有哪些信誉好的足球投注网站- 1、本文档共22页，可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站（book118）网站文档一经付费（服务费），不意味着购买了该文档的版权，仅供个人/单位学习、研究之用，不得用于商业用途，未经授权，严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等，侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传，本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺！文档内容仅供研究参考，付费前请自行鉴别。如您付费，意味着您自己接受本站规则且自行承担风险，本站不退款、不进行额外附加服务；查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档，您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等，请点击“版权申诉”（推荐），也可以打举报电话：400-050-0827(电话支持时间：9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档，如果想要下载，成为VIP会员后，下载免费。
- 6、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
-1-
基于机器视觉的关节机器人的研究
张凯良，张铁中，杨丽中国农业大学工学院（100083）
摘要：果蔬采摘机器人的研发在一些作业领域已十分迫切，而机器视觉技术和关节型机器人机构在果蔬采摘领域又有着很大的应用价值。本课题从实际需要出发，对基于机器视觉的关节机器人进行了研究。以实现关节机器人的末端机构对目标物体的捕获为目的，把寻求并验证适宜的解决方案作为重点，将研究内容具体划分为三个部分：1．机械结构的研究：设计加工了四自由度关节型机器人本体。具有刚性好、运动平稳、定位准确的特点。2．机器视觉的研究：设计了“手－眼”结构的单目视觉系统。取得了良好的试验效果并具有成本低、通用性好的特点。3．运动控制的研究：设计了基于PC机的运动控制系统和基于“手－眼”视觉系统导航的运动轨迹规划方法。
关键词：采摘，关节机器人，机器视觉，PC机控制
1．引言
鉴于当今世界机器人技术的发展和我国农业的现状，果蔬采摘机器人的研发在一些作业领域已十分迫切，而机器视觉技术和关节型机器人机构在果蔬采摘领域又有着很大的应有价值，因此本课题从实际需要出发，对基于机器视觉的关节机器人进行了研究。以实现关节机器人的末端机构对目标物体的捕获为目的，把寻求并验证适宜的解决方案作为重点，将研究内容具体划分为三个部分：机械结构的研究、机器视觉的研究、运动控制的研究。[1]
2．机器人机械本体结构的研究
2．1机器人本体结构方案对比与选择
机器人操作机本体按照坐标形式大致可分为四类，即：直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和多关节型。其中，多关节型机器人以其结构紧凑、工作范围大、占用空间小、动作灵活以及具有很高的可达性等特点，在各生产领域已得到广泛应用，本课题亦采用这种结构形式的机器人操作机。
多关节型机器人常用的传动方式有：链传动、多级齿轮传动、蜗轮蜗杆传动。蜗轮蜗杆传动方式具有结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击震动小、能得到很大的单级传动比以及反行程自锁的特性，因而被本课题所采纳。
在经过了多方面的对比之后，本课题选定了以步进电机驱动、蜗轮蜗杆传动的多关节型机器人的机器人本体结构方案。[2]
2．2关节型机器人具体机械结构和相关参数的设计
在课题中，考虑到果蔬采摘，尤其是草莓采摘的实际需要，将关节机器人除末端执行器外的自由度设计为4，它们分别是四个串连且分别独立的机器人转动关节（参见图1），即：
①腰部水平面内转动关节；
②大臂肩关节竖直平面内转动关节；
③小臂肘关节竖直平面内转动关节；
④手腕腕关节竖直平面内转动关节。
-2-
图1蜗轮蜗杆式传动关节机器人方案示意图
综合考虑机器人的工作空间、运动速度、运动精度、负载能力等因素，将该关节机器人的相关机械参数设计如下（见表1）：
表1关节机器人机械设计参数表
关节名称
腰关节θ1
肩关节θ2
肘关节θ3
腕关节θ4
转角最小值
-180°
-30°
0°
0°
转角最大值
180°
90°
135°
135°
杆臂名称
腰L1
大臂L2
小臂L3
手腕L4
长度
330mm
250mm
232mm
215mm
蜗杆传动模数
1.25
1.25
1
0.6
蜗杆传动中心距
50mm
50mm
40mm
24.5mm
蜗杆头数
1
1
1
1
蜗轮齿数
62
62
62
62
齿形角
20°
20°
20°
20°
螺旋方向
右旋
右旋
右旋
右旋
蜗杆材料
45号钢
45号钢
45号钢
45号钢
蜗轮材料
铸造锡青铜
铸造锡青铜
铸造锡青铜
铸造锡青铜
齿轮传动模数
1.5
1.5
1
0.8
齿轮传动中心距
90
75
70
54
传动比
2.75
2.688
1.917
2.140
小齿轮齿数
32
32
48
43
大齿轮齿数
88
86
92
92
电机型号
四通电机57BYG250E
四通电机57BYG250E
四通电机42BYG250C
四通电机42BYG250B
电机步距角
1.8°
1.8°
1.8°
1.8°
驱动器型号
SH-20403
SH-20403
SH-20403
SH-20403
驱动器细分数
16
32
32
64
脉冲频率
1000Hz
1000Hz
1000Hz
1000Hz
总传动比
170.5
131.75
118.8
132.7
电机转矩
1.5Nm
1.5Nm
0.54Nm
0.43Nm
最后，为了改善关节型机器人操作机的总体工作性能和动态特性，采用扭转弹簧对机器人进行了杆臂平衡。
-3-
图2扭转弹簧杆臂平衡法示意图
该平衡机构的原理如图2所示，当机器
文档评论（0）