收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于ATmega16的六自由度果实采摘机械手控制系统的设计

宁志超  
【摘要】: 21世纪是农业机械化向智能化方向过渡的重要时期。随着农业生产的规模化、多样化和精确化,农业生产作业要求逐渐提高,许多作业项目都是劳动密集型工作,例如蔬菜和水果的挑选与采摘、蔬菜的嫁接等,再加上时令的要求,保证作业质量成为十分关键问题;另外,工业生产发展迅速,农业劳动力将逐渐向社会其他产业转移,随着人口的老龄化和农业劳动力的减少,农业生产成本也相应提高,这样大大降低了产品的市场竞争力。 果品采摘作业是水果生产链中最耗时、最费力的一个环节。采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高,因此保证果实适时采收、降低收获作业费用是农业增收的重要途径。采摘机器人作为农业机器人的重要类型,可充分利用机器人的信息感知功能,对被采摘对象的成熟程度进行识别,从而保证采摘的果实的质量,并能够大大提高采摘的工作效率、降低工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证果实适时采收,因而具有很大发展潜力。因此农业采摘机器人的大规模广泛应用将是提高我国农业机械化水平的一项有力措施。 机械系统采用大谷六自由度机械手,该机械手系统由基座、手臂、手腕、手部四个部分组成。硬件机械系统主要是由6路伺服电机、金属支架组件构成,对机械系统的机械结构和舵机控制方法进行深入的理论研究后,设计了六自由度果实采摘机械手的控制系统。本论文主要工作内容: 1、对六自由度果实采摘机械手的控制系统进行设计。硬件控制系统采用模块化的设计方案,将控制器按照芯片控制模块、电源模块、键盘模块、液晶显示模块、舵机驱动模块进行分块设计。从而将功能分解,降低模块间的耦合性。软件控制系统摒弃了使用PC机上安装的控制软件的传统控制方法,仅利用实验设计的机械手控制系统即可实现对六自由度机械手的操作控制,控制芯片为AVR系列单片机——Atmega16l。 2、经由视觉系统给出果实的空间坐标并确定了机械手的位姿后,通过空间坐标与舵机角度的算法转换后,硬件控制系统接口与视觉系统对接并对舵机转动进行控制,从而通过软件控制系统带动整个机械手完成一定空间范围内的果实采摘工作。经实验验证了控制器对果实采摘机械手控制的可行性、满足了本文对控制器进行设计的目的。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 于涛;樊梁燕;杨瑞锋;;PLC控制的关节型机械手的结构设计[J];热带农业工程;2010年06期
2 刘灿昌;刚宪约;柴山;王利民;;农用三轮机动车跨越障碍物的侧翻动力学分析[J];拖拉机与农用运输车;2009年05期
3 薛峰;陈帝伊;马孝义;;六自由度农业采摘机器人驱动控制仿真研究[J];农机化研究;2010年07期
4 罗小勇;宁志超;;六自由度果实采摘机械手控制系统的设计[J];信息技术;2011年02期
5 石奇端;马履中;;六自由度并联机构组合弹簧阻尼减振装置[J];农业机械学报;2007年08期
6 周孔亢;轮式拖拉机整机振动的若干问题[J];拖拉机与农用运输车;1986年04期
7 范磊;张祖立;崔玉洁;;基于Proteus与Keil的采摘机械手控制系统仿真[J];农机化研究;2007年12期
8 黄祯祥;郭延文;廖剑霞;周书;;六自由度虚轴机床神经网络位置伺服控制[J];农业机械学报;2007年04期
9 郭延文;黄祯祥;;钻尖刃磨机床定位误差对刃磨精度的影响[J];农业机械学报;2007年05期
10 汪平平;费业泰;尚平;程文涛;;柔性坐标测量机参数辨识方法[J];农业机械学报;2007年07期
11 苗贺;谢金法;柳杨;;基于ADAMS/View的动力总成悬置系统开发及应用[J];拖拉机与农用运输车;2007年03期
12 王战涛;朱瑞祥;边香燕;;基于MATLAB的多自由度机械手的运动控制[J];农机化研究;2008年06期
13 卢剑伟;顾鴃;王其东;;含运动副间隙汽车摆振系统非线性动力学建模[J];农业机械学报;2007年12期
14 苑严伟;张小超;毛文华;赵化平;;超低空无人飞行器虚拟现实技术实现与仿真[J];农业机械学报;2009年06期
15 李海金;康国初;肖兴宇;袁立鹏;;汽车驾驶模拟器及其并联运动模拟系统的关键技术[J];农机使用与维修;2009年06期
16 王淑铭;魏天路;周海波;;气动振动精密排种器试验研究及虚拟样机设计[J];农机化研究;2011年06期
17 李海斌;武一民;王亮;;汽车动力总成悬置刚度灵敏度研究[J];农业机械学报;2007年06期
18 赵立强;并联机器人逆运动学模型及高效并行算法研究[J];河北职业技术师范学院学报;2001年02期
19 张兴成;范伟媛;;基于SSCNET伺服控制系统的应用[J];林业机械与木工设备;2005年10期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗庚合;李祥阳;王瑜;;基于AT89S52的备料机械手控制系统设计[A];陕西省机械工程学会九届二次理事扩大会议论文集[C];2010年
2 徐颖;刘星;孙晓阳;;基于六自由度动力学模型的爬升性能计算[A];2010年航空器适航与空中交通管理学术年会论文集[C];2010年
3 赵转萍;吕晓明;郑叔芳;张如鹏;;运动目标六自由度单束激光跟踪测量方法研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
4 王秀红;;教学型机械手的NX70控制系统设计[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
5 朱全银;;基于PC-Ⅻ的机械手控制系统分析与研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
6 倪政国;张志春;;一种高速高精度的六自由度检测系统[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
7 郭会明;;动感仿真的建模与实现方法研究[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
8 张震霖;高超;李育斌;王玉玲;;外挂物投放技术的数值方法研究[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
9 吴祉群;何建国;蒲洁;吉方;;幅度可控的六自由度浮动装配台设计[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
10 王军安;;对基于四元数的飞机本体运动模型的改进[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王良勇;一类非线性系统的神经网络控制及其在机械手系统的应用[D];东北大学;2010年
2 皮阳军;电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D];浙江大学;2010年
3 肖治琥;深水机械手动力学特性及自主作业研究[D];华中科技大学;2011年
4 王鹏;手指创伤功能康复机械手系统研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 金振林;新型六自由度正交并联机器人设计理论与应用技术研究[D];燕山大学;2002年
6 孙坚;基于生物智能的六自由度并联机构运动控制及其仿真研究[D];东华大学;2009年
7 陈铁华;六自由度力反馈双向伺服控制策略研究[D];吉林大学;2010年
8 周雪峰;六自由度双足机器人步行研究[D];华南理工大学;2011年
9 关广丰;液压驱动六自由度振动试验系统控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 丁渊明;6R型串联弧焊机器人结构优化及其控制研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张丹丹;高压特种作业机械手的研究[D];吉林大学;2011年
2 宁志超;基于ATmega16的六自由度果实采摘机械手控制系统的设计[D];东北农业大学;2010年
3 王超;浮体六自由度测量系统的硬件设计与实现[D];大连理工大学;2004年
4 伍英华;六自由度一体式坦克模拟器误差特性及控制[D];大连理工大学;2010年
5 陈树涛;非接触式双CCD浮体六自由度测试仪的图像研究[D];大连理工大学;2004年
6 魏玉凤;纳米六自由度微动工作台机械设计[D];合肥工业大学;2004年
7 沈海滨;基于立体视觉的浮体六自由度测量 [D];大连理工大学;2006年
8 潘海兵;草方格铺设机器人振动系统的研究[D];东北林业大学;2006年
9 刘伟明;波浪中船舶六自由度“操纵—摇荡”耦合运动数值仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘小初;六自由度运动模拟器结构参数分析设计[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 安世亚太 杨振亚;基于笛卡儿网格的六自由度运动模拟(一)[N];中国航空报;2006年
2 杨琨;上海馆今起开放全部展项[N];中国贸易报;2010年
3 李岚 张现利 冯志昌;75个科技推介项目发布[N];洛阳日报;2011年
4 本报记者 赵三明;模拟测试技术可大幅降低制造商开发成本[N];中国工业报;2009年
5 刘长海;齐二机与上海交大建立合作关系[N];中国工业报;2006年
6 本报记者 刘艳荣;863科技大展机器人风头出尽[N];大众科技报;2001年
7 郭涛;这里的表演很精彩[N];中国高新技术产业导报;2007年
8 李泽;徐文荣搞起了高科技旅游[N];中国县域经济报;2008年
9 本报记者 李泓冰 曹玲娟;40天创造奇迹[N];人民日报;2010年
10 柯文;CCTV新楼模拟地震振动台试验完成[N];中国建设报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978