草莓采摘装置的设计及运动仿真开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

草莓因其味道鲜美,营养价值丰富而被人们喜爱,随着经济的发展,人们追求更高的生活质量,草莓的需求量也越来越大。草莓果实表面嫩软,成熟后必须及时采收,否则果实容易腐烂,但草莓果实量多,采摘期长,大多生长在地面,人工采摘时需长时间弯腰蹲下或半蹲,采摘工作异常劳累,且雇佣工人采摘草莓增加了较大的人工成本。

随着科技的不断进步,草莓采摘装置也应运而生了,草莓采摘机器人主要通过自主导航、机器视觉、图像处理、传感器和机器人控制等来按照人们的意愿代替人工进行不间断的工作。相比人工采摘,机器人采摘极大地减轻了劳动强度,有利于大规模生产,可不间断采摘,提高了采摘效率。因此,设计一种更为先进的草莓采摘装置对实现农业机械自动化和提高农业生产效率有重大意义。

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2. 国内外研究现状分析

1、国外研究现状:

自从1983年世界上第一台西红柿采摘机器人[1]在美国诞生以来,水果采摘机器人已经经历了30多年的研究开发,日本和欧美等国家相继研究采摘苹果、柑橘、西红柿、西瓜和葡萄等水果的智能机器人[2-3]

HarvestCROO公司是美国开发草莓采摘机器人的公司之一,2012年以来,开始进行有关草莓采摘的研发。该公司的草莓采摘机通过机械臂带动三指式刚性机械手采摘草莓,然后将采摘到的草莓放到传送带上,通过传送带将草莓传输到收集器里。但该公司采用的是传统的刚性采摘机械手,不利于无损采摘草莓[4]

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1、对国内外农业机器人以及草莓采摘装置的研究概况进行分析和总结,结合草莓本身嫩软的特性,草莓生长的方式和人工釆摘特点,对草莓采摘装置进行总体结构设计。

2、用CAD画出零件二维图,确定零件相关形状与尺寸。

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4. 研究创新点

1、根据草莓表皮嫩软易破的特点,改进传统的刚性机械手的设计,采用剪刀夹持并同时剪断果梗的方法进行采摘,降低草莓的损伤率。

2、利用XYZ向螺杆进行末端执行器的空间移动,移动更加方便精确。

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