機械畢業(yè)設計(論文)柑橘采摘機器人機器臂的結(jié)構(gòu)設計與分析【全套圖紙】

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1、畢業(yè)設計(論文)學生申請答辯表 課 題 名 稱 柑橘采摘機器人機器臂結(jié)構(gòu)設計與分析 指導教師(職稱) 馬志艷(講師) 申 請 理 由 畢業(yè)設計已做完,申請答辯 學生所在系部 機械工程系 專業(yè)班級 09機制6班 學號 0915011631 學生簽名: 日期: 全套圖紙,完整版設計加153893706 畢業(yè)設計(論文)指導教師評審表 序號 評分項目(理工類) 滿分 評分 1 工作量 15 2 文獻閱讀與外文翻譯 10 3 技術(shù)水平與實際能力 25 4 研究成果基

2、礎理論與專業(yè)知識 25 5 文字表達 10 6 學習態(tài)度與規(guī)范要求 15 總 分 100 評 語 (是否同意參加答辯) 指導教師簽名: 另附《畢業(yè)設計(論文)指導記錄冊》 年 月 日 畢業(yè)設計(論文)評閱人評審表 學生姓名 程 果 專業(yè)班級 09機制6班 學號 0915011631 設計(論文)題目 柑橘采摘機器人機器臂結(jié)構(gòu)設計

3、與分析 評閱人 評閱人職稱 序號 評分項目(理工類) 滿分 評分 1 工作量 15 2 文獻閱讀與外文翻譯 10 3 技術(shù)水平與實際能力 25 4 研究成果基礎理論與專業(yè)知識 25 5 文字表達 10 6 學習態(tài)度與規(guī)范要求 15 總 分 100 評 語 評閱人簽名: 年 月 日 畢業(yè)設計(論文)答辯表 學生姓名

4、 程 果 專業(yè)班級 09機制6班 學號 0915011631 設計(論文)題目 柑橘采摘機器人機器臂結(jié)構(gòu)設計與分析 序號 評審項目 指 標 滿分 評分 1 報告內(nèi)容 思路清晰;語言表達準確,概念清楚,論點正確;實驗方法科學,分析歸納合理;結(jié)論有應用價值。 40 2 報告過程 準備工作充分,時間符合要求。 10 3 創(chuàng) 新 對前人工作有改進或突破,或有獨特見解。 10 4 答 辯 回答問題有理論依據(jù),基本概念清楚。主要問題回答準確,深入。 40 總 分 100 答 辯 組 評 語

5、 答辯組組長(簽字): 年 月 日 答辯 委員會 意見 答辯委員會負責人(簽字): 年 月 日 畢業(yè)設計(論文)答辯記錄表 學生姓名 程 果 專業(yè)班級 09機制6班 學號 0915011631 設計(論文)題目 柑橘采摘機器人機器臂結(jié)構(gòu)設計與分析 答辯時間 答辯地點 答辯委員會名單 問題1 提問人: 問題: 回答(要點): 問題

6、2 提問人: 問題: 回答(要點): 問題3 提問人: 問題: 回答(要點): 記錄人簽名 (不足加附頁) 問題4 提問人: 問題: 回答(要點): 問題5 提問人: 問題: 回答(要點): 問題6 提問人: 問題: 回答(要點): 問題7 提問人: 問題: 回答(要點): 問題8 提問人: 問題: 回答(要點): 記錄人簽

7、名 畢業(yè)設計(論文)成績評定總表 學生姓名:程 果 專業(yè)班級: 09機制6班 畢業(yè)設計(論文)題目:柑橘采摘機器人機器臂結(jié)構(gòu)設計與分析 成績類別 成績評定 Ⅰ指導教師評定成績 Ⅱ評閱人評定成績 Ⅲ答辯組評定成績 總評成績 Ⅰ×40%+Ⅱ×20%+Ⅲ×40% 評定等級 注:成績評定由指導教師、評閱人和答辯組分別給分(以百分記),最后按“優(yōu)(90--100)”、“良(80--89)”、“中(70--79)”、“及格(60--69)”、“不及格(60 以下)”評定等級。其中,指導教師評定

8、成績占40%,評閱人評定成績占20%,答辯組評定成績占40%。 畢業(yè)設計(論文)任務書 系 部 機械工程系 指導教師 馬志艷 職 稱 學生姓名 程 果 專業(yè)班級 09機自6 學 號 0915011631 設計題目   農(nóng)業(yè)采摘機器人機械臂結(jié)構(gòu)設計與分析 設 計 內(nèi) 容 、 目 標 和 要 求 (設計內(nèi)容目標和要求、設計進度等) 目 的 要 求: 1. 了解與熟悉農(nóng)業(yè)采摘機器人機械手國內(nèi)外現(xiàn)狀以及相關(guān)背景知識; 2. 掌握農(nóng)業(yè)采摘機器人機械手的結(jié)構(gòu)設計方法; 主 要 內(nèi) 容: 1. 了解與熟悉農(nóng)業(yè)采

9、摘機器人機械手國內(nèi)外現(xiàn)狀以及相關(guān)背景知識; 2. 完成采摘機械手的方案設計; 3. 完成采摘機械手的機械結(jié)構(gòu)設計、液壓系統(tǒng)及電氣控制部分的設計; 4. 繪制機械設計系統(tǒng)圖、裝配圖,主要部件的詳細零件圖,要求至少一張零號、二張一號圖紙; 5. 撰寫畢業(yè)論文,要求觀點正確,字跡清楚、工整; 6. 查閱與本課題有關(guān)的外文資料,翻譯一遍5000字外文。 主要參考資料 1. 機械設計相關(guān)書籍資料。 2. 農(nóng)業(yè)采摘機器人機械手設計相關(guān)資料。 3. 機器人設計相關(guān)書籍資料。 指導教師簽名: 2013年2月 25 日 系 部 審 核

10、 畢業(yè)設計(論文)學生開題報告 課題名稱 農(nóng)業(yè)采摘機器人機器臂結(jié)構(gòu)設計與分析 課題來源 工程實踐型 院(系) 機械學院 指導教師 馬志艷 學生姓名 程 果 學 號 0915011631 專業(yè)班級 09機制6 一. 設計背景及意義 1. 背景 隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展,智能機器人已在許多領(lǐng)域得到日益廣泛的應用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,由于作業(yè)對象的復雜、多樣,以及當前我國正面臨人口老年化的趨勢使得新型農(nóng)業(yè)機械——農(nóng)業(yè)機器人的開發(fā)具有巨大經(jīng)濟效益和廣闊的市場前景,符合社會發(fā)展的需求。果實采摘機器人是基于人工采摘果實作業(yè)中耗時、費力等因素而應運而生

11、的智能農(nóng)業(yè)裝備。運動控制系統(tǒng)作為采摘機器人控制系統(tǒng)中不可或缺的部分為機器人實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的采摘工作提供了必要的保證。 2. 意義 國際上日本、美國等發(fā)達國家已經(jīng)從20世紀80年代開始研究采摘機器人并取得很多成果。從1983年的第一臺西紅柿采摘機器人在美國誕生以來采摘機器人的研究和發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了近30年但我國在該領(lǐng)域中的研究還處于起步階段因此我們必須加快對采摘機器人的研究腳步以早日趕超國際水平使其為我國農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展做出重大貢獻。 二. 農(nóng)業(yè)采摘機器人機器臂設計原理 一個機器人系統(tǒng)一般由四個相互作用的部分組成:機械手、環(huán)境、任務和控制器。對于果實自動采摘機器人

12、,機械手是進行果實采摘的執(zhí)行部分。它的設計要考慮到準確定位、不損傷果實、有效避開枝葉等功能,同時還要考慮末端執(zhí)行裝置的可變更性,從而實現(xiàn)該機器人的多種用途,例如除草、噴藥等。果實自動采摘機器人的工作環(huán)境比較復雜。若在果棚中種植,環(huán)境相對穩(wěn)定。若為露天,環(huán)境就相對復雜了。較合理的果實自動采摘機應有采摘、除草、噴藥等多種功能,這樣便于實現(xiàn)果實種植的機械化,節(jié)省成本??刂破魇枪麑嵶詣硬烧獧C的核心。它要實現(xiàn)果實識別,精確定位,正確采摘等關(guān)鍵控制功能。 果實自動采摘機器人的工作步驟如下:

13、 初始化 檢測到果實成熟 N Y 機械手接近目標手腕俯仰調(diào)整 吸盤接近 吸住果實 夾持器夾緊 手腕旋轉(zhuǎn),將果實莖節(jié)處折斷 果實送到料框 復位 三. 設計內(nèi)容 7. 了解與熟悉農(nóng)業(yè)采

14、摘機器人機械手國內(nèi)外現(xiàn)狀以及相關(guān)背景知識; 8. 完成采摘機械手的方案設計; 9. 完成采摘機械手的機械結(jié)構(gòu)設計、液壓系統(tǒng)及電氣控制部分的設計; 10. 繪制機械設計系統(tǒng)圖、裝配圖,主要部件的詳細零件圖,要求至少一張零號、二張一號圖紙; 11. 撰寫畢業(yè)論文,要求觀點正確,字跡清楚、工整; 12. 查閱與本課題有關(guān)的外文資料,翻譯一遍5000字外文。 四. 農(nóng)業(yè)機器人機器臂設計研究現(xiàn)狀 從1983年第一臺番茄采摘機在美國誕生以來,采摘機器人的研究和開發(fā)已經(jīng)歷經(jīng)了近20年。日本和歐美等發(fā)達國家相繼理想研究用于采摘蘋果、番茄、葡萄等水果的智能機器人。

15、到1997年,國外開發(fā)的一系列果品蔬菜收摘機器人軍言之出了樣機。在農(nóng)業(yè)機器人的研究方面,法國是最早研究水果收獲機器的國家之一。荷蘭收獲機器人的研究工作也走在很多國家的前面,但研究的果蔬種類并不多。 在中國,農(nóng)業(yè)機器人研究也逐漸起步。中國農(nóng)業(yè)大學率先在我國研制出自動嫁接機器人,并先后研制成功了自動嫁接法、自動旋切貼合法等嫁接技術(shù)。吉林大學與吉林農(nóng)業(yè)研究所研制的除草機器人,裝有攝像機和圖像處理計算機,能快速準確的分辨出蔬菜苗、雜草和土壤之間的差別,還能在種植行間自動行走。上海交通大學的曹其新等人開發(fā)了草莓揀選機器人樣機。該樣機具有學習功能,作業(yè)時可根據(jù)示教揀選對象的標準樣本,改變或調(diào)整機器人揀

16、選草莓的種類,并可一機多用,即使是沒有專業(yè)知識的操作人員,也能很容易的掌握操作方法。 分析國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機器人的研究進展與應用現(xiàn)狀可知,國外已經(jīng)研制了各種農(nóng)業(yè)機器人,技術(shù)比較成熟,部分農(nóng)業(yè)機器人已有初步應用,但我國農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)研究處于起步階段,與日本、美國等發(fā)達國家差距較大。開發(fā)各類機械,適應農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程智能化發(fā)展的趨勢,是當代農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的重要研究課題。 五. 畢業(yè)設計的實施方案、進度安排 1. 利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等途徑收集、整理相關(guān)設計資料,完成開題報告。 一周(2013 年3 月12 日——2013 年3 月17 日) 2.翻譯一篇與機械設計制造及自動化有關(guān)的英

17、文資料。 一周(2013 年3 月18 日——2013 年3 月25 日) 3.完成采摘機器人機器臂的方案設計。 二周(2013年3 月26 日——2013 年4 月9 日) 4.完成采摘機械手的機械結(jié)構(gòu)設計、液壓系統(tǒng)及電氣控制部分的設計。 一周(2013年4 月10 日2013 年5 月1 日) 5. 繪制機械設計系統(tǒng)圖、裝配圖,主要部件的詳細零件圖。 二周(2013 年5 月2 日——2013 年5 月9 日) 6. 整理、檢查、打印畢業(yè)論文,整理圖紙,準備答辯。 一周(2013 年5 月10 日——2013 年5 月17 日) 在設計期間,可以根據(jù)實際

18、情況適當?shù)恼{(diào)節(jié)進程安排。 六. 已查閱的主要參考文獻和資料 【1】《機器人學》 宋偉剛主編 科學出版社 2007年10月 【2】《機器人技術(shù)基礎》 孟慶鑫、王曉東主編 哈爾濱工業(yè)大學出版社 2006年9月 【3】《番茄采摘機械手的研究與設計》 邊源 豆丁網(wǎng) 2009年4月 【4】《工業(yè)機器人》 韓建海 主編 華中科技大學出版社 【5】胡挺 論文《果蔬采摘機器人機械系統(tǒng)設計與關(guān)鍵技術(shù)研究》 【6】梁喜鳳,苗香雯,崔紹榮,王永維,《果實采摘機械手機構(gòu)設計與工作性能分析》,農(nóng)機化研究所 2004年3月。 【7】劉繼展 李萍萍 李智國《番茄采摘機器人末端執(zhí)行器的硬件設計》,農(nóng)業(yè)機械學報,2008年3月。 指導教師意見 指導教師簽名: 年 月 日

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