苹果采摘机械手结构设计

引言TC"1Introduction"\l11.1课题研究背景及意义TC"1.1Researchbackgroundandsignificanceofthesubject"\l2农业生产的发展和应用新方法和新技术,农业机器人正逐渐向农业生产的主要力量。作为一种重要的农业机器人，采摘机器人具有巨大的发展潜力。目前，国外农业机器人迅速发展，国内同类产品迅速跟进，取得了周期性成果。1.2国内外研究现状TC"1.2Researchstatusathomeandabroad"\l2采摘机械手最初是在德国发展起来的。第一个水果采摘机械手是由德国控制公司在1962年研发的。其特征在于:在主体上安装旋转长臂，在工件的端部安装具有电磁铁的夹持机构。控制系统是教学。但日本是全球发展最快的采摘机械手器人。自1969年以来,德国已经介绍了两个典型的采摘机械手器人。目前，大多数工业用机械手属于第一代机械手，主要依靠手动控制。这种控制方法是开环的，没有识别能力，改进的方向主要是降低成本，提高准确度。第二代水果采摘机械手正在研发中。它的电脑控制系统有视觉，触觉，甚至听觉和思考能力。本论文对各种传感器的安装进行了研究，以使感官信息反馈，从而使采摘机械手具有感官功能。第三代水果采摘机械手可以独立完成任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，逐渐发展为柔性制造系统和柔性制造单元的重要部分。中国开发了一种采摘机械手器人，由两部分组成:双自由活动载体和五自由度机械手。移动运营商是一个有主控制电脑，能量箱，小辅助设备和各种传感器的履带平台。五自由度机械手由组合驱动器驱动。开放式铰接机器人固定在履带行走机构上。机器人的机械手是一种PRRRP结构，与水果直接相连的末端机械手固定在机械手上。机械手的第一个自由度是自由度，中间的三个自由度是转动自由度，第五个自由度是移动关节。由于无结构、未知和不确定的环境，对象是随机分布的，因此安装了不同种类的传感器来适应复杂的环境。有三种类型的传感器:视觉传感器、位置传感器和避障传感器。视觉传感器采用手动安装模式，完成机器人或终端操作员与操作对象之间的相对距离、工作对象的质量、形状和大小等任务。腰位置传感器包括安装、大臂,小手臂旋转接头和直8霍尔泽传感器联合脱垂,连续旋转关节和关节旋转角度控制线性过程,还包括终端执行器2限位开关和摘水果相对于终端执行器位置信息机制的两组红外光电管。安装在小武器上的避障传感器，左右两侧的三组微开关，以及末端执行器前端的力敏电阻，使机器人能够在工作过程中有效地避开障碍物。但日本是采摘机械手器人发展最快、增长最快的国家。自1969年以来，德国引进了两种典型的摘水果机器人。目前，大多数工业水果机械手属于第一代，主要依靠人工控制。该控制方法为开环，无识别能力，改进方向主要是降低成本，提高精度。第二代摘果机械手正在开发中。它具有微电脑控制系统，具有视觉、触觉、甚至听觉和思维能力。本文研究了各种传感器的安装，使感官信息反馈，使采摘机械手具有感觉功能。第三代摘水果机械手可以独立完成任务。与电子计算机和电视设备保持联系，逐步发展成为柔性制造系统和柔性制造单元的重要组成部分。1.3本文主要研究内容TC"1.3Themainresearchcontentofthisarticle"\l2本课题要求设计一种苹果采摘机械手，使其在生产加工中可以高效的剥落苹果树上的苹果，获得品相完整高质量的苹果。通过本文设计的苹果采摘机械手首先可以方便、快速的剥落苹果树上的苹果，大幅度提高劳动生产率；其次本文设计的苹果采摘机械手采用缩小设计，可有效的降低整体体积，便于布置和操作。本课题将计算机辅助三维设计技术运用于机械设计中，利用计算机表达设计零件的三维模型并对其进行工程分析，虚拟装配等。主要研究内容包括以下六步：步骤一：收集相关资料，了解学习苹果采摘机械手的工作方式；步骤二：查阅相关涉及资料，选择有用的参数及材料，结合现有的设计与目前的苹果采摘机械手现状进行对比，创新及构思一种苹果采摘机械手的结构总体框架；步骤三：参观种植有苹果的大棚或者田亩，分析其采摘苹果用的苹果采摘机械手结构，学习及归纳总结国内外苹果采摘机械手的科学研究成果，了解有关知识，搜集整理相关信息资料，观看苹果采摘机械手加工视频；步骤四：设计各零部件，考虑材料选用，可靠性分析；步骤五：运用三维建模软件SoildWorks进行实体建模零件构造，组合装配搭建整体，参数化设计及优化；步骤六：运用三维建模软件SoildWorls完成机械整体及各零部件的渲染；步骤七：将三维模型导出,绘制2D零件图及装配图。

2苹果采摘机械手总体结构设计TC"2Overallstructuredesignofapplepickingmanipulator"\l12.1苹果采摘机械手设计主要软件介绍TC"2.1IntroductiontoMainSoftwareforApplePickingRobotDesign"\l2以前关于机械设计只能够通过手绘的形式进行相关的设计，伴随着计算机行业的不断发展，逐渐出现了一些CAD设计软件，来辅助设计人员进行机械产品的相关设计工作，到现代计算机已经发展到了一个十分成熟的程度，而相关的三维设计软件也变得相当常见，作为一款在市场上面十分强大的三维设计软件，SolidWorks已经依靠其简单的操作以及强大的设计功能，被广大的设计人员所认可，采用此款软件，完全可以满足大多数机械产品设计的需求。作为3D设计的SolidWorks软件，全面组件和装配建模功能实体，以及分析和处理模型，它可以自动生成工程图纸。在具体的操作研究中，软件必须正确安装在计算机上，然后与SolidWorks用户交互，将选项设置为创造一个合适的工作环境。目前，大型生产企业的三维设计软件已被广泛使用.国外使用三维设计和相关软件在两年半内完成777无设计图纸。根据传统的设计工作，整个过程至少需要4年。公司也有实现了广泛应用于工程和整体产品虚拟装配的并行工程技术，正确设计了错误数量的CAD环境，确保了在短周期内高质量设计和制造的顺畅流动，加快了性能设计过程。该设计基于Solidworks3D软件。该软件功能强大，包含许多组件。由于其强大的功能，易用性和技术创新，solidworks现在是最受欢迎的3DCAD解决方案。SolidWorks提供设计解决方案，以减少设计过程中的错误并提高产品质量。对于工程师和设计师而言，SolidWorks不仅提供了如此强大的功能，而且易于学习和使用。就是该装配体的工作原理。2.2苹果采摘机械手机构分析及工作原理TC"2.2Analysisandworkingprincipleofapplepickingrobotmechanism"\l2由于苹果在树上位置的不同，所以，本设计设计了四轴的采摘机械手，该机械手可以上下移动，工作台可以270°旋转，也可以前后移动，摆臂可以在0°-120°之间摆动。本设计的设计简图2-1。本设计的设计结构原理为：当我们的苹果机械手需要采摘苹果的时候，伺服电机8将会启动，通过联轴器将我们的动力传递到升降器6上，升降器就会带动机械手上部整体向上移动，此时导柱2和导套1起到一个平稳传递的功能。上升到一定的高度的时候，当我们需要整体旋转的时候，这时候伺服电机10就开始工作，带动我们的小齿轮做转动（顺时针或者逆时针），小齿轮带动大齿轮，使我们的整个机械手工作台做旋转运动，若我们的工作台需要向前移动，此时私服电机13就会转动，带动小齿轮转动，小齿轮带动齿条做直线运动，11滑轨和12滑块起到平稳传递运动的作用。当我们的摆臂需要摆动的时候，伺服电机14就会启动，带动我们的摆臂旋转，摆臂的旋转角度范围为120°。当我们的机械手指到指定的位置的时候，此时机械手指将会工作，将我们苹果摘下，完成自动对苹果的采摘。图2-1苹果采摘机械手基本原理图该设备的优点在于轻巧方便，能够在有效的时间范围内提高我们的苹果采摘效率，缺点就是范围有限，只能在指定的范围内将苹果摘下，如果更改或者更远一点的苹果，该机械手将不能完成对苹果的采摘。2.3苹果采摘机械手设计实施方案与计划TC"2.3ApplePickingManipulatorDesignImplementationPlanandPlan"\l2苹果采摘机械手设计实施方案：（1）收集相关资料，了解学习：①了解现有的苹果采摘设备研究发展情况；②了解苹果采摘机械手机械手臂的结构形式和工作原理；③了解苹果采摘机械手机械手臂的空间布局和自由度实现。（2）基于前人的经验和教训，研究和总结苹果采摘机械手机械手臂安装方式及整体结构布局，主要研究内容包括：①确定苹果采摘机械手机械手臂安装方式；②确定苹果采摘机械手总体结构布局；③确定如何提高苹果采摘机械手采集效率；④确定如何实现苹果采摘机械手缩小设计；⑤结合使用环境创新及构思苹果采摘机械手的总体结构。（3）主要零件选用与设计①苹果采摘机械手主要零部件的设计；②垫片、螺母、螺钉等零部件的选用；（4）装配图与三维构图设计①绘制所有零部件三维模型，查阅相关设计规范，各零部件尺寸要啮合达到合适效果；②分模块完成各工作部分的装配模型；③组装装配图并生成三维立体总装模型，观察效果并加以优化；④运用SoildWorks软件Motion分析工作过程中的数据参数和图解。（5）苹果采摘机械手设计实施计划：第1-2周：搜集资料，查找相关文献，熟悉课题内容，学习设计规范及设计方法。第3周：了解苹果采摘机械手的发展现状和主要构造以及原理，完成开题报告。第4-6周：确定设计方案及参数，进行设计与论证。第7-8周：确定结构件、电机、材料的选用，进行理论分析计算。第9-11周：完成各零部件的三维建模及整体机构装配。第12-14周：撰写并且更改毕业设计论文、英文资料翻译。第15周：整理及提交材料。

3苹果采摘机机械手臂零部件的设计与计算TC"3Designandcalculationofmechanicalpartsofapplepicker"\l13.1电机的选择TC"3.1Selectionofmotor"\l2设计苹果采摘机所需的电机功率需要综合考虑苹果采摘机的要求，例如电机负载条件，重量要求，尺寸要求，效率要求，空化性能和振动要求。在正常情况下，工程钻机在重载条件下工作。可以选择导管用于普通电机功率，并且可以根据其设计要求确定其他参数。通过以上分析，我们可以得出几个结论。（1）根据负载的大小和该结构运动特性，就可以初步的选出适合这一类运动的电机，从而在功率扭矩和转速上面达到我们的使用要求（2）根据电机安装的位置，判断出电机所处的环境条件，从而做出相应的保护方法和降温冷却方法。将电机的环境最大优化（3）正确的选用电机的型号，也就是正确的选出电机的容量，一般来说，电机在使用的过程中，并不是在100%的额定功率上面他的使用效率是最高的，因此在计算的过程中，合理的选用电机的容量是对整个机构或者设备的使用寿命有着直接的影响（4）选择可靠性比较高、方便安装拆卸和维护的电动机。（5）尽可能的考虑到电机的互换性，使用标准型电机。（6）为了让整个系统有着更高的使用效率，要充分的考虑到电机的电压等级和电机的极对数。从电机的性能原理来看，电机的负荷大小通常有两种表示方法：功率系数BP和载荷系数σT。其中工程钻机的功率系数公式（3-1）式中：N为电机功率转速；PD为电机功率实际功率；VA为电机功率进速；KQ为电机功率转矩系数；J为电机功率进速系数。工程钻机载荷系数大致取12左右，相应的表达式为：公式（3-2）式中：T为电机功率发出推力；AQ为电机转轴作用面积；VA为电机功率进速。功率系数BP和载荷系数σT有相同的变化趋势，较高的功率系数BP对应了较高的载荷系数σT。理想的电机效率表达式为：公式（3-3）其中σT越小，电机效率越高，反之，则电机效率较低。根据这种情况，此时设计出一种适合在重载情况下工作的桨变得尤为重要。如果用作用面积A表示理想电机的效率，则公式（3-4）从上面的讨论中可以看出，如果希望提高电机功率的效率，还可以通过减少作用面积A的方法来提高电机效率。功率计算如下：我们设计苹果采摘机机械手臂上升速度为0.3m/s,支撑机械手重量大约在t=500Kg，由此可得：F=t.9.8=500*9.8=4900N。苹果采摘机机械手臂运动可看作是平稳的匀速直线运动：P=F.V=4900N*0.30.3m/s=1.47kW由此可见在机械手工作处获得的功率为1.47kW,，由于我们这工作台面需要不断的上升和下降，所以我们选择的电机类型为伺服电机，并且伺服电机在工作的过程中功率并不是完全输出的，有相当一部分的功率会亏损的，以此我们选择安川伺服电机，具体的型号如下：180-SGMDH-40A该伺服电机的额定功率为：2.2kW额定扭矩为16N·m额定转速为：2500r/min转台转动电机的计算：我们设工作台转动一个周期为T=4s,转台转动半转，整个工作台直径为630，则转速为：n=60/4n=7.5r/minV=n*r=7.5r/min*0.315=2.37m/s整个机械手上部重量大约为80kgF=80*9.8=784N整个转动可看做匀速直线运动P=F*V=784*2.371=1.86kW我们选择安转伺服电机型号：180-SGMDH-20B该伺服电机的额定功率为：2kW由于机械手旋转臂和水果手指电机的功率都不是很大，因此我们摆臂的伺服电机为：180-SGMDH-09B，额定功率0.9kW选择手指部分的伺服电机为：178-SGMDH-05B，额定功率0.5kW。图3-1为安川伺服电机：图3-1安川伺服电机3.2联轴器的选择TC"3.2Selectionofcoupling"\l2联轴器是机械部分用来连接两个轴(活跃和驱动轴)在不同的机制使其旋转的传输扭矩。在高速和重载传输中，一些耦合也具有缓冲功能，阻尼和改善轴系的动态性能。联轴器由两部分组成，与主轴和驱动轴相连。大多数动力机器都与工作机器相连。一般来说，联轴器和伺服电机是用于支持的。由于伺服电机在安装的时候可能会安装不到位，或者安装误差比较大的时候，这时候联轴器就起到一个补充精度的说明，一般的联轴器可以调整0.3mm以内的安装误差，这里我们选择HL系列联轴器，具体的参数如表3-1，表3-2所示：表3-1外形尺寸表型号内径轴径d1d2DLL1L2L3M锁紧扭矩（N·m）最小最大HLI-143714227.57.03.8M30.7HLI-204102030M41.7HLI-25512253411.511.05.8M41.7HLI-30515303511.711.65.9M41.7HLI-35817355018.014.09.0M54.0HLI-40822405520.015.010.0M54.0HLI-40L822406625.515.012.8M54.0HLI-551230557830.517.015.3M67.0HLI-651438659036.018.018.0M815.0HLI-8019458011446.022.023.0M815.0表3-2技术参数表型号额定扭矩最高转速[r/min]惯性扭矩[kg-m2]静态扭矩刚性[N·m/rad]径向弹性常数[N/mm]最大容许偏差重量[g]常用[N·m]最大[N·m]径向[mm]角向[·]轴向[mm]HLI-1424100001.98×10-7203690.11.0±0.66HLI-204.89.6100001.09×10-6423880.11.0±0.818HLI-259.519100004.26×10-6955180.11.0±0.932HLI-301224100006.19×10-61326300.11.0±1.047HLI-351530100002.56×10-595010300.11.0±1.190HLI-4016.533100003.34×10-5125013700.11.0±1.2123HLI-40L16.533100004.01×10-5150016500.11.0±1.2150HLI-555811670001.63×10-4194013100.11.0±1.4346HLI-6515531060003.69×10-4301013600.11.0±1.5510HLI-8031563050001.04×10-3582016600.11.0±1.81010本文选用的联轴器型号为：HLI65-32-28。该联轴器一端连接伺服电机输出轴轴径32，一端连接升降机输入轴轴颈28，常用额定扭矩158N·m。3.3键的设计与校核TC"3.3Keydesignandverification"\l2一般来说轴的连接传动主要是靠键来连接，键（或称单键），根据其结构，可分为平、半圆、切线、楔形四种。其中，平键分为两类：普通平键和导向平键，用于固定连接和导向连接的平键。平键联结由键、轮毂、轴三个部分组成，平键联结方式及主要参数如图3-2所示。图3-2平键联结方式及主要参数花键联轴器是一种样条(内花键)和花键轴样条函数两部分的结合，传递扭矩和轴向移动，与单键耦合相比，有定心精度高、承载能力强的优点，因而在机械中获得广泛应用。（1）矩形花键的主要参数国家标准GB／T1144—2001《矩形花键尺寸、公差和检验》规定矩形花键的主要参数为大径D、小径d、键宽和键槽宽B，如图3-3所示。图3-3矩形花键的主要参数根据公式T=9550*P/n可判断，扭矩与转速成反比，转速越快，扭矩越小，因此，考虑到实际情况，假设平键连接应该可以满足其使用条件，经过查资料，我们取传动轴上的输出轴平键选取10×40的标准平键，平键的工作高度为8mm，键的实际工作长度为30mm，在运动过程中属于动连接。因此公式（3-5）其中，T扭矩，D轴的直径，k键的工作高度，l键的工作长度PPP查表3-3可得：表3-3不同载荷性质的许用值许用应力及许用压强（MPa）连接方式被连接零件材料不同载荷性质的许用值（MPa）静载轻微冲击冲击σpp静连接钢125-150100-12060-90铸铁70-8050-6030-45Ppp动连接钢504030τpp1209060K≥2T/PPP*d*L（T取所有轴上最大值）公式（3-6）查资料我们取PPP=60MPaτp=T/(d/17.2)3T=9550*0.75/30T=238.75N·mK≥2T/PPP*d*L≥2*238.75*1000/(60*37*30)≥7.16这里我们取得键的工作高度为8，7.16＜8，该键设计合理。

4苹果采摘机驱动装置设计与校核TC"4DesignandCheckingofApplePickerDriveDevice"\l14.1传动齿轮的设计与校核TC"4.1Designandcheckoftransmissiongear"\l2由于这里我们工作台的旋转是由两个齿轮相互捏合而成的，我们设计的工作台的工作范围是180°范围内旋转，旋转一次的时间周期为3s,我们初设小齿轮的齿数为Z1=40，传动比为i=3.05,则大齿轮Z2=Z1*i=40*3.05=122当大齿轮转过180°，则转过半圈，此时大齿轮的转速n2=0.5*60/3=10r/minn1=n2*i=10*3.05=30.5r/min已知这里选型的伺服电机的功率为：1.5kW我们这里设齿轮的材料为40Cr，齿面硬度为217-286HSB，相应的疲劳强度取均值，σHlim=1300Mpa，σFE1=350MPa(查教材)，大齿轮用40Cr调质，齿面硬度为197-286HSB，Σhlim2=400MPa,，σFE2=550MPa(查教材)。由(查教材)，取SH=1.25，SF=1，则[Σh1]=σHlim1/SH=240MPa[σH2]=σHlim2/SH=320MPa[σF1]=σFE1/SF=350MPa[σF2]=σFE2/SF=550MPa按齿根弯曲疲劳强度强度设计设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5(查教材)，齿宽系数Φd=0.8(查教材)，主轴上的转矩为由扭矩公式：公式（4-1）其中p为输入功率（功率以满载计算），n为输入转速已知p=1.5kW，n=30r/min=477.5N·M取ZE=118.9MPa(查教材)，u=i=2.55公式（4-2）这里大齿轮转速较低，所以我们带入大齿轮的,,的数值进行计算查表可得：；k=1.5Φd=0.8ZH=2.43σH=560MPacosβ=1带入公式：

≥2.32考虑到强度，小齿轮经常工作，我们这里选择标准模数Mn=5根据弯曲强度校核公式：公式（4-3）带入已知参数得到该齿轮强度设计合理，同理可计算出大齿轮均符合设计要求。该配对齿轮的几何参数的设计：已知=40.=122，齿顶高系数ha*=1，顶系系数c*=0.25，模数m=5，取Z1齿厚T=60，取Z2=70。分度圆直径dd1=mZ1=5*40=200d2=mZ2=5*122=610齿顶高haha=ha*m公式（4-4）ha1=ha2=ha*1*m=1*5=5齿根高hfhf=（ha*+c*）*m公式（4-5）hf1=hf2=（ha*+c*）*m=(1+0.25)*5=6.25齿高hh=ha+hf公式（4-6）h1=h2=ha1+hf1=5+6.25=11.25齿顶圆直径dada1=d1+2ha1=200+5*2=210da2=d2+2ha2=610+5*2=620齿根圆直径dfdf1=d1-2hf=200-2×6.25=187.5df2=d2-2hf=610-12.5=597.5中心距aa=(200+610)/2=810/2=4054.2轴的设计与校核TC"4.2Shaftdesignandverification"\l2轴的设计主要是合理的外形和各个轴段的直径长度和局部结构，在设计轴的过程中应尽量从以下几个方面考虑:（1）确认我们所需要的轴部件的组装计划:轴的结构和轴上的零件位置以及轴的端部连接的组件的位置。（2）确定轴上零件的位置：根据实际工作条件，对轴上零件的轴向和径向定向作出不同的选择。一般来说，轴向的定位通常是肩或项圈，圆螺母，环等等，这些都是使用的，用扁键，spline或更常见的干扰耦合连接模式的轴向定位等等。（3）确定轴的直径段：我们的轴结构设计通常是基于初步估算轴径大小的设计。（4）确定各轴的长度：主要是基于轮毂孔长度尺寸、位置要求、轴承宽度和轴承压盖厚度等因素。（5）确定了轴的结构细节：例如，倒角尺寸、过渡圆半径、后刀槽的尺寸，以及端面螺纹孔的深度尺寸、选择密钥槽的位置等等。（6）确定轴加工精度等级，尺寸的耐受性，形式的耐受性，表面粗糙度，以及与技术文件要求之间的关系的配合，轴的精度等级是根据整体的要求和处理要求的可行性进行的。轴的准确性越高，成本越高。一般而言，机器设备中轴的精度等级主要为IT5~IT7等级精度。根据要求，选择合理、可行的几何公差。（7）轴、轴结构设计的工作示意图常常是轴的强度和刚度的计算、轴承的选择，并选择耦合模型的尺寸选择计算，连接强度计算的关键码和校验计算，不适当的改变逐一进行。这一毕业设计我们证实了我们使用的是45号变速杆的材料，以及这种材料的许用压力。参数如表4-1所示。表4-1几种常用轴材料的τp及A值轴的材料Q235-A.20Q275.35(IGr18Ni9Ti)45IGr18Ni9Ti40Gr.35SiMn40MnB.38SiMnMoτp/MPa15-2020-3525-4515-2535-55A149-126135-112126-103148-125112-97这里我们将以电机输出轴作为对象来进行设计计算：一般电机输出轴的材料45钢，由于电机使用的传动轴是实心轴，因此计算扭转轻度的公式如下：公式（4-7）其中T代表扭矩公式（4-8）其中c为常数（c=97-112）取c=100已知P=0.75kW（由于伺服电机在工作过程中功率有相当一部分亏损，这里我们选取一般完全足够，n=30r/min主轴的扭矩为：T=9550*P/n=9550*0.75/30=238.75N·md≥29.24由于电机轴带有平键，这里我们电机轴工作段d值为35根据轴类校核公式：可得：τp=T/(35/17.2)3代入上式可得：τp=238.75/（35/17.2）3τp=28.30由表4-1可知，28.30＜45该轴设计强度符合要求。4.3直线导轨的设计与选型TC"4.3Designandselectionoflinearguide"\l2直线导轨在机械设备中具有非常广泛的应用，它具有低摩擦的特性，一般线性导引的应用范围很低，它的运动速度更高。目前，直线导轨广泛应用于各种直线运动设备。我们如何选择正确的线性指南，如何度过我们的一些更加合理的计算参数,以确定合理的直线导轨,精度为我们设计的设备的质量,使用寿命,降低成本的过程中我们的设计具有非常重要的意义。目前国内市场上直线导轨的生产厂家非常多，每个厂家的型号命名和类型各有各的不同。一般来说台湾上银直线导轨在设计过程中比较广泛，经济并且实惠，这里我们将选用台湾上银直线导轨。直线导轨的选型主要是依据不同的导轨特点和设计要求进行参照表4-2选择：表4-2导轨选型参照表类型适用设备类型适用设备自调心全钢珠重负荷型(MSA)数控机床全滚柱重负荷型(MSR)龙门设备电火花设备自调心全钢珠低组装型(MSB)产业机器

电子设备

测试平台静音钢珠重负荷型(SME)数控机床工业机器人医疗器械全不锈钢微小型(MSC)检测机器

医疗器械静音钢柱重负荷型(SMR)龙门设备电火花设备

5苹果采摘机械手三维造型TC"53Dmodelingofapplepickingrobot"\l1苹果采摘机械手三维构型图5-1所示：图5-1苹果采摘机械手三维构型由于苹果在树上位置的不同，所以，本设计设计了四轴的采摘机械手，该机械手可以上下移动，工作台可以270°旋转，也可以前后移动，摆臂可以在0°-120°之间摆动。本设计的设计简图2-1。本设计的设计结构原理为：当我们的苹果机械手需要采摘苹果的时候，伺服电机8将会启动，通过联轴器将我们的动力传递到升降器6上，升降器就会带动机械手上部整体向上移动，此时导柱2和导套1起到一个平稳传递的功能。上升到一定的高度的时候，当我们需要整体旋转的时候，这时候伺服电机10就开始工作，带动我们的小齿轮做转动（顺时针或者逆时针），小齿轮带动大齿轮，使我们的整个机械手工作台做旋转运动，若我们的工作台需要向前移动，此时私服电机13就会转动，带动小齿轮转动，小齿轮带动齿条做直线运动，11滑轨和12滑块起到平稳传递运动的作用。当我们的摆臂需要摆动的时候，伺服电机14就会启动，带动我们的摆臂旋转，摆臂的旋转角度范围为120°。当我们的机械手指到到指定的位置的时候，此时机械手指将会工作，将我们苹果摘下，完成自动对苹果的采摘。6结论TC"6Conclusion"\l1本论文通过分析比较国内外已有的苹果采摘机械手及其优劣，旨在提出一种具有良好复杂工况适应能力的被动自适应的苹果采摘机械手，在本次课程设计中，论文主要完成的工作如下：从复杂特殊环境入手，阅读相关资料，并针对国内外已有的苹果采摘机械手分析其结构特点，为自身研究设计做准备；通过比较几种经典的苹果采摘机械手结构模型的优缺点，找出最符合设定的模型体，确定总体结构方案；完成苹果采摘机械手的详细设计，包括驱动装置的选择，电机型号的确定，以及各元件的选型与确定。至此，我的毕业设计已经接近尾声了，在这里说一下整个毕业设计的感想以及收获。首先担当通过漫长的毕业设计过程，设计了苹果采摘机械手装置的模型，一直以来，我本人先了解了设计的相关知识，然后开始查相关的资料，着