毕业设计（论文）-行走机器人机械腿结构设计

毕业设计IPAGEii摘要关键词：

目录摘要 i1绪论 11.1研究背景及意义 12总体结构方案设计与分析 22.1总体方案的选择 22.1.1驱动方式的选择 22.1.2机械腿结构形式的选择 42.1.3足部结构形式的选择 52.2总体结构设计与分析 72.3大腿结构设计与分析 92.3小腿结构设计与分析 102.4连杆结构设计与分析 113运动分析与计算 133.1设计目标参数 133.2腿部连杆运动分析 133.2.1左极限位运动分析 133.2.2右极限位运动分析 163.3静力学分析 183.3.1小腿静力学分析 183.3.2最大转矩计算 193.4传动系统的计算 193.4.1小腿驱动传动系统设计计算与选型 193.4.2大腿驱动传动系统设计计算与选型 203.5关键零部件的校核 223.5.1大腿回转驱动盘轴的校核 223.5.2大腿回转驱动盘键的校核 224运动仿真分析 234.1左极限位仿真分析 234.2右极限位仿真分析 265关键零件有限元分析 295结论 37参考文献 38致谢 44毕业设计PAGE11绪论1.1研究背景及意义2总体结构方案设计与分析2.1总体方案的选择2.1.1驱动方式的选择（1）电机驱动优点：高精度控制，通过编码器或霍尔传感器实现闭环控制，定位精度可达

0.01°级别；快速响应，电机的动态响应时间短（毫秒级），适合高频动作（如跑步或跳跃姿态调整）；模块化设计，可集成于关节内部，节省空间；配套算法（PID、MPC）和硬件生态完善，开发周期短。图2-1电机驱动机械腿缺点：重量与功耗，高扭矩电机需搭配减速器，导致重量增加；散热问题，持续高负载运行时需额外散热设计；刚性冲击，纯刚性传动可能导致足端触地冲击力大，需添加弹性元件。（2）液压驱动优点：超高功率密度，液压缸可输出极大推力（如HyQ2Max液压腿单关节推力

2000N）；被动柔顺性，通过溢流阀实现自适应力控，适应复杂地形（如岩石地面的触地缓冲）；能量回收，蓄能器可存储动能（如跳跃落地时的能量回收效率达

40%）。缺点：系统复杂，需液压泵、管路和阀组，占用空间大（如Atlas机器人液压系统占机身体积

30%）；维护困难，液压油泄漏风险高，野外环境维护成本增加；响应延迟，液压油压缩性和管路阻尼导致动态响应带宽受限。图2-2液压驱动机械腿（3）气压驱动优点：轻量化与柔顺性，气动肌肉（如Festo气动肌腱）重量仅为同级电机的

1/4，天然柔性降低冲击；安全性高，快速排气实现关节柔顺，适合人机交互场景（如外骨骼机器人的跌倒保护）；环境适应性强，抗沙尘、潮湿，适合极端环境（如救灾机器人）。图2-3气压驱动机械腿缺点：低功率密度，输出力受限（单气动肌肉最大拉力通常

<500N），难以支撑大负载；控制非线性，气体可压缩性导致刚度变化，需复杂控制算法（如LSTM预测模型）；供气依赖，需外接压缩机或高压气罐，续航能力差（如连续运动续航不足

1小时）。通过对比上述方案，机械腿需要高精度控制，响应快，高频动作，综合集中方案考虑，选用电机驱动设计机械腿。2.1.2机械腿结构形式的选择（1）传统型机械腿结构优点：直接驱动设计，驱动器（如电机）直接安装在关节处，无额外传动机构；自由度排布，通常按髋关节（3自由度）、膝关节（1自由度）、踝关节（2自由度）分布；结构简单，无需复杂传动装置，开发周期短，成本较低；维护方便，故障排查和更换部件相对容易。图2-4传统直接驱动机械腿缺点：惯量较大，驱动器位于远端（如踝关节），增加腿部惯量，影响动态性能。例如，传统设计中踝关节的两个电机导致结构臃肿，限制步态灵活性；能耗高，电机持续高负载运行易发热，需额外散热设计。（2）串联四连杆机械腿结构优点：降低惯量，驱动器远离足端，减少腿部运动惯量，提升动态响应。例如，德国DLR的TORO机器人通过四连杆将踝关节驱动器上移，显著改善步态稳定性；紧凑性增强，适合小型或轻量化机器人（如意大利iIT的Coman机器人）。图2-5串联四连杆驱动机械腿缺点：传动误差累积，多级连杆易引入机械间隙，需定期校准或补偿算法；踝关节限制，踝关节仍可能携带部分传动部件，未完全解决惯量问题。（3）并联四连杆机械腿结构优点：惯量极低，驱动器完全远离足端，显著提升运动效率。NASA的Valkyrie机器人通过并联四连杆设计，使踝关节驱动器上移，腿部惯量减少30%；高动态性能，并联结构支持快速响应和复杂步态（如跳跃、不平地面行走）；冗余设计，部分并联结构允许单驱动器故障时仍保持基本功能（类似电路并联的冗余性）。图2-6并联四连杆驱动机械腿缺点：控制复杂度高，需解耦多自由度动力学模型，算法开发难度大；结构复杂，管路或连杆交叉易干涉，需精密加工（如韩国KAIST的HOUND机器人采用3D打印管路拓扑优化）。综合分析上述几种机械腿结构形式，本次设计的行走机械腿需要步态稳定，结构简单，轻量化的小型的机器人的机械腿，综合考虑，选用串联四连杆驱动机械腿的结构形式设计。2.1.3足部结构形式的选择（1）圆柱形、球形足端优点：低摩擦力，在平坦地形滚动时能耗低，适合室内或规则地面场景；轻量化，结构简单，重量轻，适合小型机器人（如教育机器人）；足端呈圆柱或半球形，通过单一关节驱动，球形设计允许足端从任意方向接触地面，提升环境适应性。缺点：地形适应性差，无法应对凹凸地面或缝隙，易卡入障碍物中；缺乏缓冲，刚性接触易传递冲击力，影响机身稳定性。（2）缓冲型足端优点：抗冲击能力强，通过减震槽分散压力，降低机身振动；地形适应性提升，适用于泥泞、沙地等易变形地面，减少对地形的破坏。缺点：重量增加，缓冲材料与加强筋设计可能导致足部增重，影响动态性能；维护复杂，缓冲层易磨损，需频繁更换。（3）仿生足端优点：高地形适应性，分趾结构可抓握不规则表面（如岩石或树枝），适合野外环境；能效优化，仿生结构减少滑动摩擦，降低能耗；通过踝关节的俯仰与横滚运动实现复杂步态。缺点：控制复杂度高，需多传感器协同（如力反馈、IMU），算法开发难度大；制造成本高，精密仿生结构对材料和加工工艺要求较高。综合考虑，本次设计采用圆柱形或者球型足端，同时设计成可以自己行走的自驱轮毂电机形式。如下图2-7所示。图2-7行走轮毂电机机械腿行走采用4英寸单轴无刷无齿轮直流轮毂电机。单轴无刷无齿轮直流轮毂电机是一种高度集成化的驱动装置，直接将电机嵌入车轮内部，省去传统传动系统（如齿轮、皮带或链条）。优点：无齿轮、链条或皮带，直接驱动车轮，减少机械部件数量，降低整体重量。电机与车轮一体化，节省安装空间，转子直接与轮毂相连，启动响应快，动态性能优异，省去齿轮传动环节，能量损耗减少约10%-15%，效率可达

85%-95%；无齿轮磨损、无电刷老化问题，使用寿命可达

2万~5万小时；支持12V/24V/48V等低压直流供电，兼容锂电池、太阳能等新能源系统；高动态响应，支持精准路径规划和避障；平稳启停、低振动，保障用户舒适性和安全性；轮毂结构天然防尘防水。2.2总体结构设计与分析大腿俯仰驱动电机；2-小腿俯仰驱动电机；3-机械腿主安装架；4-曲柄；5-大腿驱动支架；大腿；7-小腿；8-轮毂电机；9-轮毂电机固定轴盘；10-小腿回转盘；11固定销；12-长连杆；13-机械腿外摆驱动电机；14-大腿回转驱动盘；15-小腿中间联动曲柄；16-短连杆图2-8机械腿结构示意图行走机器人机械腿总体结构如图2-8。主要由大腿俯仰驱动电机、小腿俯仰驱动电机、机械腿主安装架、曲柄、大腿驱动支架、大腿、小腿、轮毂电机、轮毂电机固定轴盘、腿回转盘、固定销、长连杆、机械腿外摆驱动电机、大腿回转驱动盘、小腿中间联动曲柄、短连杆等16个部分组成。整个行走机械腿包含四个自由度，可以实现大腿俯仰摆动、小腿俯仰摆动、足部行走、髋关节的前后摆动。整个机构采用电机驱动，连杆控制小腿俯仰，轮毂电机当做轮足自驱。图2-9机械腿三维结构示意图大腿的俯仰运动：首先控制大臂俯仰驱动电机1工作，带动大臂回转轴驱动盘14转动，进而带动大腿6的俯仰摆动，回转驱动盘通过轴承固定回转，实现俯仰运动。小腿的俯仰运动：控制小腿俯仰驱动电机2工作，带动与电机相连的曲柄4转动，进而通过短连杆16控制小腿中间联动曲柄15的摆动，联动曲柄摆动就会通过长连杆12控制小腿7的俯仰运动，连杆经过固定销11与小腿的安装孔连接。此时小腿的回转点、大腿回转点、长连杆两个连接点共4个点，共同组成了一个平行四边形机构，实现了小腿的俯仰四连杆联动运动。足部行走；当大臂小臂都停止驱动时，足部采用轮毂电机8形式来实现自驱行走，此电机为4英寸单轴无刷无齿轮直流轮毂电机，可以充当轮毂的自驱电机，通过轮毂电机固定轴盘与小腿连接固定回转，实现整个机械腿的自驱行走。髋关节摆动：通过控制机械腿外摆驱动电机13工作，带动大腿驱动支架5摆动，大腿和小腿机构都是安装在大腿驱动支架5上，所以就会随着支架前后摆动，实现胯关节摆动动作。2.3大腿结构设计与分析图2-10大腿结构示意图行走机器人机械腿大腿总体结构如图2-10。大腿是整个机械腿的前端执行机构，起到前端连接胯关节、末端连接小腿的作用，是一个至关重要的机构，展开对大腿的详细设计。设计大臂整体尺寸为长675mm，厚70mm，小端半圆半径为45mm，大圆半径为80mm。整体采用了铝合金的材料制作而成，通过CNC或者铸造实现复杂的结构，大大的降低了成本。同时，铝合金材料具有密度低（约2.7g/cm³），适合高速运动机器人，材质轻盈，减少了整体的自重，提高了行走的动作精准度。表面氧化处理。图2-11大腿三维结构示意图左右回转点中心距550mm，同时小端侧设置两个轴承安装孔，孔径为φ55mm，安装深沟球轴承6006，用于固定大腿与小腿的连接回转轴。腿部中间过渡段采取了减材方式，厚度30mm，上下凹型。大腿为了保证较好的强度和刚度采用可铝合金材料，同时为了更好的实现整体性和稳定性，采用铸造或CNC加工实现。以上就是整个大腿结构设计与分析。2.3小腿结构设计与分析图2-12小腿结构示意图行走机器人机械腿小腿总体结构如图2-12。小腿是连接大腿和足部的关键机构，现在对小臂展开设计。设计小臂关键尺寸为：小臂的两个回转点，即与大臂连接的回转点和与足部的连接回转点中心距为682mm，与大腿连接处的回转点通过小腿轴盘与轴承配合与大腿连接；与足部连接处设置轮毂电机固定轴盘的安装位；小腿的宽度为65mm，前端设置一个连杆驱动孔，与大臂回转点的距离为150mm，用于连杆驱动小腿的俯仰运动。图2-13小腿三维结构示意图整体采用了铝合金的材料制作而成，通过CNC或者铸造实现复杂的结构，大大的降低了成本。同时，铝合金材料具有密度低（约2.7g/cm³），适合高速运动机器人，材质轻盈，减少了整体的自重，提高了行走的动作精准度。表面氧化处理。2.4连杆结构设计与分析小腿俯仰驱动电机；2-曲柄；3-小腿；4-销轴；5-长连杆；6-小腿中间联动曲柄；7-短连杆图2-14连杆结构示意图行走机器人机械腿连杆的结构如上图2-14所示。主要由小腿俯仰驱动电机、曲柄、小腿、销轴、长连杆、小腿中间联动曲柄、短连杆等7个部分组成。图2-15连杆结构三维示意图整个连杆结构的作用是驱动小腿的俯仰运动，动力来源为小腿俯仰驱动电机1，电机把输出的动力传递给曲柄2，然后带动短连杆7动作，从而带动了小腿中间联动曲柄6的转动，中间曲柄会经过长连杆5的作用驱动小腿3完成俯仰运动。以上就是整个连杆机构的运动原理设计与分析。3运动分析与计算3.1设计目标参数承受重量承受重量G=30kg=300N自重G1=300N，小腿80N，大腿100N，安装架等髋关节120N大腿摆动角度与角速度（-60°，0°），角速度：5rad/s小腿摆动角速度角速度：10rad/s外摆角度与角速度（0°，30°），角速度：2rad/s驱动形式伺服电机，减速器3.2腿部连杆运动分析3.2.1左极限位运动分析当大腿左摆-60°极限位置时，分析小腿的连杆运动。（1）自由状态分析图3-1连杆自由状态示意图此时为大腿左摆-60°极限位置时，小腿的连杆自由运动状态，因为四边形EFAD设计为平行四边形连杆机构，所以连杆EF与水平AO的夹角与DA与水平AO的夹角相同。即：因为设计DAC为一个整体的曲柄，属于一体的零件，所以角度β是固定值，本次设计取：角度α可以根据余弦定理计算：小腿的基准角度为：（2）上极限位图3-2上极限位状态示意图此时为大腿左摆-60°极限位置时，小腿的连杆为OB与BC成180°，分析小腿极限位置夹角。已知：，，，，，。此时：利用余弦定理可知：求得：小腿的基准角度为：即在此极限位，小腿处于水平状态。（3）下极限位图3-3下极限位状态示意图此时为大腿左摆-60°极限位置时，小腿的连杆为OB与BC成0°，重合状态，分析小腿极限位置夹角。已知：，，，，，。此时：利用余弦定理可知：求得：小腿的基准角度为：3.2.2右极限位运动分析（1）上极限位图3-4上极限位状态示意图此时为大腿左摆0°极限位置时，小腿的连杆为OB与BC成180°，分析小腿极限位置夹角。已知：，，，，，。此时：利用余弦定理可知：求得：小腿的基准角度为：即在此极限位，小腿处于近似水平状态。（2）下极限位图3-5下极限位状态示意图此时为大腿左摆0°极限位置时，小腿的连杆为OB与BC成0°，重合状态，分析小腿极限位置夹角。已知：，，，，，。此时：利用余弦定理可知：求得：小腿的基准角度为：3.3静力学分析3.3.1小腿静力学分析分析临界点，当小腿处于近似竖直状态分析。图3-6速度、角速度、转速示意图已知：小腿的角速度为：由于四边形EFAD为平行四边形，所以E点的运动速度和D点相同，即：又因为ACD为一个整体曲柄，DA=CA，所以D点与C点速度相同，C点与B点属于同一个连杆上的点，所以速度相等。即：又因为减速电机输出轴直接驱动曲柄杆OB，即减速电机与B点角速度相同所以：3.3.2最大转矩计算（1）小腿最大转矩已知：承受重量G=30kg=300N，自重G1=300N，小腿80N，大腿100N，安装架等髋关节120N。当小腿处于水平端，足部行走轮承受最大力为：所以小腿回转点转矩为：（2）大腿最大转矩当小腿处于竖直，大腿处于左侧-60°时，大腿回转点A点受到转矩最大。3.4传动系统的计算3.4.1小腿驱动传动系统设计计算与选型（1）传动系统总效率计算深沟球轴承的传递效率为：电机输出传递效率为：减速器的传递效率为：连杆机构的传递效率为：则系统的总传递效率为：（2）总传动比的计算设定电机的转速为：上文计算得小腿主动曲柄转速为：所以总传动比为：（3）分配传动比电机经过与电机配合的减速器、连杆机构传递到小腿。分配比为：（4）电机的选型计算小腿回转最大半径为R=682mm最大旋转线速度为：所以输出功率为：又因为：所以小腿驱动电机扭矩为：选用电机时，需要驱动功率、转矩大于计算值，所以选用自带减速器的直流减速电机。具体参数见下表。表3-1电机型号参数表直流减速电机型号功率（kw）额定输出转速（r/min）减速比额定扭矩（N·m）GP42-4500-24V15004.5150010.5大腿驱动传动系统设计计算与选型（1）传动系统总效率计算深沟球轴承的传递效率为：电机输出传递效率为：减速器的传递效率为：则系统的总传递效率为：（2）总传动比的计算设定电机的转速为：已知大腿转速为：所以总传动比为：（3）分配传动比电机经过与电机配合的减速器传递到大腿。分配比为：（4）电机的选型计算大腿回转最大半径为R=550mm最大旋转线速度为：所以输出功率为：又因为：所以大腿驱动电机扭矩为：选用电机时，需要驱动功率、转矩大于计算值，所以选用自带减速器的直流减速电机。具体参数见下表。表3-2电机型号参数表直流减速电机型号功率（kw）额定输出转速（r/min）减速比额定扭矩（N·m）GP42-1900-24V15001.915003112.83.5关键零部件的校核3.5.1大腿回转驱动盘轴的校核1)驱动轴上的功率P、转速n，P=1.74kW2)初步确定轴的最小直径：先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为40Cr（调质），硬度为280HBW，根据表，取A0=112，于是得轴上的最小直径显然是安装轴承的，在轴上开有弹性挡圈槽，因此，为了开槽又不消耗轴的强度，可以使轴的直径增加5%以上，这样增加轴的尺寸，因而可以提高轴的工作强度。实际设计中最小轴段直径为40mm，故满足强度要求。3.5.2大腿回转驱动盘键的校核针对大腿回转驱动盘上的键进行校核，根据标准键槽孔径22mm，选取8的键，长度根据电机的配合尺寸设计。选用A型键，查表得b×h=8mm×7mm（GB/T1096-2003）,键长45mm。键的工作长度l=L-b=45-8=37mm轴材料为40Cr，键连接的许用挤压应力[σ]p=120MPa。大腿驱动所需扭矩为：键连接工作面的挤压应力故，满足强度要求。4运动仿真分析利用Solidworks软件中的motion运动算例对机械腿进行运动分析，分析出左右止点速度、位移、加速度等参数，分析出止点后，可以得出运动的幅度范围和位移、速度、加速度等参数数值。4.1左极限位仿真分析当大腿处于左侧-60°左极限位时，由上位计算可知，曲柄OB的转速为：，对曲柄施加驱动马达，转速143r/min，取5秒仿真分析时间进行运动仿真分析，分析小腿终端回转点G处的参数，即行走轮安装回转点的位移、速度和加速度参数变化，如下图4-1所示：图4-1上极限位状态仿真界面对小腿连杆进行Motion运动算例仿真分析得出位移图、速度图、加速度图，如下图4-2，4-3,4-4所示。图4-2小腿终端回转点的竖直Z轴位移-时间曲线由上图4-2所示，分析可得：位置的两个极限值：272mm和910mm为两个止点位置，即小腿终端回转点竖直的位置极限。所以整个运动的上下总行程为：L=910-272=638mm。图4-3小腿终端回转点的竖直Z轴速度-时间曲线由上图4-3所示，分析可得：速度的两个极限值：-4017mm/s和8866mm/s,此两个值为上下止点位置的速度，在各自最大速度时候瞬时转向，进而实现了循环的功能。图4-4小腿终端回转点的竖直Z轴加速度-时间曲线由上图4-4所示，分析可得：加速度的两个极限值：-177619mm/s2和155748mm/s2,此两个值为上下止点位置的加速度，在各自最大加速度时候瞬时转向，进而实现了循环的功能。4.2右极限位仿真分析当大腿处于右侧0°左极限位时，由上位计算可知，曲柄OB的转速为：，对曲柄施加驱动马达，转速143r/min，取5秒仿真分析时间进行运动仿真分析，分析小腿终端回转点G处的参数，即行走轮安装回转点的位移、速度和加速度参数变化，如下图4-1所示：图4-5下极限位状态仿真界面对小腿连杆进行Motion运动算例仿真分析得出位移图、速度图、加速度图，如下图4-6，4-7,4-8所示。图4-6小腿终端回转点的竖直Z轴位移-时间曲线由上图4-6所示，分析可得：位置的两个极限值：571mm和1215mm为两个止点位置，即小腿终端回转点竖直的位置极限。所以整个运动的上下总行程为：L=1215-571=644mm。图4-7小腿终端回转点的竖直Z轴速度-时间曲线由上图4-7所示，分析可得：速度的两个极限值：-5928mm/s和12857mm/s,此两个值为上下止点位置的速度，在各自最大速度时候瞬时转向，进而实现了循环的功能。图4-8小腿终端回转点的竖直Z轴加速度-时间曲线由上图4-8所示，分析可得：加速度的两个极限值：-399284mm/s2和406183mm/s2,此两个值为上下止点位置的加速度，在各自最大加速度时候瞬时转向，进而实现了循环的功能。5关键零件有限元分析通过用Solidworks软件中的Simulation对行走机器人机械腿大腿回转驱动盘和大臂组件进行有限元仿真分析，分析应力、应变、位移和疲劳强度。查看工作转速和工作负载共同施加的情况下，轴的强度和刚度等是否满足工作要求。5.1大腿回转驱动盘有限元分析首先通过Solidworks软件中的Simulation软件进行对材料赋予，本设计中主要以碳钢为主，所以本次仿真赋予的材料为普通碳钢，具体的参数如下图5-1所示：图5-1普通碳钢的基本参数对大腿回转驱动盘进行网格化划分，分析应力、应变、位移和疲劳强度等参数，同时对基本的载荷进行赋予，大腿回转驱动盘受到旋转转速和扭矩载荷。本设计由上述计算可知；大腿回转驱动盘的工作转速为：角速度为：扭矩为：依据以上参数进行载荷赋予、网格划分。图5-2大臂回转驱动盘网格化划分与载荷施加图经过仿真分析可知：大臂回转驱动盘在工作转速为：n=48r/min(5rad/s），扭矩T=9.7N.m的负载下运行，得到如下图5-3所示的参数。分析a图可知，标准屈服力为，仿真分析最小应力为，最大应力为，小于标准值，安全，满足要求；分析b图可知，位移最左侧数值到达，最右侧数值到达，变化微小，位移变化最大处为与电机轴连接孔处，可以通过增加壁厚加强消除；分析c图可知，最小应变，最大应变，应变最大处为与电机轴连接孔处，可以通过增加壁厚加强消除；分析d可知：对于疲劳强度进行仿真检查，发现疲劳强度较为安全。因此可知，大臂回转驱动盘在工作转速为：n=48r/min(5rad/s），扭矩T=9.7N.m的负载下运行安全。屈服应力轴向位移屈服应变（d）疲劳强度图5-3大腿回转驱动盘仿真分析结果5.2大腿架体有限元分析首先通过Solidworks软件中的Simulation软件进行对材料赋予，本设计中主要以碳钢为主，所以本次仿真赋予的材料为普通碳钢。对大腿架体进行网格化划分，分析应力、应变、位移和疲劳强度等参数，同时对基本的载荷进行赋予，受到扭矩载荷。大腿回转点：本设计由上述计算可知；工作转速为：角速度为：扭矩为：小腿回转点：本设计由上述计算可知；工作转速为：角速度为：扭矩为：依据以上参数进行载荷赋予、网格划分。图5-4大腿网格化划分与载荷施加图经过仿真分析可知：大腿在大腿回转点工作转速为：n=48r/min(5rad/s），扭矩T=9.7N.m；小腿回转点工作转速为：n=143r/min(15rad/s），扭矩T=41N.m的负载下运行，得到如下图5-5所示的参数。分析a图可知，标准屈服力为，仿真分析最小应力为，最大应力为，小于标准值，安全，满足要求；分析b图可知，位移最左小数值到达，最大数值到达，变化微小，位移变化最大处为大腿中间部位，可以通过增加加强筋或增加厚度减小位移；分析c图可知，最小应变，最大应变，应变最大处为大腿回转点位置，可以通过增加强度和厚度加强减小应变。分析d可知：对于疲劳强度进行仿真检查，发现疲劳强度较为安全。因此可知，大臂组件在大臂回转点工作转速为：n=38r/min(4rad/s），扭矩T=301N.m；大腿在大腿回转点工作转速为：n=48r/min(5rad/s），扭矩T=9.7N.m；小腿回转点工作转速为：n=143r/min(15rad/s），扭矩T=41N.m的负载下运行安全。屈服应力轴向位移屈服应变（d）疲劳强度图5-5大臂组件仿真分析结果5结论参考文献[1]CoxS.Informationtechnology:theglobalkeytoprecisionagricultureandsustainability[J].ComputersandElectronicsinAgriculture,2002,36(2):93-111.[2]ZhangN,WangM,WangN.Precisionagriculture—aworldwideoverview[J].ComputersandElectronicsinAgriculture,2002,36(2):113-132.[3]段向敏,代荣.精确农业背景下我国农业机械发展趋势[J].农机化研究,2013,35(12):229-232.[4]姬江涛,郑治华,杜蒙蒙,贺智涛,杜新武,崔丽慧,刘庆,何亚凯.农业机器人的发展现状及趋势[J].农机化研究,2014,36(02):1-4+9.[5]张一星.小型农业机器人试验平台设计与试验[D].西北农林科技大学,2014.[6]陈帝伊,陈建海,马孝义.农业机器人关键技术及应用研究进展[J].农机化研究,2010,32(05):207-211.[7]陈磊,陈帝伊,马孝义.果蔬采摘机器人的研究[J].农机化研究,2011,33(01):224-227+231.[8]王韧.农业采摘机器人机械臂结构设计与分析[D].湖南农业大学,2010.[9]张铁中,杨丽,陈兵旗,等.农业机器人技术研究进展[J].中国科学:信息科学,2010,40(S1):71-87.[10]BelforteG,DeboliR,GayP,etal.RobotDesignandTestingforGreenhouseApplications[J].BiosystemsEngineering,2006,95(3):309-321.[11]HayashiS,ShigematsuK,YamamotoS,etal.Evaluationofastrawberry-harvestingrobotinafieldtest[J].BiosystemsEngineering,2009,105(2):160-171.[12]孟丹，张亮，李磊，王美玲.采摘机器人在农业中的应用分析[J].农业装备技术，2021.[13]HarrellRC,AdsitPD,PoolTA,etal.Thefloridaroboticgrovelab[J].TransactionsoftheASAE,1990,33(2):391-399.[14]IN,D.Tillett.RoboticManipulatorsinHorticulture:AReview.JournalofagriculturalEngineeringResearch,1993,55:89-105.[15]ShivajiB.DeliberationonDesignStrategiesofAutomaticHarvestingSystems:ASurvey[J].Robotics,2015,4(2):194-222.[16]YouK,BurksT,OrlandoF.asabeannualinternationalmeeting1anasabemeetingpresentationdevelopmentofaroboticfruitpickingendeffectorandanadaptablecontroller.2016.[17]OrtizC,BlascoJ,BalaschS,etal.Shockabsorbingsurfacesforcollectingfruitduringthemechanicalharvestingofcitrus[J].BiosystemsEngineering,2011,110(1):2-9.[18]ChatzimichaliAP,GeorgilasIP,TourassisVD.Designofanadvancedprototyperobotforwhiteasparagusharvesting[C]//IEEE/ASMEInternationalConferenceonAdvancedIntelligentMechatronics.IEEE,2009.[19]ALow-CostStrainGaugeDisplacementSensorFabricatedviaShadowMaskPrinting[J].YingYi;;BoWang;;AmineBermak.Sensors,2019.[20]JianweiWang,JunhongYang,DeleiFang,GuohengWu,YongXue,MingYang.Developmentofabionicmultichamberhydrauliccylinderforimprovingenergyefficiency[J].Mechatronics,2024,99[21]NKondo.FruitGradingRobot[C].Proceedingsofthe2003IEE/ASMEInternationalConferenceonAdvancedIntelligentMechatronics,2003,1366-1371.[22]刘蒙蒙.花椒采摘机器人的机械系统方案设计及其关键技术研究[D].兰州理工大学,2019.[23]KondoN,MontaM.Basicstudyonchrysanthemumcuttingstickingrobot[C].Inproceedingsoftheinternationalsymposiumonagriculturalmechanizationonandautomation,1997(1):93-98.[24]KondoN,MontaM.FujiuraT.FruitharvestingrobotsinJapan[J].Adv.SpaceRes,1996,18(1):181-184.[25]KondoN,NinomiyaKazunori,HayashiShigehikoetal.Anewchallengeofrobotforharvestingstrawberrygrownontableculture[C].ASAEannualinternationalmeeting,2005,1-9.[26]ShiigiTomowo,KondoN,KuntaMitsutakaetal.Strawberryharvestingrobotforfruitsgrownontabletopculture[C].ASABEannualinternationalmeeting,2008,1-9.[27]洪翌钧.草莓采摘机器人研究现状及发展趋势[J].现代制造技术与装备,2023.[28]房爱青,李长勇,黄艳华,陈雪丽.草莓采摘机器人的草莓定位算法研究[J].现代制造技术与装备,2016.[29]王粮局,张立博,段运红,张铁中.基于视觉伺服的草莓采摘机器人果实定位方法[J].农业工程学报,2015.[30]吴群彪,许侃雯,张洪源,蔡李花,徐超.基于视觉伺服的草莓采摘机器人果实定位方法[J].农业工程学报,2015.[31]凌轩,刘江涛,梁超越;王旭东.基于视觉伺服的草莓采摘机器人果实定位方法[J].农业工程学报,2021.[32]马瑛,杨旭.草莓采摘机器人成熟果实识别及避障控制系统研究——基于ARM与FPGA[J].农业化研究,2017.[33]温博阁.一种新型草莓采摘机末端执行器的设计与实现[J].长春工业大学学报,2021.[34]邢剑,周彦言,赵岚,张嘉铭,崔舒淼,张丛.高效采摘收集一体化草莓采摘机的设计分析[J]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