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機械臂畢業(yè)論文
機械臂作為迄今為止人工智能程度最高的科技產(chǎn)品代表,其應用已經(jīng)涉及制造業(yè)、醫療、農業(yè)等方面。下文是小編為大家整理的關(guān)于機械臂畢業(yè)論文參考范文的內容，歡迎大家閱讀參考!
機械臂畢業(yè)論文參考范文
淺論瓜果采摘機械臂的改進(jìn)與試驗研究
摘要 現代農業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)現代化的農業(yè)機械，而現有的瓜果采摘機械臂難以滿(mǎn)足全方位采摘瓜果的需要，針對這種不足，通過(guò)改進(jìn)瓜果采摘機械臂設計原理及方法，創(chuàng )制了能在任意空間目標點(diǎn)采摘瓜果的機械臂，并對新改進(jìn)的機械臂進(jìn)行了試驗，取得了預期的結果，這對現代化農業(yè)的發(fā)展是大有益處的。
1.瓜果采摘機械的現狀及改進(jìn)的意義
現代化農業(yè)的發(fā)展是我國農業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而現代農業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)農業(yè)科技技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來(lái)農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展也離不開(kāi)機械化。而現有的瓜果采摘機器人的機械臂存在著(zhù)不少問(wèn)題，如它們大多直接購買(mǎi)現有工業(yè)機械手，而這些機械手不但成本較高，且所占空間大，在采摘瓜果的過(guò)程中往往不盡如人意，這些問(wèn)題無(wú)疑會(huì )影響農業(yè)生產(chǎn)。
因此針對現在瓜果采摘機械臂的這種不足，通過(guò)改進(jìn)瓜果采摘機械臂設計原理和設計方法，創(chuàng )制了能在采摘范圍內的任意目標點(diǎn)采摘瓜果的機械臂，并對新改進(jìn)的機械臂進(jìn)行了驗證試驗，驗證了這種新創(chuàng )制了瓜果采摘機械臂的有效性和實(shí)用性，這對現代化農業(yè)的發(fā)展是大有益處的。
2.農業(yè)采摘機械臂設計原的優(yōu)化與創(chuàng )新
瓜果采摘的機械化是現代農業(yè)的需要，而使用農用機械進(jìn)行瓜果采摘仍需要遵循瓜果采摘的一般要求，那就是這些機械設備要占地面積小，采摘的范圍要大，采摘瓜果要靈活且準確率高，并且要減少采摘給瓜果原株成長(cháng)造成的傷害。
因此，這些就決定了瓜果采摘機械臂的設計要盡可能滿(mǎn)足這些要求，另外還要降低采摘成本，提高采摘瓜果的效率，適應現代市場(chǎng)經(jīng)濟發(fā)展的需要。而傳統的農用瓜果采摘機器人所使用的機械臂，多是直接購買(mǎi)現有工業(yè)機械手，它們不但成本較高，且所占空間大，在使用過(guò)程不盡人意。為了保證新改進(jìn)的機械臂采摘的靈活性，研制出新型的瓜果采摘機械臂，而改進(jìn)了傳統瓜果采摘機器人的設計原理和設計方法。
傳統農業(yè)機器人的結構設計主要包括四大類(lèi)：直角型、圓柱型、坐標型和關(guān)節型。對這四種機器人的優(yōu)劣進(jìn)行了綜合的分析對比，最終選擇了關(guān)節型的瓜果采摘機器人的結構設計。
理論上6個(gè)自由度的機械臂設計雖然可以達到三維空間的任何點(diǎn)，但這種按照這種理論設計出來(lái)的機械臂往往結構比較復雜，在采摘瓜果的過(guò)程中不易控制。而同樣是通過(guò)三維空間來(lái)確定采摘瓜果的目標位置，采用了4個(gè)自由度來(lái)控制機械臂靈活性的設計更具優(yōu)勢和實(shí)用性。
3.瓜果采摘機械臂設計方法的改進(jìn)
對瓜果采摘機械臂進(jìn)行改進(jìn)使之更能滿(mǎn)足瓜果采摘的實(shí)際需要，改進(jìn)機械臂的設計原理只是創(chuàng )制新機械臂的基礎，還需要在此基礎上在具體設計過(guò)程中進(jìn)行改進(jìn)。首先，改進(jìn)機械臂設計的結構參數，來(lái)確定瓜果采摘的空間范圍，這需要計算出機械臂腕關(guān)節最小的回轉角度;其次，瓜果采摘機械臂的設計需要考慮相關(guān)的設計變量
這些變量包括機械臂底座的高度、機械臂的長(cháng)度、腕關(guān)節的長(cháng)度以及機械臂腰部的回轉角、肩關(guān)節和肘關(guān)節的轉角范圍、腕關(guān)節的轉角等，通過(guò)分析瓜果采摘過(guò)程中的實(shí)際需要，最終對除了底座的高度和腕關(guān)節的長(cháng)度外的其他變量進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而確定采摘瓜果的空間范圍，此外，還根據機械臂本身與目標瓜果之間的位置關(guān)系以及機械臂自身結構的限制等因素
來(lái)改進(jìn)設計機械臂的變量等。其次，還需要改進(jìn)機械臂的結構參數，是機械臂設計結果更加合理。整個(gè)機械臂的改進(jìn)都經(jīng)過(guò)詳細的計算和重新設計，才使新創(chuàng )制的機械臂在使用過(guò)程中更加便捷。
4.對新創(chuàng )制機械臂的試驗及分析
為了驗證新創(chuàng )制的瓜果采摘機械臂是否能準備定位目標果實(shí)的空間位置及是否能準確采摘到瓜果，因此對新創(chuàng )制的機械臂進(jìn)行了試驗。選擇了目標瓜果采摘范圍內的若干個(gè)制定的采摘位置，和隨機選取的若干個(gè)采摘位置進(jìn)行試驗，并對數據進(jìn)行記錄和分析。通過(guò)對比瓜果采摘的理論數值、實(shí)際采摘數值及誤差值進(jìn)行對比分析，我們發(fā)現新創(chuàng )制的機械臂能準確到達目標采摘范圍中的任意位置，并且在采摘過(guò)程中機械臂工作穩定、機械臂本身無(wú)明顯抖動(dòng)現象。這充分表明新創(chuàng )制的機械臂的合理與成功。
通過(guò)分析機械臂試驗數據還可以發(fā)現，機械臂實(shí)際工作中的數值與理論數值之間存在著(zhù)誤差，對目標果實(shí)定位誤差的存在雖然是不可避免的`，但還是對誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，主要包括以下兩點(diǎn)：
第一，機械臂個(gè)部件加工裝配的原有誤差，是機械臂各個(gè)連接桿之間產(chǎn)生了位置上的誤差;
第二，機械臂各關(guān)節的電動(dòng)機采用的是獨立的控制方法，它們在同時(shí)運行時(shí)由于慣性及重力等的影響，導致機械臂各關(guān)節在角度的控制上產(chǎn)生了誤差。針對上述影響誤差的因素，可在以后機械臂設計研究過(guò)程中采取相應的補救方法：首先，可以采用先進(jìn)的計算機技術(shù)來(lái)補償由加工裝配偏差所引起的位置誤差。其次，采用其他先進(jìn)的控制方法或通過(guò)機械模型的控制方法，來(lái)提高機械臂在采摘瓜果工作中的精準度。
5.結論
針對現有瓜果采摘機械手不但成本較高，且所占空間大，在使用過(guò)程不盡人意的諸多缺點(diǎn)，通過(guò)改進(jìn)機械臂設計原理及方法，創(chuàng )制了能在任意空間目標點(diǎn)采摘瓜果的機械臂，這種機械臂設計不僅結構簡(jiǎn)單緊湊，采摘范圍廣而所占空間較少，且操作的靈活度高。
此外，新創(chuàng )制的瓜果采摘機械臂生產(chǎn)所使用的材料簡(jiǎn)單易得，生產(chǎn)成本大為降低。對新創(chuàng )制的機械臂進(jìn)行了試驗，結果表明：新創(chuàng )制的機械臂能準確到達目標采摘范圍中的任意位置
并且在采摘過(guò)程中工作穩定、機器本身無(wú)明顯抖動(dòng)現象，能滿(mǎn)足瓜果采摘的任務(wù)需要。這無(wú)疑說(shuō)明新創(chuàng )制的機械臂是合理且有效的，只是機械臂在精準定位瓜果的空間位置時(shí)存在一些誤差，這需要在以后的工作做進(jìn)一步研究和改進(jìn)。
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