Design and simulation of robot manipulator for plucking tea.pdf

1、自從上世紀末以來，機器人已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域得到了廣泛的應用和重視，尤其在許多具有危險、有害和繁瑣重復動作的崗位上開始替代人的勞動。從而也導致了機器人設計和控制技術的快速發(fā)展。本課題是將機器人技術應用到茶葉采摘的作業(yè)中，通過設計采摘茶葉的機械操作臂及其末端執(zhí)行器和嫩芽葉視覺識別系統(tǒng)，以實現(xiàn)對茶樹上嫩芽茶葉的自動采摘。論文的主要工作如下:
　　首先，在對機器人及其在農(nóng)業(yè)領域應用現(xiàn)狀的分析基礎上，提出了采茶作業(yè)使用機器人的基本構(gòu)想。<

2、br>　　其次，在對細嫩茶芽的茶葉圖像分析基礎上，運用閾值法對茶葉圖像進行處理和顏色分割，過濾噪聲，形成相關的算法;基于顏色因素進行了味蕾識別方法的研究，利用光譜分析技術對茶葉嫩芽進行識別和定位，實現(xiàn)對嫩茶葉采摘視覺識別系統(tǒng)的開發(fā)。
　　第三，通過對茶葉樹規(guī)格與茶葉參數(shù)、特性的分析，規(guī)劃了采茶機械操作臂的設計方案，包括自由度數(shù)的匹配、機械操作臂的結(jié)構(gòu)組成等;在此基礎上建立了五自由度機械操作臂的正向運動方程與逆向運動方程，運用MAT

3、LAB模擬了末端執(zhí)行器的空間位置。
　　第四，建立了機械操作臂及末端執(zhí)行器的雅可比矩陣，求得其速度和加速度運動學方程;使用蒙特卡羅方法測定了機械操作臂的可操縱性和末端執(zhí)行器的工作空間。建立了末端執(zhí)行器的關節(jié)空間平滑軌跡規(guī)劃，并以較詳實的速度圖表和加速度的圖表來說明如何進行空間兩點之間的選擇;根據(jù)嫩茶葉吸入的要求，對末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)進行設計和配置。
　　最后，運用MATLAB仿真和CATIA三維造型分析軟件對五自由度機械操作臂