茄子采摘机械手设计（附有限元仿真、PLC程序、Solidworks模型、CAD图纸）

摘要

本研究设计了一款基于PLC的茄子采摘机械手，旨在提高茄子采摘的自动化水平。通过对茄子采摘机械手的总体方案设计、结构设计、运动学分析及应力分析、有限元仿真及优化以及PLC程序设计等方面的深入研究，本研究成功设计了一款高效、稳定的茄子采摘机械手。该机械手采用了先进的PLC控制技术，能够实现精确控制，提高了采摘效率，减少了人力成本。此外，本研究还通过有限元仿真及优化，对机械手的结构进行了优化，提高了机械手的承载能力和使用寿命。本研究设计的茄子采摘机械手具有较高的自动化水平和采摘效率，为农业生产自动化领域的发展做出了贡献。

关键词：采摘机械手；结构设计；运动学分析；PLC

摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的内容和意义 2
1.2.1 研究内容 2
1.2.2 研究意义 2
1.3 采摘机械手研究现状 3
1.3.1 国外研究现状 3
1.3.2 国内研究现状 5
1.4 主要研究内容 5
2 总体方案设计 7
2.1 甜橙采摘机械手总体设计方案论述 7
2.2 机械手机械传动原理 7
2.3 机械手总体方案设计 8
3 机械手结构设计 10
3.1 大臂部结构设计的基本要求 10
3.2 大臂电机及减速器选型 10
3.3 减速器参数的计算 11
3.4 承载能力的计算 15
3.4.1 柔轮齿面的接触强度的计算 15
3.4.2 柔轮疲劳强度的计算 16
3.4.3 轴的计算校核 17
3.5 腕部设计 20
3.5.1 手腕偏转驱动计算 21
4 机械手运动学分析及应力分析 24
4.1 机械手运动分析 24
4.2 机械手运动学分析方 24
4.3 机械手运动学方程式 25
5 基于Solidworks的有限元仿真及优化 28
5.1 SOLIDWORKS软件组成 28
5.2 机械手Solidworks有限元仿真 29
5.3 基于蒙特卡洛的误差分析优化法 31
6 机械手PLC程序设计 34
6.1 可编程控制器概述 34
6.2 I/O分配 37
6.3 梯形图 38
7 结论 41
参考文献 42
致谢 43