葡萄采摘机结构设计（附ANSYS仿真文件、Solidworks模型、CAD图纸）

摘要

随着中国葡萄藤产量持续增长及农村劳动力短缺，葡萄采摘机械化、自动化需求日益迫切。针对现有采摘方式效率低下、果实损伤率高等问题，本研究致力于设计一种新型葡萄藤采摘机械手，旨在提高采摘效率，减少果实损伤，满足广大果农的需求。研究工作的主要对象和范围集中在葡萄藤采摘机械手的结构设计与优化上。
论文采用运动学分析、结构设计及有限元仿真等方法，通过D-H参数法建立机械手运动学模型，详细设计了四轮舵轮驱动底盘与六自由度关节型机械手结构。通过Solidworks软件进行有限元仿真，验证了机械手结构的强度与刚度。同时，利用蒙特卡洛模拟法评估了机械手末端误差，为设计改进提供了依据。研究结果表明，所设计的葡萄采摘机机械手能够实现高效、低损的采摘作业，对推动农业机械化发展具有重要意义。

关键词：葡萄采摘机，机械手设计，运动学分析，有限元仿真

1 绪论 3
1.1 研究背景 3
1.2 研究的内容和意义 4
1.2.1 研究内容 4
1.2.2 1.2.2 研究意义 4
1.3 采摘机械手研究现状 5
1.2.1 国外研究现状 5
1.3.2国内研究现状 7
1.4主要研究内容及目标 8
2 总体方案设计 9
2.1引言 9
2.2 AGV小车轮系结构设计 10
2.2.1 AGV小车轮系结构布置分析 10
2.3.2 四轮系AGV结构特性 12
2.4 采摘机机械手整体设计方案概述 14
2.5 总体方案 15
3 AGV小车运动学分析及结构设计 17
3.1 引言 17
3.2 舵轮转向驱动型转向研究 17
3.3 四轮转向型 AGV 转向过程研究 20
4 机械臂运动学分析及结构设计 25
4.1 机械手运动分析 25
4.2 D-H分析法 26
4.3 机械手结构设计 30
4.3.1 大臂部结构设计要求 30
4.3.2 大臂电机及减速器选型 31
4.3.3减速器参数的计算 32
4.3.4承载能力的计算 36
4.3.4 腕部设计 41
4.3.5 手腕偏转驱动的计算过程 42
5 基于Solidworks的有限元仿真及优化 45
5.2 SOLIDWORKS软件组成 45
5.3 机械手Solidworks有限元仿真 46
结论 51
致谢 52
参考文献 53