茶叶采摘机器人机械结构设计 摘要 随着社会工业自动化程度的不断提高，目前在物流行业，货物的运转已经逐渐由人工茶叶过渡至采摘机器人作业。当前我国正大力推行智能制造产业，采摘机器人特别适合代替人工完成劳动强度大、重复性高的工作内容，并且更能适应工作环境恶劣的场所，特别是在目前人工成本越来越高的情况下，使用采摘机器人是未来工业作业环境的趋势，所以采摘机器人在物流产业中的应用将会得到进一步的发展。 本课题主要是设计一款茶叶采摘机器人，能够使其完成茶叶的任务。通过对采摘机器人的简介以及发展趋势的了解和研究，完成相关设计方案。主要涉及内容包括：采摘机器人主体结构的设计和各个零部件选型，采摘机器人臂自由度的分配，连杆参数的设定。 通过对本次茶叶采摘机器人方案的设计，包括对其传动结构、控制系统的研究，实现抓取功能，使得本采摘机器人能够满足实际需求，可以将大学期间所学的理论知识与实际应用相结合，更透彻的去理解和巩固，为以后的工作做好准备。 关键词：茶叶、采摘机器人、设计、计算 ABSTRACT With the co
nti
nuous improveme
nt of social i
ndustrial automatio
n, at prese
nt i
n the logistics i
ndustry, the operatio
n of goods has gradually cha
nged from artificial tea to picki
ng robot. At prese
nt, our cou
ntry is vigorously promoti
ng the i
ntellige
nt ma
nufacturi
ng i
ndustry. The picki
ng robot is particularly suitable to replace the huma
n to complete the work with high labor i
nte
nsity a
nd high repeatability, a
nd more suitable for the places with poor worki
ng e
nviro
nme
nt, especially i
n the curre
nt situatio
n of higher a
nd higher labor costs, the use of picki
ng robot is the tre
nd of the future i
ndustrial worki
ng e
nviro
nme
nt, so the picki
ng robot i
n the logistics i
ndustry The applicatio
n will be further developed. This topic is mai
nly to desig
n a tea picki
ng robot, which ca
n make it complete the task of tea. Through the brief i
ntroductio
n of the picki
ng robot a
nd the u
ndersta
ndi
ng a
nd research of the developme
nt tre
nd, the releva
nt desig
n scheme is completed. The mai
n co
nte
nts i
nclude: the desig
n of the mai
n structure of the picki
ng robot a
nd the selectio
n of various parts, the distributio
n of the freedom of the picki
ng robot arm, the setti
ng of the co
n
necti
ng rod parameters, the co
ntrol system programmi
ng, 3D modeli
ng a
nd simulatio
n a
nalysis. Through the desig
n of the scheme of the tea picki
ng robot, i
ncludi
ng the study of its tra
nsmissio
n structure a
nd co
ntrol system, the robot ca
n realize the graspi
ng fu
nctio
n, so that the robot ca
n meet the actual
needs, ca
n combi
ne the theoretical k
nowledge lear
ned duri
ng the u
niversity with the practical applicatio
n, u
ndersta
nd a
nd co
nsolidate more thoroughly, a
nd prepare for the future work. Key words: tea, picki
ng robot, desig
n, calculatio
n 目录 茶叶采摘机器人机械结构设计I 摘要I ABSTRACT II 第1章绪论- 1 - 1.1本课题研究的背景及意义- 1 - 1.2采摘机器人简介与发展趋势- 1 - 1.2.1采摘机器人简介- 1 - 1.2.2采摘机器人的国内外发展现状和趋势- 2 - 1.3本次课题的研究内容- 3 - 第2章采摘机器人总体设计- 5 - 2.1引言- 5 - 2.1.1工作环境分析- 5 - 2.1.2主要技术指标- 5 - 2.2方案确定- 5 - 2.2.1茶叶采摘机器人的本体结构- 5 - 2.2.2自由度分配- 5 - 2.3连杆参数的确定- 6 - 2.3.1建立连杆坐标系- 6 - 2.3.2连杆参数的确定- 7 - 2.3.3求两杆之间的位姿矩阵Ti - 8 - 第3章三维建模设计- 10 - 3.1引言- 10 - 3.2总体外形的设计- 10 - 3.3结构的设计- 11 - 3.3.1设计底座的结构- 11 - 3.3.2设计腰部的结构- 12 - 3.3.3设计大臂结构- 13 - 3.3.4设计连杆结构- 14 - 3.3.5设计小臂的结构- 16 - 3.3.6手爪处的设计- 17 - 3.4零件强度校核- 19 - 3.5本章小结- 23 - 第4章控制系统设计- 24 - 4.1 PLC控制功能简介- 24 - 4.2 PLC编程图- 24 - 4.3本章小结- 26 - 第5章运动学与动力学仿真分析- 27 - 5.1运动学仿真- 27 - 5.3 ADAMS仿真结果- 29 - 5.4采摘机器人的仿真- 31 - 5.5本章小结- 33 - 第6章总结与展望- 34 - 致谢- 35 - 参考文献- 36 - 第1章绪论 1.1本课题研究的背景及意义 随着社会工业自动化程度的不断提高，越来越多的自动化机械设备被相继开发，在劳动密集型行业，如汽车生产企业、机械制造行业以及物流业，其应用最为广泛的自动化设备便是采摘机器人设备。采摘机器人设备特别适合代替人工完成劳动强度大、重复性高的工作内容，并且更能适应工作环境恶劣的场所，减少人员的投入的同时提升效率。 物流业产业的形成，主要是为满足生产制造过程中的物料传输和人们的日常生活所需物资需求。目前在物流行业，货物的运转已经逐渐由人工茶叶过渡至茶叶采摘机器人作业。茶叶采摘机器人设备主要是通过机械部件、电气系统以及控制系统相组合，再通过传感器技术实现在线实时数据反馈，控制采摘机器人的手爪的动作，使得采摘机器人能够快速、准确的抓取货物、提高货物茶叶效率的一种工业设备。茶叶采摘机器人的主要作用是代替人工进行高效、快速的茶叶作业，提高物流运转速度，并可以根据实际需要，通过在控制系统中调整系统的软件程序来改变采摘机器人的运动轨迹，实现作业内容的灵活切换。当前我国正大力推行智能制造产业，特别是在目前人工成本越来越高的情况下。使用采摘机器人是未来工业作业环境的趋势，所以采摘机器人在物流产业中的应用将会得到进一步的发展。 所以本次课题主要是设计一款茶叶采摘机器人，能够使其完成茶叶的任务。通过对采摘机器人的简介以及发展趋势，了