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基于MATLAB的采棉机器人运动学研究开题报告.doc

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基于MATLAB的采棉机器人运动学研究开题报告.doc

毕业设计开题报告课题名称基于MATLAB的采棉机器人运动学研究学生姓名学号指导教师所在院系部机械工程学院专业名称机械电子工程说明1.根据南京工程学院毕业设计论文工作管理规定,学生必须撰写毕业设计(论文)开题报告,由指导教师签署意见、教研室审查,系教学主任批准后实施。2.开题报告是毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计(论文)工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩。3.毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。4.本报告中,由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,应不少于2000字,没有经过整理归纳,缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5.开题报告检查原则上在第2~4周完成,各系完成毕业设计开题检查后,应写一份开题情况总结报告。毕业设计论文开题报告学生姓名戚鑫学号201070426专业机械电子工程指导教师蒋荣职称讲师所在院系机械工程学院课题来源院系课题课题类型工程技术研究课题名称基于MATLAB的采棉机器人运动学研究毕业设计的内容和意义课题背景棉花原产于高温、干旱、短日照的热带和亚热带的荒漠草原,是多年生的亚灌木或小乔木。其生长期历经春夏秋冬四季,陆续开花、结铃,陆续成熟、吐絮,使其收获期持续时间长、棉铃形态各异20世纪80年代以来,我国已成为世界上棉花生产的大国,种植面积稳定在533.33万hm2左右,皮棉产量达到580万t。其中,长江、黄河和西新疆棉区是我国棉花3大优势产区,其面积和产量分别占全国的97.5和98.2。我国是棉花生产大国,棉花的采摘目前主要是采用手工方式,其成本高,效率低,而且容易在采摘时带入杂物,对棉花造成污染,影响棉花的品质。如果采用机械化作业,实现棉花采摘的自动化和智能化,可以极大地提高作业质量,效率和安全性,因此具有非常重要的意义我国最大的商品棉基地新疆,每年采棉季节,除动员学生、干部一起参加抢收外,还要从外省雇佣数十万劳动力抢收棉花,仅人工费用就高达8亿元,且往往因劳动力不足延长了采棉期,影响了棉花的质量,妨碍了秋耕灌溉和来年的春耕生产。在棉花收获中采用机械化作业,实现棉花采摘的自动化和智能化,是解决上述问题的最佳方案。研究和开发机械化采棉技术对解放劳动力、提高劳动生产效率、降低生产成本、保证新鲜棉花品质等方面都有着重要的意义。虽然机械化采棉是发展方向,但是其作业成本很高,机采棉花含杂质比较多,并且我国尚未推出机械化采棉的评级标准,仍然沿用人工采棉的标准来评定机采棉的等级,这就造成了机采棉等级降低,棉农收入下降的后果,严重地影响了采棉机在我国的推广。为此,一些农业专家和学者提出了农业机器人采摘棉花的构想。美国是最早开始从事棉花采摘机试验研究的国家,其工作可以追溯到1850年但到1949年,棉花收获机械化的作业面积仅达到当时棉花种植面积的6。这期间许多人试验了不同的方法来进行棉花采摘,具体包括采用真空吸力抽吸棉花,采用静电吸力采摘棉花,采用机械收割型将棉花整棵切断再将纤维分离,采用采摘型机器人直接对棉花进行采摘等2。到了1970年,美国棉花收获机械化程度达到95,居世界第一位。前苏联也从1924年开始展开了机械化采棉的研制工作,目前棉花较集中的乌兹别克共和国机械彩棉率达90以后鉴于此,针对我国棉花品种多、纤维短、收获期长等特点,在短时间内无法改变棉花农艺的情况下,研制智能型采棉机器人已迫在眉睫。智能型采棉机器人综合了人工采摘与机械式采摘的优势,机器人学习棉农采棉专业知识,可保证棉花的品质其高效性可节省大量的人力财力,从根本上解决棉花采摘的效率与品质之间的矛盾,具有极其深远的战略意义。毕业设计的内容和意义课题内容本课题是对采棉机器人的运动学进行建模与分析,对采棉机器人的机械手部分进行运动学的正解和逆解,并用MATLAB这个软件对逆解进行编程和仿真软件,验证逆解是否正确。课题意义农业机器人采棉综合了人工采摘与机械式采摘的优势,机器人学习棉农采棉专业知识,可保证棉花的品质,其高效性可节省大量的人力财力,从根本上解决棉花采摘的效率与品质之间的矛盾,具有极其深远的战略意义。与人工和机械式采摘相比,其生产应用价值主要体现在以下几方面适应棉花品种的多样性,对农艺要求不高,提高优质棉产量,降低生产成本。采棉机器人的应用价值分析1.适应棉花品种的多样性机械化采摘要求棉花品种具备纤维较长,强度较高,吐絮期集中,抗虫抗病,果枝高度适中,结铃部位集中等特点。而我国主要出产短纤维棉,气候,地域等因素也决定了我国棉种的多样性,具有吐絮成熟期长,虫害多等特点,机械化采摘比造成优劣并收的尴尬局面。智能型彩棉机器人的通用性和适用性,能后很好的解决我国棉花多样和棉花成熟期长的问题。2.对农艺要求不高应用机械化采棉前,需要用化学催熟剂促使棉花集中吐絮,同时施用化学成长控制剂和脱叶剂进行限制棉株高度和杂质含量。我国棉花成熟期长,必须分批采摘,而各种化学制剂的使用所引发的耐药性使棉作物的再次脱叶更困难,同时也破坏了土壤的生态平衡,而采摘机器人仿照人类采棉动作,自由度很高,可以克服机械化采摘对农艺要求高的缺点3.提高了优质棉的产量传统的采棉作业方式中要求做到四分分摘,分堆,分晒,分交,严禁混等混级。但是采棉机作业根本不可能四分,如果用人工采棉的标准去要求采棉机,等级肯定下降,而一个级差棉花的价格每吨相差一千到两千元。智能型采棉机器人能够做到边采摘边分级,这样就提高了棉花的分级质量和优质棉的产量。

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