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苹果消费市场主要为鲜果和加工制品,鲜食的比例高达90%,加工制品仅占10%左右。为保证苹果的品质,适时采摘是我国苹果产业的重中之重。采摘工作量繁重与劳动力的缺乏使得适时采摘变得越来越困难。自动化采摘可以打破这一困局,但是我国的机械化、自动化程度与苹果产量不能完全匹配。因此,研究出高效的自动化苹果采摘机器人意义重大。作为采摘机器人研究基础的移动平台的研制更应受到重视。本课题旨在运用理论分析和计算机仿真的方法进行苹果采摘机器人移动平台机械系统的设计,为采摘机器人的研发奠定基础,其主要工作包括以下几个方面:(1)苹果采摘机器人移动平台的机械设计。在进行各部件的选型、搭载方式的确定和充分考虑为采摘机器人所有设备预留合理放置空间的基础上,完成了苹果采摘机器人移动平台的机械系统设计。(2)为验证所设计车架的强度,运用ABAQUS与HyperMesh软件进行了车架有限元分析。首先将CATIA软件中得到的车架模型导入HyperMesh,同时进行几何清理,将螺栓孔等特征简化,提取中性面;将中性面模型进行网格划分;将处理过后网格文件导入ABAQUS进行应力分析。分析表明,最大应力值为69.3Mpa,远小于材料的屈服极限(235Mpa)和强度极限(420Mpa),车架强度满足承载要求。(3)为考察所设计的移动平台的动力学性能,运用ADAMS软件完成移动平台的动力学仿真分析。首先构建了初步动力学模型并进行整车配重平衡;在对轴距进行优化分析的基础上,确定了最优轴距;然后,构建了优化后的新动力学模型并进一步进行了平衡分析;通过对整车ADAMS动力学仿真,详细分析了平台的爬坡能力,在转弯过称中的操纵稳定性以及在矩形路面的行驶平顺性。结果表明,所设计的移动平台的动力性能满足预期要求。(4)运用MATLAB的GUIDE环境设计了一种采摘机器人电机选型程序。通过界面设计以及callback(回调)函数程序的编写,完成电机选型程序的设计,输入技术参数后,可进行电机基本参数的计算。为该类机器人设计中的电机选型提供了一种简便工具。