浏览全部资源
扫码关注微信
基于TRIZ理论苹果采摘机器人的设计与分析
Design and Analysis of Apple Picking Robots Based on TRIZ
- 机械传动 2023年47卷第5期 页码：51-56
- 作者机构：
陕西科技大学 机电工程学院， 陕西 西安 710021
- 作者简介：
桓源（1997— ），男，陕西汉中人，博士研究生；研究方向为产品创新理论、机器人创新设计等；1521783236@qq.com。
任工昌（1962— ），男，陕西西安人，博士，二级教授；研究方向为产品创新理论、机器人创新设计等；rengc@sust.edu.cn。
- 基金信息：陕西省重点研发计划项目(2022GY-250┫西安市科技计划项目┣2022JH-RGZN-0098)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.009
中图分类号：纸质出版日期：2023-05-15，
收稿日期：2022-03-25，
修回日期：2022-04-07，
扫 描 看 全 文
桓源,任工昌,孙建功等.基于TRIZ理论苹果采摘机器人的设计与分析[J].机械传动,2023,47(05):51-56.
Huan Yuan,Ren Gongchang,Sun Jiangong,et al.Design and Analysis of Apple Picking Robots Based on TRIZ[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(05):51-56.
桓源,任工昌,孙建功等.基于TRIZ理论苹果采摘机器人的设计与分析[J].机械传动,2023,47(05):51-56. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.009.
Huan Yuan,Ren Gongchang,Sun Jiangong,et al.Design and Analysis of Apple Picking Robots Based on TRIZ[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(05):51-56. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.009.
摘要
针对现阶段人工采摘苹果效率低、劳动强度大、采摘设备功能单一的问题，以TRIZ理论为基础，通过发明原理的启发，对苹果采摘机器人的末端执行器、运输装置、收集箱和其他结构进行了创新设计，设计出一款集采摘、收集、分拣功能于一体的机器人。建立采摘机械臂的D-H模型，运用Matlab对机器人的工作空间进行了分析；通过Adams对机器人采摘过程进行运动仿真，并制作1∶3实验样机，对各部分功能可行性进行了验证。结果表明，该机器人的各部分功能完善、设计合理、运行可靠、满足使用需求，为后续机器人的进一步研制和改进提供了理论支撑。
Abstract
Aiming at the problems of low efficiency
high labor intensity and single function of picking equipment at the current stage of manual apple picking
this study is based on the TRIZ and inspired by the principle of invention
to analyze the end effector
transport device
collection box and other structures of the apple picking robot. With innovative design
a robot integrating picking
collecting and sorting functions has been designed. The D-H model of the picking manipulator is established
the working space of the robot is analyzed by Matlab
the motion simulation of the picking process of the robot is carried out by Adams
and a 1∶3 experimental prototype is made to verify the functional feasibility of each part. The results show that the functions of each part of the robot are perfect
the design is reasonable
the operation is reliable
and it meets the needs of use
which provides theoretical support for the further development and improvement of the follow-up robot.
关键词
TRIZ理论采摘机器人末端执行器工作空间分析动力学仿真
Keywords
TRIZPicking robotEnd-effectorAnalysis of operating rangeDynamic simulation
references
张放.2018年我国主要水果生产统计简析［J］.中国果业信息，2020，37（7）：32-43.
ZHANG Fang.A brief analysis of my country's main fruit production statistics in 2018［J］.China Fruit Industry Information，2020，37（7）：32-43.
李国利.多末端苹果采摘机器人设计与研究［D］.南京：南京农业大学，2017：1-2.
LI Guoli.Design and research of multi-terminal apple picking robot［D］.Nanjing：Nanjing Agricultural University，2017：1-2.
刘鹏莉.苹果采摘机器人的设计与研究［D］.西安：西安理工大学，2018：1-2.
LIU Pengli.Design and research of apple picking robot［D］.Xi'an：Xi'an University of Technology，2018：1-2.
聂腾伟.机器人采摘动作解析与实验研究［D］.广州：华南理工大学，2019：10-12.
NIE Tengwei.Analysis and experimental research on robot picking action［D］.Guangzhou：South China University of Technology，2019：10-12.
张毅，郝骞.苹果采收机器人结构设计与仿真分析［J］.机械设计与制造，2022（2）：291-294.
ZHANG Yi，HAO Qian.Structural design and simulation analysis of apple harvesting robot［J］.Mechanical Design & Manufacture，2022（2）：291-294.
苗玉彬，郑家丰.苹果采摘机器人末端执行器恒力柔顺机构研制［J］.农业工程学报，2019，35（10）：19-25.
MIAO Yubin，ZHENG Jiafeng.Development of a constant force compliance mechanism for the end effector of an apple picking robot［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2019，35（10）：19-25.
李想，俞经虎.一种欠驱动苹果采摘机器人末端执行器的设计［J］.机械传动，2015，39（9）：74-77.
LI Xiang，YU Jinghu.Design of an underactuated apple picking robot end effector［J］.Journal of Mechanical Transmission，2015，39（9）：74-77.
邓小雷，罗忠祎，庞景权，等.仿生无损吸取式苹果采摘装置的设计与试验［J］.中国农业大学学报，2019，24（10）：100-108.
DENG Xiaolei，LUO Zhongyi，PANG Jingquan，et al.Design and experiment of bionic non-destructive suction apple picking device［J］.Journal of China Agricultural University，2019，24（10）：100-108.
马少春，谢瑞培，黄奇，等.基于负压吸力的便携式苹果采摘装置的设计与试验［J］.农机化研究，2018，40（9）：158-161.
MA Shaochun，XIE Ruipei，HUANG Qi，et al.Design and experiment of a portable apple picking device based on negative pressure suction［J］.Journal of Agricultural Mechanization Research，2018，40（9）：158-161.
桓源，栾飞.基于TRIZ理论的苹果分拣套袋装置的设计［J］.机械设计，2021，38（S2）：104-107.
HUAN Yuan，LUAN Fei.Design of apple sorting and bagging device based on TRIZ theory［J］.Journal of Machine Design，2021，38（S2）：104-107.
赵敏，张武城，王冠殊.TRIZ进阶及实战-大道至简的发明方法［M］.北京：机械工业出版社，2015：231-233.
ZHAO Min，ZHANG Wucheng，WANG Guanshu.TRIZ Advancement and actual combat-the method of invention from the way to the simple［M］.Beijing：Machinery Industry Press，2015：231-233.
宋中越，徐庆坤，王亚凌.6轴工业机器人结构设计及优化分析［J］.机械设计，2020，37（11）：115-119.
SONG Zhongyue，XU Qingkun，WANG Yaling.Structural design and optimization analysis of 6-axis industrial robot［J］.Journal of Machine Design，2020，37（11）：115-119.
王毅，滕举元，张哲，等.六自由度采摘机械臂采摘姿态规划研究［J］.机械设计与制造，2019（8）：235-238.
WANG Yi，TENG Juyuan，ZHANG Zhe，et al.Research on picking attitude planning of six degrees of freedom picking robot arm［J］.Machinery Design & Manufacture，2019（8）：235-238.
邹成文，陶平.多机械臂协作空间分析与仿真［J］.机械传动，2022，46（2）：78-84.
ZOU Chengwen，TAO Ping.Analysis and simulation of multi-robot collaboration space［J］.Journal of Mechanical Transmission，2022，46（2）：78-84.
徐建飞，范纪华，任亮，等.基于ADAMS和ANSYS工业机器人运动仿真与有限元分析［J］.机床与液压，2018，46（15）：24-27.
XU Jianfei，FAN Jihua，REN Liang，et al.Motion simulation and finite element analysis of industrial robots based on ADAMS and ANSYS［J］.Machine Tool & Hydraulics，2018，46（15）：24-27.
陶胤强.基于ADAMS的六轴机器人动力学仿真分析［J］.包装工程，2021，42（17）：266-269.
TAO Yinqiang.Dynamics simulation analysis of six-axis robot based on ADAMS［J］.Packaging Engineering，2021，42（17）：266-269.
0
浏览量
17
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies