第27-28页 |
| 1.4.3 视觉系统 | 第28-30页 |
| 1.4.4 行走装置 | 第30页 |
| 1.4.5 控制系统 | 第30页 |
| 1.5 课题来源与研究目的和意义 | 第30-32页 |
| 1.5.1 课题来源 | 第30页 |
| 1.5.2 课题研究的目的和意义 | 第30-32页 |
| 1.6 研究内容与创新点 | 第32-33页 |
| 1.6.1 研究内容 | 第32页 |
| 1.6.2 创新之处 | 第32-33页 |
| 2 番茄收获机械手机构设计 | 第33-51页 |
| 2.1 番茄生物学特性与栽培技术 | 第33-35页 |
| 2.2 番茄收获机械手机构型综合 | 第35-42页 |
| 2.2.1 机构选型原则 | 第36-37页 |
| 2.2.2 自由度选择 | 第37-38页 |
| 2.2.3 手腕结构型式 | 第38-39页 |
| 2.2.4 手臂结构型式 | 第39-40页 |
| 2.2.5 机械手结构型式 | 第40-42页 |
| 2.3 番茄收获机械手尺寸综合 | 第42-50页 |
| 2.3.1 机构参数设计 | 第43-47页 |
| 2.3.2 优化结果分析 | 第47-50页 |
| 2.4 总结与讨论 | 第50-51页 |
| 3 番茄收获机械手工作空间分析 | 第51-63页 |
| 3.1 番茄收获机械手坐标系设定 | 第51-55页 |
| 3.1.1 D-H坐标系模型与建立方法 | 第51-52页 |
| 3.1.2 坐标系建立及齐次变换矩阵 | 第52-55页 |
| 3.2 番茄收获机械手工作空间求解 | 第55-62页 |
| 3.2.1 关节1、2、3工作空间 | 第55-58页 |
| 3.2.2 关节4，5，6，7工作空间 | 第58-60页 |
| 3.2.3 腕点工作空间分析 | 第60-61页 |
| 3.2.4 总工作空间与灵活工作空间分析 | 第61-62页 |
| 3.3 总结与讨论 | 第62-63页 |
| 4 番茄收获机械手运动学分析与仿真 | 第63-83页 |
| 4.1 番茄收获机械手正运动学分析 | 第63-68页 |
| 4.1.1 正运动学方程 | 第64-65页 |
| 4.1.2 末杆速度和加速度 | 第65-66页 |
| 4.1.3 雅可比矩阵求解 | 第66-68页 |
| 4.2 番茄收获机械手逆运动学分析 | 第68-73页 |
| 4.2.1 位姿逆解 | 第68-71页 |
| 4.2.2 速度逆解 | 第71-72页 |
| 4.2.3 加速度逆解 | 第72-73页 |
| 4.3 番茄收获机械手运动学仿真 | 第73-82页 |
| 4.3.1 末端执行器位置空间仿真 | 第73-74页 |
| 4.3.2 运动学仿真试验 | 第74页 |
| 4.3.3 正运动学仿真结果分析 | 第74-76页 |
| 4.3.4 逆运动学仿真结果分析 | 第76-82页 |
| 4.4 总结与讨论 | 第82-83页 |
| 5 番茄收获机械手运动性能研究 | 第83-103页 |
| 5.1 番茄收获机械手奇异性分析 | 第83-91页 |
| 5.1.1 雅可比矩阵的奇异性 | 第84页 |
| 5.1.2 奇异位形分析 | 第84-87页 |
| 5.1.3 奇异位形处理与仿真试验 | 第87-91页 |
| 5.2 番茄收获机械手运动性能指标函数与分析 | 第91-95页 |
| 5.2.1 可操作度 | 第91-92页 |
| 5.2.2 避关节极限 | 第92页 |
| 5.2.3 避障能力 | 第92-95页 |
| 5.3 番茄收获机械手运动学性能优化 | 第95-102页 |
| 5.3.1 优化方法 | 第95-96页 |
| 5.3.2 运动优化目标函数 | 第96页 |
| 5.3.3 标量放大系数k选取 | 第96-97页 |
| 5.3.4 运动优化仿真试验 | 第97-99页 |
| 5.3.5 试验结果分析 | 第99-102页 |
| 5.4 总结与讨论 | 第102-103页 |
| 6 番茄收获机械手运动规划 | 第103-111页 |
| 6.1 运动规划方法 | 第103页 |
| 6.2 番茄收获机械手无障碍运动规划 | 第103-107页 |
| 6.2.1 运动规划模型 | 第103-104页 |
| 6.2.2 运动规划仿真试验 | 第104-105页 |
| 6.2.3 仿真试验结果分析 | 第105-107页 |
| 6.3 番茄收获机械手避障运动规划 | 第107-110页 |
| 6.4 总结与讨论 | 第110-111页 |
| 7 结论与建议 | 第111-113页 |
| 致谢 | 第113-114页 |
| 参考文献 | 第114-125页 |
| 作者简介 | 第125页 |
