基于磁導(dǎo)引的果蔬采摘機(jī)器人行走系統(tǒng)運(yùn)動控制與試驗研究(I)

《基于磁導(dǎo)引的果蔬采摘機(jī)器人行走系統(tǒng)運(yùn)動控制與試驗研究(I)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、基于磁導(dǎo)引的果蔬采摘機(jī)器人行走系統(tǒng)運(yùn)動控制與試驗研究MotionControlandExperimentResearchonRunningSystemofFruit-·pickingRobotBasedonMagneticGuidance專業(yè)：壅些電氫化生自動絲姓2014年6月獨創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的內(nèi)容以外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果，也不包含為獲得江蘇大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識

2、到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：憫pⅣ年6月，6日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書江蘇大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館、中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致，允許論文被查閱和借閱，同時授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所將本論文編入《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》并向社會提供查詢，授權(quán)中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社將本論文編入《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》并向社會提供查詢。論文的公布(包括刊登)授權(quán)江蘇大學(xué)研究生處辦理。本學(xué)位論文屬于不保密√。學(xué)位論文作者簽名：蝴

3、砷呻年()月fb日指導(dǎo)撕簽名：p拿們厶p～年6月fG日江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要關(guān)于果蔬采摘機(jī)器人的研究，是近年來農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的一個研究重點。要實現(xiàn)果蔬采摘機(jī)器人自主摘取果實的目標(biāo)，需要其行走裝置能平穩(wěn)運(yùn)行，并且能自主行走，即可以自主跟蹤預(yù)定路徑，以實現(xiàn)機(jī)器人無人自主作業(yè)，所以其行走裝置的設(shè)計及自動導(dǎo)航控制作為核心技術(shù)，也成為了研究熱點。本文以磁導(dǎo)引式果蔬采摘機(jī)器人為研究對象，對其行走裝置進(jìn)行分析，并設(shè)計了一種新型純滾動式行走裝置，在此基礎(chǔ)上，依據(jù)磁導(dǎo)引傳感器工作特性，設(shè)計了相應(yīng)的導(dǎo)引算法，并對該算法進(jìn)行仿真分析，驗證其可行性。最后通過軟件功能設(shè)計，對機(jī)器人自主行走控制裝置進(jìn)行硬軟件聯(lián)合調(diào)試，

4、開展實驗驗證該行走裝置的合理性以及控制算法有效性，實現(xiàn)了果蔬采摘機(jī)器人純滾動式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計及基于電磁導(dǎo)引的路徑跟蹤功能。論文主要研究工作如下：1．機(jī)器人純滾動式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計。對現(xiàn)行機(jī)器人梯形轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，證明該機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)向運(yùn)動過程中，會產(chǎn)生滑動摩擦，影響機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)性及輪胎使用壽命。針對此問題，設(shè)計了一種新型行走轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，通過電動推桿的運(yùn)用，實時改變前輪橫拉桿長度，結(jié)合艾克曼轉(zhuǎn)向模型，推導(dǎo)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)規(guī)律。該機(jī)構(gòu)在任意偏轉(zhuǎn)角下進(jìn)行轉(zhuǎn)向，四車輪均作純滾動運(yùn)動，可減少輪胎磨損，提高機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)性。2．基于電磁導(dǎo)引的機(jī)器人路徑跟蹤算法設(shè)計與仿真。建立果蔬采摘機(jī)器人行走系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)模型，并在分

5、析電磁導(dǎo)航傳感器工作原理及其分布位置的基礎(chǔ)上，選擇PID算法作為導(dǎo)引算法。同時，在MATLAB／Simulink平臺中建立機(jī)器人路徑跟蹤仿真系統(tǒng)及車體二維可視化模型，通過設(shè)定機(jī)器人相對于預(yù)定路線的不同初始偏離狀態(tài)，對該算法進(jìn)行了圓曲線和蛇形路線跟蹤仿真，驗證算法有效性。3．針對機(jī)器人行走系統(tǒng)運(yùn)動控制的試驗研究。根據(jù)系統(tǒng)功能要求，進(jìn)行軟硬件設(shè)計，實現(xiàn)了機(jī)器人導(dǎo)航信息采集，數(shù)據(jù)顯示和自動路徑跟蹤等功能，以達(dá)到系統(tǒng)的基于磁導(dǎo)引的果蔬采摘機(jī)器人行走系統(tǒng)運(yùn)動控制與試驗研究界面顯示更直觀、易操作。通過設(shè)定機(jī)器人相對于預(yù)定路線不同的初始偏差狀態(tài)(包括左偏、右偏、機(jī)器人初始位置不在預(yù)定路線上等情況)，進(jìn)行圓

6、曲線和蛇形路線的跟蹤實驗，達(dá)到系統(tǒng)自動糾偏進(jìn)行路徑跟蹤的預(yù)期功能，驗證了算法的可行性。試驗表明機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)，在任意初始偏差狀態(tài)下都能快速跟蹤到預(yù)定路線，當(dāng)行走速度在0．1～0．5m／s時，最大轉(zhuǎn)彎半徑S1．5m，最大跟蹤誤差±70mm，直線段穩(wěn)定狀態(tài)誤差+25rnrn。誤差相對較小，在預(yù)期誤差范圍之內(nèi)，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計目的。關(guān)鍵詞：采摘機(jī)器人，行走系統(tǒng)，電磁導(dǎo)航，運(yùn)動控制，路徑跟蹤II江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractResearchonFruit—pickingRobotbecomearesearchemphasisinthefieldofagdculturalengineeringre

7、centyears．AndtoachievethegoalofFruit—pickingrobotpickingfruitautomatically，firstofall，itrequestthewalkdevicecanrunsmoothly，second，theautonomousnavigationisalsorequired，thanis，itcantrackscheduledpathautomati