Design and simulation of robot manipulator for plucking tea.pdf

1、自從上世紀(jì)末以來(lái)，機(jī)器人已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和重視，尤其在許多具有危險(xiǎn)、有害和繁瑣重復(fù)動(dòng)作的崗位上開(kāi)始替代人的勞動(dòng)。從而也導(dǎo)致了機(jī)器人設(shè)計(jì)和控制技術(shù)的快速發(fā)展。本課題是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到茶葉采摘的作業(yè)中，通過(guò)設(shè)計(jì)采摘茶葉的機(jī)械操作臂及其末端執(zhí)行器和嫩芽葉視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)茶樹(shù)上嫩芽茶葉的自動(dòng)采摘。論文的主要工作如下:
　　首先，在對(duì)機(jī)器人及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀的分析基礎(chǔ)上，提出了采茶作業(yè)使用機(jī)器人的基本構(gòu)想。<

2、br>　　其次，在對(duì)細(xì)嫩茶芽的茶葉圖像分析基礎(chǔ)上，運(yùn)用閾值法對(duì)茶葉圖像進(jìn)行處理和顏色分割，過(guò)濾噪聲，形成相關(guān)的算法;基于顏色因素進(jìn)行了味蕾識(shí)別方法的研究，利用光譜分析技術(shù)對(duì)茶葉嫩芽進(jìn)行識(shí)別和定位，實(shí)現(xiàn)對(duì)嫩茶葉采摘視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
　　第三，通過(guò)對(duì)茶葉樹(shù)規(guī)格與茶葉參數(shù)、特性的分析，規(guī)劃了采茶機(jī)械操作臂的設(shè)計(jì)方案，包括自由度數(shù)的匹配、機(jī)械操作臂的結(jié)構(gòu)組成等;在此基礎(chǔ)上建立了五自由度機(jī)械操作臂的正向運(yùn)動(dòng)方程與逆向運(yùn)動(dòng)方程，運(yùn)用MAT

3、LAB模擬了末端執(zhí)行器的空間位置。
　　第四，建立了機(jī)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(yùn)動(dòng)學(xué)方程;使用蒙特卡羅方法測(cè)定了機(jī)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(guān)節(jié)空間平滑軌跡規(guī)劃，并以較詳實(shí)的速度圖表和加速度的圖表來(lái)說(shuō)明如何進(jìn)行空間兩點(diǎn)之間的選擇;根據(jù)嫩茶葉吸入的要求，對(duì)末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和配置。
　　最后，運(yùn)用MATLAB仿真和CATIA三維造型分析軟件對(duì)五自由度機(jī)械操作臂