轻型电驱动爬树机器人整体设计文献综述

 2022-07-22 03:07

题目:轻型电驱动爬树机器人整体设计

[摘要]:

树枝修剪机器人所执行的主要功能便是对树木进行剪枝。剪枝机器人在工作过程中做一次上下运动,以链锯切割代替人工修剪树枝,一次上下动作完成一棵杨树的修剪。剪枝机器人在模仿人类的基础上修剪树枝的结果较为理想,完全能取代人的体力劳动。机器人可以不间断地大规模集团作业,可以大幅提高杨树修剪的速度和质量,提高林区修剪的速度,有效防止旁支的影响,加快木材林的生长,还可以减少人工剪枝所引发的潜在危险。

关键词:电驱动、轻型、爬树

Abstract

The main function performed by the branch trimming robot is to prune the trees. The pruning robot performs a vertical movement during the work process, replacing the artificial pruning branches with a chain saw cut, and completing the pruning of a poplar tree once and for all. Pruning robots are ideal for pruning branches on the basis of mimicking human beings and can completely replace human physical labor. Robots can continuously perform large-scale group operations, which can greatly increase the speed and quality of poplar pruning, increase the speed of pruning in forest areas, effectively prevent the influence of side branches, accelerate the growth of timber forests, and reduce the potential danger of artificial pruning.

Key words: electric drive、light-duty、clime tree.

1、 课题研究目的和意义(700-800字)

苏北人亲切地称杨树为意杨,上世纪70年代从意大利引进,由南林大在江苏省泗阳种植。此后,杨树在江苏的种植得到了较大的发展。到2002年,江苏省政府启动绿色江苏项目, 一发而不可收,已扩大到淮安、盐城、宿迁、徐州、连云港的几乎每一个县,并逐渐成为支柱产业。近年更是发展迅速,有关数据透露,全省目前杨树总面积达 500多万亩,株数达4亿多株,占全省现有林地面积的44.5%,江苏省杨树林成片面积、蓄积量居全国第一。因此杨树修剪机械的研究有着很大的现实意义。

2、 国内外研究现状(2000-3000字)

爬树机器人近些年已经成为了机器人领域新的研究热点。2005年,辅助林业工人修剪树枝的爬树机器人Woody-1在日本爱知博览会上展出,它采用双卡抱住树干并通过躯干的线性移动进行攀爬。2009年又出现其改进型Woody-2,改型后的机器人的移动方式由原来的丝杠驱动线性移动变为多关节运动。Shady3D是一个可以爬桁架的机器人,只有3个运动自由度,对攀爬的桁架又严格的位姿要求。两台Shady3D机器人可以连接起来形成6个自由度构型以实现杆件过渡。RiSE是仿生六足攀爬机器人,其足底装有模仿昆虫足部的钩刺,可以灵活地在粗糙墙面或树干上攀爬。类似的攀爬机器人还有并联攀爬机器人CPR、管道攀爬机器人3DCLIMBER和爬树机器人TreeBot等。对于国内而言,主要有华南理工大学蔡传武,管贻生等人研究的通过摇杆控制双手爪式仿生攀爬机器人(如图1)[1, 2]。它主要有3种运动状态(如图2):尺蠖步态、扭转步态和翻转步态。[3]

图 1双手攀爬机器人

尺蠖步态

扭转步态

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