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標(biāo)題: 采摘機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告 [打印本頁(yè)]

作者: 愛(ài)笑的兔子 時(shí)間: 2017-6-18 12:01
標(biāo)題: 采摘機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)》總結(jié)報(bào)告

采摘機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專業(yè)年級(jí)：機(jī)電2014級(jí)

學(xué)生姓名： ***、***、***、***

指導(dǎo)教師：史穎剛、蘇寶峰、牛子杰、劉利

完成日期： 2017年6月22日

采摘機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要

為了提高采摘機(jī)械臂的****，************。

（根據(jù)自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容，自己提煉摘要內(nèi)容）

關(guān)鍵詞：果蔬采摘；機(jī)械臂；關(guān)節(jié)；底座；諧波減速器（根據(jù)內(nèi)容，提煉關(guān)鍵詞）

Design of pickingmanipulator system

Abstract

Inorder to improve the ************************************.

Keywords：*** ; **** ; ***; *******

第一章緒論... - 1 -

1.1 選題目的和意義... - 1 -

1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀... - 1 -

1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線... - 1 -

第二章整體方案設(shè)計(jì)... - 2 -

2.1 ****方案選擇... - 2 -

2.2 *******方案設(shè)計(jì)... - 2 -

2.3********. - 2 -

2.4**************. - 2 -

2.5*************. - 2 -

2.X 小結(jié)... - 2 -

第三章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)... - 3 -

3.1 采摘機(jī)械臂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)... - 3 -

3.2 零件強(qiáng)度校核... - 3 -

3.3采摘機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析... - 4 -

3.3.1建立機(jī)械臂D-H坐標(biāo)系... - 4 -

3.3.2采摘機(jī)械臂正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析... - 4 -

3.3.3采摘機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析... - 4 -

3.4采摘機(jī)械臂軌跡規(guī)劃及電機(jī)校核... - 4 -

3.4.1采摘機(jī)械臂軌跡規(guī)劃... - 4 -

3.4.2電機(jī)校核... - 4 -

3.5采摘機(jī)械臂工作空間分析... - 4 -

3.6小結(jié)... - 4 -

第四章采摘機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)... - 5 -

4.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)... - 5 -

4.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)... - 5 -

4.3 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)... - 5 -

4.4速度規(guī)劃算法設(shè)計(jì)... - 5 -

4.5小結(jié)... - 6 -

第五章上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)... - 7 -

5.1開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建... - 7 -

5.1.1硬件介紹... - 7 -

5.1.2 軟件介紹... - 7 -

5.1.3 開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建... - 7 -

5.2上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)... - 7 -

5.2.1 方案設(shè)計(jì)... - 7 -

5.2.2通信協(xié)議開(kāi)發(fā)... - 7 -

5.2.3軟件需求分析及軟件設(shè)計(jì)... - 7 -

5.3小結(jié)... - 7 -

第六章總結(jié)與展望... - 8 -

6.1 設(shè)計(jì)總結(jié)... - 8 -

6.2展望... - 8 -

6.3 個(gè)人總結(jié)... - 8 -

參考文獻(xiàn)... - 9 -

附錄一機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙... - 10 -

附錄二控制電路設(shè)計(jì)圖... - 11 -

附錄三控制程序清單... - 12 -

第一章緒論1.1選題目的和意義

果蔬采摘機(jī)器人在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中占有重要地位，**************。

（一開(kāi)始就要提出自己要設(shè)計(jì)什么機(jī)電系統(tǒng)，該機(jī)電系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中有何重要性。）

1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者，都對(duì)*****進(jìn)行了研究。王曉楠[1]等人，針對(duì)溫室番茄設(shè)計(jì)了番茄采摘機(jī)器人，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，利用攝像頭對(duì)果實(shí)進(jìn)行識(shí)別定位獲取果實(shí)的坐標(biāo)，******************

（參考一些專業(yè)文獻(xiàn)，描述一下你要研究的內(nèi)容，以前都有哪些人在研究，已經(jīng)做到啥程度了，引用的文獻(xiàn)，要標(biāo)注，上一段，用紅色字體標(biāo)志出來(lái)的就是引用標(biāo)注格式，然后把引用的文獻(xiàn)，放到總結(jié)最后的“參考文獻(xiàn)”中去。在這一段里邊還可以體現(xiàn)一下，你的研究思路和別人的不同，還是驗(yàn)證某些已有的結(jié)論，稍微提一下。）

1.3研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線

（1）研究?jī)?nèi)容

根據(jù)擬采摘果實(shí)的尺寸，確定采摘機(jī)械臂******，設(shè)計(jì)*****。****************************

（告訴別人，為了在實(shí)際工作環(huán)境中提高效率、解決**問(wèn)題，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，我計(jì)劃研究、設(shè)計(jì)的某一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)，大概包括哪些方面的內(nèi)容，由于個(gè)人精力、能力、以及時(shí)間關(guān)系，小組同學(xué)只解決那一個(gè)或那幾個(gè)問(wèn)題，）

（2）技術(shù)路線

本文將從*****，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)分析，機(jī)械手控制器的設(shè)計(jì)，上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)等方面對(duì)采摘機(jī)械臂進(jìn)行研究，其技術(shù)路線如圖1-1所示。

圖1-1 技術(shù)路線圖

***************。

（簡(jiǎn)單解釋一下該技術(shù)路線圖）

第二章整體方案設(shè)計(jì)2.1****方案選擇

目前，采摘機(jī)械臂設(shè)計(jì)中，常用的***********。

（你設(shè)計(jì)的機(jī)電系統(tǒng)由好幾部分組成，這里分開(kāi)小節(jié)，一個(gè)一個(gè)的闡述某一部分的設(shè)計(jì)方案選擇）

解釋過(guò)程中要附帶圖形（工作原理示意圖，不是最后設(shè)計(jì)的圖紙），來(lái)闡述設(shè)計(jì)思路。

圖2-1 ****原理

2.2*******方案設(shè)計(jì)

要求基本同上小節(jié)，一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)，一般有機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)，程序控制部分，大家分開(kāi)一一闡述，同時(shí)要講清楚，你們具體設(shè)計(jì)那些內(nèi)容，那些部分不展開(kāi)設(shè)計(jì)，計(jì)劃選用，比如減速器、控制器、驅(qū)動(dòng)等，自己根據(jù)自己的情況選擇說(shuō)明

2.3********2.4**************2.5*************

2.X小結(jié)

通過(guò)分析，確定了采摘機(jī)械臂******。

（最后總結(jié)一下這章的內(nèi)容）

第三章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)械臂在采摘過(guò)程中，****************。

（分析具體應(yīng)用要求，確定機(jī)械設(shè)計(jì)的對(duì)象，最后具有的功能，設(shè)計(jì)應(yīng)該完成的工作）

3.1采摘機(jī)械臂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在采摘作業(yè)中，番茄采摘和蘋果采摘機(jī)械化需求較為迫切，番茄直徑在50mm-70mm[14]，蘋果直徑在80mm-100mm[15]。********************。

根據(jù)實(shí)際環(huán)境，獲取設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行具體設(shè)計(jì)

1.***電機(jī) 2.****電機(jī) 3.**** 4.**** 5.*** 6.****

圖3-1 ******三維圖

在電機(jī)輸出軸端通過(guò)齒輪傳動(dòng)將電機(jī)與電位器相連，所用減速電機(jī)型號(hào)為***，其參數(shù)如表3-1所示。

表3-1 電機(jī)參數(shù)

額定電壓	*V
空載轉(zhuǎn)速	*r/min
負(fù)載轉(zhuǎn)速	*r/min
額定力矩	*kg▪cm
額定電流	*mA
堵轉(zhuǎn)力矩	*kg▪cm
堵轉(zhuǎn)電流	*mA
減速比	*

（表格格式如上，三線表格）。

圖3-3 ****整體三維圖

3.2零件強(qiáng)度校核

設(shè)計(jì)過(guò)程要有《理論力學(xué)》和《材料力學(xué)》的力學(xué)分析，也要有零件校核，就是《機(jī)械原理》課程內(nèi)容決定工作空間，工作范圍，《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程內(nèi)容決定具體設(shè)計(jì)的參數(shù)，可以采用SolidWorks等軟件，進(jìn)行三維分析，力學(xué)校核，也可以采用MATLAB軟件進(jìn)行詳細(xì)的靜力學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、作業(yè)空間分析。

3.3采摘機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

*************

3.3.1建立機(jī)械臂D-H坐標(biāo)系

********************************

3.3.2采摘機(jī)械臂正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

詳細(xì)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析過(guò)程

3.3.3采摘機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

詳細(xì)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析過(guò)程

3.4采摘機(jī)械臂軌跡規(guī)劃及電機(jī)校核

********************

3.4.1采摘機(jī)械臂軌跡規(guī)劃

*************

3.4.2電機(jī)校核

詳細(xì)的校核過(guò)程*******

3.5采摘機(jī)械臂工作空間分析

******************

3.6小結(jié)

*****************。

第四章采摘機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采摘機(jī)械臂各關(guān)節(jié)采用電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，一共*個(gè)自由度，以****芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，以******作為下位機(jī)主控芯片，進(jìn)行機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

采摘機(jī)械臂一共*個(gè)自由度，采用了*個(gè)電機(jī)，其中，直流伺服*個(gè)，步進(jìn)伺服*個(gè)，舵機(jī)*個(gè)，為實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)械臂的控制，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖4-1所示，采用****發(fā)生***信號(hào)，輸入電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，控制電機(jī)運(yùn)行，其最小系統(tǒng)如圖4-2所示。

圖4-1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

圖4-2 STM32最小系統(tǒng)

闡述最小系統(tǒng)電路原理******。

4.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

**********

圖4-4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

4.3驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

圖4-6 程序流程圖

4.4速度規(guī)劃算法設(shè)計(jì)

圖4-9 機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)速度規(guī)劃算法流程

前邊設(shè)計(jì)的速度控制算法，如何體現(xiàn)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)中，逐步闡述其原理

4.5小結(jié)

*******************。

第五章上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

為了使采摘機(jī)械臂控制簡(jiǎn)單方便，設(shè)計(jì)了基于*****的上位機(jī)軟件，采用*******的架構(gòu)完成軟件的設(shè)計(jì)和部署。

5.1開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建5.1.1硬件介紹

***********

5.1.2 軟件介紹5.1.3 開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建

***********

5.2上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)5.2.1 方案設(shè)計(jì)

*************************

5.2.2通信協(xié)議開(kāi)發(fā)

*********

5.2.3軟件需求分析及軟件設(shè)計(jì)

**************************

5.3小結(jié)

************************************

第六章總結(jié)與展望6.1設(shè)計(jì)總結(jié)

本文設(shè)計(jì)了一種*自由度采摘機(jī)械臂，利用solidworks軟件，對(duì)其進(jìn)行了靜力學(xué)分析，******。在*******運(yùn)動(dòng)規(guī)律下，結(jié)合電機(jī)參數(shù)，設(shè)定機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)，對(duì)電機(jī)性能進(jìn)行了校核，仿真表明，************。采用D-H方法，建立了采摘機(jī)械臂坐標(biāo)系和整手坐標(biāo)系，結(jié)合采摘機(jī)械臂機(jī)械結(jié)構(gòu)，計(jì)算得到坐標(biāo)系參數(shù)，并對(duì)采摘機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，求解結(jié)果表明，**************。

結(jié)合*****方法，對(duì)采摘機(jī)械臂工作空間進(jìn)行求解，結(jié)果表明************。設(shè)計(jì)了采摘機(jī)械臂控制器，利用*******規(guī)劃算法，對(duì)采摘機(jī)械臂的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行了設(shè)計(jì)，從而******。為實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)械臂的智能化，設(shè)計(jì)了采摘機(jī)械臂上位機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)械臂的可視化調(diào)試。

通過(guò)以上的研究，*************。

6.2展望

對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的前景展望，哪些地方設(shè)計(jì)的好，那些不好，還可以改進(jìn)，對(duì)該機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用的具體展望，技術(shù)發(fā)展的預(yù)測(cè)等。

6.3個(gè)人總結(jié)

每位同學(xué)，簡(jiǎn)單介紹一下自己的姓名、學(xué)號(hào)，班級(jí)，聯(lián)系方式（方便后續(xù)修改），

****，學(xué)號(hào)2014012***，機(jī)電14*班，手機(jī)：********，QQ：*********

然后開(kāi)始總結(jié)，

在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，參與設(shè)計(jì)了****機(jī)電系統(tǒng)，自己在這個(gè)過(guò)程中，具體設(shè)計(jì)了****。在該機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的理解，對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的理解，對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，對(duì)專業(yè)知識(shí)體系的理解，對(duì)專業(yè)發(fā)展前景的理解，希望個(gè)人將來(lái)工作中應(yīng)用專業(yè)知識(shí)，開(kāi)展那些工作，等等。

個(gè)人總結(jié)每人最少一頁(yè)�。�！

互相抄襲，雙方全為0分�。。�

參考文獻(xiàn)

[1] 王曉楠,伍萍輝,馮青春,王國(guó)華.番茄采摘機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)機(jī)化研究.2016.4:4-8.

[2] FotiosDimeas,Dhionis V.Sako. Design and fuzzy control of arobotic gripper for efficient strawberry harvesting[J].Robotica.2015.33:3-9.

[3] 姜麗萍.番茄力學(xué)特性及其在采摘機(jī)器人執(zhí)行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D].江蘇大學(xué)。2006.2:13-75.

[4] 楊文亮.蘋果采摘機(jī)器人機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D].江蘇大學(xué).2009.6:12-82.

[5] 廣州友善之臂科技有限公司.Tiny6410-1308-Schmetic.pdf[Z].廣州友善之臂科技有限公司.2013.10:25.

附錄一機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙

附錄二控制電路設(shè)計(jì)圖

附錄三控制程序清單

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