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基于手势识别的采摘机器人智能控制系统 预览
1
作者 薛文奎 《农机化研究》 北大核心 2020年第7期249-253,共5页
为了减少采摘机器人采摘误差、提高其工作效率,首先介绍了肌电信号采集处理和手势识别算法、然后设计了系统的整体框架,最后阐述了采摘机器人机械手执行机构和驱动结构的控制原理。测试结果表明:与LDA、SVM算法相比,ANN算法手势识别时... 为了减少采摘机器人采摘误差、提高其工作效率,首先介绍了肌电信号采集处理和手势识别算法、然后设计了系统的整体框架,最后阐述了采摘机器人机械手执行机构和驱动结构的控制原理。测试结果表明:与LDA、SVM算法相比,ANN算法手势识别时间更短、识别准确度更高,能够大大提高采摘效率和成熟果实准确度,具有一定的现实意义。 展开更多
关键词 采摘机器人 手势识别 机械手 ANN算法
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果园采摘机械手研究现状综述 预览
2
作者 王甲甲 程志强 +1 位作者 张伏 王俊 《农机化研究》 北大核心 2020年第5期258-262,共5页
果园采摘机械化是实现解放劳动力,提高作业效率的有效手段。为此,阐明了水果采摘机械的意义,介绍了国内外机械手采摘的发展现状,总结分析了机械手的分类方法。同时,对比不同类型机械手优缺点,对果园采摘机械手的发展进行展望。
关键词 农业工程 果园采摘 机械手 分类
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采摘机械手末端控制系统的设计——基于PLC和MCGS组态软件 预览
3
作者 李慧 李丽 《农机化研究》 北大核心 2020年第6期202-206,共5页
为了提高采摘机械手末端控制系统的效率和精度,将PLC可编程控制器引入到了控制系统的设计上,对采摘机械手执行末端的上移、下移、左移、右移、抓紧和松开等动作功能进行了设计,实现了采摘机械手果实定位的自动化。为了验证方案的可行性... 为了提高采摘机械手末端控制系统的效率和精度,将PLC可编程控制器引入到了控制系统的设计上,对采摘机械手执行末端的上移、下移、左移、右移、抓紧和松开等动作功能进行了设计,实现了采摘机械手果实定位的自动化。为了验证方案的可行性,采用MCGS组态软件对机械手动作的准确性和响应时间进行了测试,结果表明:采用PLC控制系统后,采摘机械手执行末端的准确率较高,响应时间较短,控制系统具有较高的效率和精度。因此,PLC可编程控制器在采摘机械手末端控制系统中使用具有可行性。 展开更多
关键词 采摘机械手 控制系统 PLC可编程控制器 MCGS组态软件
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六自由度采摘机械臂采摘姿态规划研究 预览
4
作者 王毅 滕举元 +1 位作者 张哲 许洪斌 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第8期235-238,242共5页
为了解决采摘机器人末端执行器无法根据果实位置自动调整采摘姿态的问题,提出了一种第五关节分离的姿态规划方法。根据机械臂的结构形式,在机械臂的第五关节进行分离后形成机械臂本体和末端执行器部分,在自定义的采摘平面内将末端执行... 为了解决采摘机器人末端执行器无法根据果实位置自动调整采摘姿态的问题,提出了一种第五关节分离的姿态规划方法。根据机械臂的结构形式,在机械臂的第五关节进行分离后形成机械臂本体和末端执行器部分,在自定义的采摘平面内将末端执行器移动到果实处形成果实采摘圆,根据末端执行器部分第五关节边界曲线与果实采摘圆交点个数对末端执行器的采摘方式进行了分类,结合各种采摘方式的特点求解了末端执行器合适的采摘姿态。以MATLAB GUI为仿真平台,对采摘姿态进行了仿真,并在实验室内进行了采摘实验,结果表明:该方法能够为机械臂规划出合适可行的采摘姿态,为机械臂采摘提供了理论基础。 展开更多
关键词 采摘机械臂 采摘平面 采摘方式 第五关节分离 姿态规划 采摘实验
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智能机械手应用现状及关键技术研究 预览 被引量:1
5
作者 雷歌 殷凤来 《无线互联科技》 2019年第4期133-134,共2页
智能机械手可以代替人工完成各种复杂、危险的工作,提高工作效率,降低人力成本。文章在介绍智能机械手应用现状基础上,对机械手的关键技术进行研究,并阐明了各关键技术在相关领域中的应用方法。
关键词 智能机械手 农业采摘 采摘机械手 关键技术
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香蕉采摘机械的研究现状与发展趋势
6
作者 苏继龙 刘远力 吴金东 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期131-137,共7页
采取文献综述与经验总结相结合的方法,对国内外香蕉采摘机械的现状进行研究;从香蕉采摘机械手与自动化采摘机械2个方面对文献知识进行梳理与归纳。结果表明:1)国内外出现众多的香蕉采摘机械手,包括采摘机械夹持装置、支撑装置、切割装置... 采取文献综述与经验总结相结合的方法,对国内外香蕉采摘机械的现状进行研究;从香蕉采摘机械手与自动化采摘机械2个方面对文献知识进行梳理与归纳。结果表明:1)国内外出现众多的香蕉采摘机械手,包括采摘机械夹持装置、支撑装置、切割装置等,可以实现替代人工,降低果实损伤的目的。2)目前集采摘、运动于一体的自动化香蕉采摘机械,极大的提高了香蕉采摘的效率,促进香蕉产业快速发展。3)多功能、智能化香蕉采摘机械仍然是当前香蕉采摘机械的研究重点。针对香蕉采摘机械发展过程中存在的不足,提出如下的发展方向:深入研究香蕉采摘机械的行走装置,实现快速运动与灵活转向;在当前自动化采摘机械的基础之上,全面研究香蕉果实视觉识别系统与计算机决策系统;进一步研究移动小车与机械臂,增强香蕉采摘机械的抗倾覆能力;香蕉采摘、落梳与包装一体机或可更换机械手的多功能化果实采摘机是未来香蕉采摘机械的研究热点。 展开更多
关键词 香蕉 采摘机械手 自动化采摘 视觉识别系统 计算机决策系统 抗倾覆 多功能化
气动采摘机械手快速控制系统设计——基于PLC和MCGS组态软件 预览 被引量:3
7
作者 周炜明 许娜 《农机化研究》 北大核心 2019年第5期116-120,共5页
为了提高采摘机械手的作业效率,采用PLC气动控制系统对机械手进行了设计,并利用组态软件MCGS设计了机械手的监测与控制系统,为机械手的结构优化和作业情况监测提供了较为直观和准确的状态数据。为了验证该方案的可行性,对PLC气动控制系... 为了提高采摘机械手的作业效率,采用PLC气动控制系统对机械手进行了设计,并利用组态软件MCGS设计了机械手的监测与控制系统,为机械手的结构优化和作业情况监测提供了较为直观和准确的状态数据。为了验证该方案的可行性,对PLC气动控制系统的采摘机械手果实抓取性能进行了测试,利用MCGS组态软件监测系统对数据进行了统计。测试结果表明:采用PLC控制的气动采摘机械手具有较高的控制精度,且动作速度快,可以满足快速控制的设计需求,MCGS监测系统可成功地对机械手的状态数据进行统计,为机械手的设计和结构优化及作业状态的监测提供了直观准确的状态数据。 展开更多
关键词 采摘机械手 PLC控制 MCGS系统 组态软件 采摘性能
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菠萝采摘机械手结构设计 被引量:1
8
作者 李道义 陈雷 +3 位作者 尚小龙 王梓超 王威 杨旭龙 《农业工程》 2019年第2期1-5,共5页
利用机器人技术实现果实精准化、智能化收获是现代果业生产技术的发展方向之一。提出了一种由夹持机构、剪切机构和支撑机构组成的菠萝采摘机械手。介绍了各主要部件的结构特点和设计参数,利用SolidWorks软件建立了采摘机械手的虚拟样机... 利用机器人技术实现果实精准化、智能化收获是现代果业生产技术的发展方向之一。提出了一种由夹持机构、剪切机构和支撑机构组成的菠萝采摘机械手。介绍了各主要部件的结构特点和设计参数,利用SolidWorks软件建立了采摘机械手的虚拟样机,并进行了田间试验。项目研究成果可为中国现代果园全程机械化研究提供技术参考。 展开更多
关键词 菠萝采摘 机械手 末端执行装置 结构设计
电子凸轮取置机械手及其控制系统设计 预览
9
作者 曹巨江 魏妍 +1 位作者 陈园 郑杭妮 《机械传动》 北大核心 2019年第1期50-53,共4页
针对传统凸轮机械手中的凸轮机构易磨损、输出动作缺乏柔性且运动轨迹单一等问题,提出一种新型电子凸轮取置机械手的设计方案,同时搭建了电子凸轮控制系统软、硬件平台。其中,以机械手输出凸轮机构多项式运动规律为例,推导出伺服系统输... 针对传统凸轮机械手中的凸轮机构易磨损、输出动作缺乏柔性且运动轨迹单一等问题,提出一种新型电子凸轮取置机械手的设计方案,同时搭建了电子凸轮控制系统软、硬件平台。其中,以机械手输出凸轮机构多项式运动规律为例,推导出伺服系统输出脉冲数与从动件运动规律之间的关系;利用PMsoft软件编写程序并输出电子凸轮曲线,该曲线符合预期的多项式运动规律。根据不同生产要求,该系统可以通过更改电子凸轮的参数设置来改变输出运动曲线。为机械手输出运动过程的柔性化、轨迹的多样化提供了设计方法和实例。 展开更多
关键词 取置机械手 电子凸轮 控制系统 机电一体化 柔性化
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基于PVDF压电传感器的采摘机械手研究 预览
10
作者 唐火红 栾铸 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第3期387-391,共5页
针对目前果实采摘机械手无法准确自主判断抓取力度的问题,利用聚偏氟乙烯(PVDF)的压电敏感特性,研究出一种基于PVDF压电薄膜传感器的果实采摘机械手。通过采集PVDF压电薄膜传感器输出信号判断果实采摘机械手对应抓取力的变化,利用模糊... 针对目前果实采摘机械手无法准确自主判断抓取力度的问题,利用聚偏氟乙烯(PVDF)的压电敏感特性,研究出一种基于PVDF压电薄膜传感器的果实采摘机械手。通过采集PVDF压电薄膜传感器输出信号判断果实采摘机械手对应抓取力的变化,利用模糊控制理论控制电机实现果实抓取。同时加入过力保护功能,当测得的抓取力大于预设值时,机械手停止抓取。实验结果表明,基于PVDF压电传感器的采摘机械手能够可靠地实现果实抓取。 展开更多
关键词 聚偏氟乙烯(PVDF) 压电效应 采摘机械手 压电传感器 抓取力 末端夹持器
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一种四自由度串联采摘机械臂系统设计 预览
11
作者 王勇 刘群铭 史颖刚 《河南科技》 2019年第19期27-29,共3页
为提高番茄采摘效率,降低番茄生产成本,本文设计了一种四自由度串联采摘机械臂系统。在设计过程中,笔者首先确定关节型机械臂构型,分析机械臂各杆长和工作负载,完后各关节电机选型;然后设计控制系统以及无刷电机控制流程;最后搭建实物样... 为提高番茄采摘效率,降低番茄生产成本,本文设计了一种四自由度串联采摘机械臂系统。在设计过程中,笔者首先确定关节型机械臂构型,分析机械臂各杆长和工作负载,完后各关节电机选型;然后设计控制系统以及无刷电机控制流程;最后搭建实物样机,控制各关节的电机将末端执行器送到成熟番茄的位置完成采摘任务。 展开更多
关键词 番茄采摘 四自由度 串联机械臂 无刷电机
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采摘机械手伺服控制系统电气自动化设计——基于PLC控制器 预览 被引量:2
12
作者 尤向阳 《农机化研究》 北大核心 2019年第12期220-223,228共5页
为了解决农忙时节易破损果实采摘困难、批量采摘劳动量大的问题,对采摘机械手进行了改进,将PLC可编程控制器引入到了机械手的伺服控制系统中,从而可以快速、高效地对水果进行采摘,并可以实现定位、采摘和收取果实等一系列的自动化控制... 为了解决农忙时节易破损果实采摘困难、批量采摘劳动量大的问题,对采摘机械手进行了改进,将PLC可编程控制器引入到了机械手的伺服控制系统中,从而可以快速、高效地对水果进行采摘,并可以实现定位、采摘和收取果实等一系列的自动化控制。为了验证电气伺服控制系统的可行性,对采摘机械手进行了性能测试,包括果实的采摘成功率和破损率。试验结果表明:采用PLC可编程控制器后,采摘机械手具有较高的采摘成功率,且破损率较低,可以满足高精度采摘的需求。 展开更多
关键词 采摘机械手 伺服控制 电气系统 PLC控制器
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3-DOF混联采摘机械手的工作空间分析与设计 预览
13
作者 崔冰艳 解勇涛 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期104-108,共5页
为了增强采摘机械手的稳定性、对中性及增大机械手的运动空间,提出1种3-DOF混联采摘机械手机构,对其进行工作空间分析,基于工作空间优化设计出1种高效的可用于农业采摘的小型机械手。根据农业采摘需求选定采摘机械手的机构类型并决定其... 为了增强采摘机械手的稳定性、对中性及增大机械手的运动空间,提出1种3-DOF混联采摘机械手机构,对其进行工作空间分析,基于工作空间优化设计出1种高效的可用于农业采摘的小型机械手。根据农业采摘需求选定采摘机械手的机构类型并决定其结构,推导采摘机械手的位置正反解,利用蒙特卡洛方法求解机械手的工作空间并绘制其工作空间的三维点云图;分析关键参数对工作空间的影响,找出参数的最佳值从而优化工作空间。考虑到采摘过程中避免农作物损坏并加快采摘效率,设计了采摘收集一体式的小型果蔬采摘机械手,并使用Creo软件建立了采摘机械手的三维模型。该采摘机械手具有适当的工作空间,可以提高小型果蔬采摘效率。 展开更多
关键词 采摘机械手 蒙特卡洛法 工作空间 参数优化 结构设计
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移动机械手主动防碰撞控制系统研究——基于多传感信息融合 预览
14
作者 方华丽 吴晴 《农机化研究》 北大核心 2019年第11期234-238,共5页
通过研究采摘机器人移动机械手的避障策略及对多传感信息融合算法,针对移动机械手在作业中,容易和非采摘目标发生碰撞现象,设计了基于多传感信息融合的移动机械手主动防碰撞控制系统,并利用MatLab搭建了移动机械手的仿真系统,进行了实... 通过研究采摘机器人移动机械手的避障策略及对多传感信息融合算法,针对移动机械手在作业中,容易和非采摘目标发生碰撞现象,设计了基于多传感信息融合的移动机械手主动防碰撞控制系统,并利用MatLab搭建了移动机械手的仿真系统,进行了实际的性能测试实验。实验结果表明:移动机械手在不同速度的情况下,都可以主动避开障碍物,当移动机械手移动速度越大时,轨迹控制误差也会增加,移动机械手的移动路径也会增加,验证了系统的实时性、稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 采摘机器人 移动机械手 多传感信息融合 主动防碰撞
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气动柔性果蔬采摘机械手运动学分析与实验 预览
15
作者 赵云伟 耿德旭 +1 位作者 刘晓敏 孙国栋 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期31-42,共12页
采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论,根据柔性驱动器形变规律,建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型,研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指... 采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论,根据柔性驱动器形变规律,建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型,研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指输出力与气压的关系,并进行了相关实验验证。制作了机械手样机,并在实验室环境下进行了多种果蔬模拟采摘实验,结果表明,该果蔬机械手具有多种抓取模式,且动作灵活、柔顺可靠、易于控制,适用于球形和圆柱形果蔬自动化采摘作业。 展开更多
关键词 采摘机械手 柔性驱动器 运动学模型 气体驱动
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基于ARM的采摘机械手运动控制及避障研究 预览
16
作者 王立谦 吴蕾 《农机化研究》 北大核心 2019年第2期74-77,97共5页
通过对采摘机械手位姿描述和运动学分析,以及对机械手运动控制和避障方法的深入研究,针对采摘机器人在作业过程中容易和树枝、非目标果实发生碰撞这一问题,设计了基于ARM的机械手运动控制及避障系统,并采用MatLab进行了机械手末端执行... 通过对采摘机械手位姿描述和运动学分析,以及对机械手运动控制和避障方法的深入研究,针对采摘机器人在作业过程中容易和树枝、非目标果实发生碰撞这一问题,设计了基于ARM的机械手运动控制及避障系统,并采用MatLab进行了机械手末端执行器的三维仿真实验。结果表明:该控制系统达到了预期的要求,并具有较好的实时性、稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 采摘机械手 运动控制 避障 ARM 三维仿真
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基于模式识别技术的采摘机械手控制系统设计与研究 预览
17
作者 许娜 周炜明 《农机化研究》 北大核心 2019年第5期192-196,共5页
利用模式识别中的图像处理技术,采用TI公司Sitara系列的AM5728处理器,通过视觉系统和舵机驱动方法,实现了一套采摘机械手控制系统。试验结果表明:该采摘机械手控制系统,能够实现对目标果实的准确采摘,正确采摘率为89%,采摘一个苹果耗时... 利用模式识别中的图像处理技术,采用TI公司Sitara系列的AM5728处理器,通过视觉系统和舵机驱动方法,实现了一套采摘机械手控制系统。试验结果表明:该采摘机械手控制系统,能够实现对目标果实的准确采摘,正确采摘率为89%,采摘一个苹果耗时9s,系统具有速度快、准确性高和可行性强等特点,能够满足一般的果实采摘,具有很好的实用性。 展开更多
关键词 模式识别 采摘机械手 运动控制 图像处理 AM5728
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旋转剪切式红花花丝采摘机械关键部件的设计 预览
18
作者 张振国 吕全贵 +3 位作者 任杰宇 韩长杰 袁盼盼 张学军 《中国农机化学报》 北大核心 2019年第7期1-6,共6页
针对新疆红花采摘时对花难、切割时破碎率高、采集时采净率低等问题,设计一种旋转剪切式红花花丝采摘机械,该机械采用偏心式进花口及斜置割刀;基于测定的物料特性,含水率为50%左右的花丝适合旋转剪切收获,偏心的进花口与具有7°斜... 针对新疆红花采摘时对花难、切割时破碎率高、采集时采净率低等问题,设计一种旋转剪切式红花花丝采摘机械,该机械采用偏心式进花口及斜置割刀;基于测定的物料特性,含水率为50%左右的花丝适合旋转剪切收获,偏心的进花口与具有7°斜置角度的刀具对红花进行点切割,降低花丝破碎率;设计拟合瘦果轮廓的球面箱体,确定采摘箱地面半径为68 mm,进花口直径设定为35 mm,提高盲采成功率;运用Fluent软件进行分析不同转速下花丝运动情况,确定负压风机适宜为2 400 r/min。 展开更多
关键词 红花花丝 旋转剪切 采摘机械手 Fluent分析 控制系统
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一种苹果采摘机器人的设计和制作 预览 被引量:3
19
作者 徐莉 刘喜平 +5 位作者 王国富 张建 王国庆 马驰 李子康 王静波 《机械研究与应用》 2018年第5期133-134,137共3页
苹果不易于机械采摘,如何有效而节约成本的采摘,是当前必须要解决的问题。因此,设计了一款苹果采摘机器人,以步进电机、舵机和减速电机为动力源,借助丝杠旋转上升和可移动机械手张弛动作一起完成苹果的采摘。对结构的合理性进行了分析,... 苹果不易于机械采摘,如何有效而节约成本的采摘,是当前必须要解决的问题。因此,设计了一款苹果采摘机器人,以步进电机、舵机和减速电机为动力源,借助丝杠旋转上升和可移动机械手张弛动作一起完成苹果的采摘。对结构的合理性进行了分析,绘制了整机装配图,最终得到了一台成本较低、实用性较强的苹果采摘机器人。 展开更多
关键词 苹果采摘 机械手 步进电机 舵机 丝杠
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基于农业生产的采摘机械臂节点控制系统研究分析 预览
20
作者 顾六平 《农机化研究》 北大核心 2018年第9期200-203,共4页
大规模种植多采用垄作栽培方式,且因多种农作物不定期成熟的生长特点,使得人工进行采摘劳动强度和作业量都非常大,研发出一种代替人工的机械则非常必要。采摘机械人的主要机构是机械臂,采用关节型机械臂可以很好地避开植株的茎干,确保... 大规模种植多采用垄作栽培方式,且因多种农作物不定期成熟的生长特点,使得人工进行采摘劳动强度和作业量都非常大,研发出一种代替人工的机械则非常必要。采摘机械人的主要机构是机械臂,采用关节型机械臂可以很好地避开植株的茎干,确保机械臂定位精确,保证采摘成功,因而关节节点的控制至关重要。本研究采用5自由度的关节型机械臂,以气动柔性驱动控制关节,为减少机械臂的操作空间,对机械臂结构参数进行优化。通过试验验证节点控制系统的准确性,结果表明:5自由度控制的关节型机械臂可以灵活避开障碍并可以精确、缓冲地采摘果实。 展开更多
关键词 采摘机械人 关节型机械臂 气动柔性关节 关节构形空间 避障
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