擠奶機(jī)器人裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、奶業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，奶業(yè)的發(fā)展水平也是畜牧業(yè)現(xiàn)狀化的重要標(biāo)志。提升奶牛福利養(yǎng)殖機(jī)械智能化水平，實(shí)現(xiàn)最接近于奶牛自然狀態(tài)的無(wú)人化擠奶作業(yè)，是保證奶牛健康和有效控制牛奶品質(zhì)、安全、衛(wèi)生，以及提高產(chǎn)奶量、擴(kuò)大飼養(yǎng)規(guī)模和大幅度節(jié)省勞動(dòng)力的重要技術(shù)措施。因此，發(fā)展全自動(dòng)無(wú)人化機(jī)械擠奶設(shè)備，研究開(kāi)發(fā)擠奶機(jī)器人具有重要的意義。
　　擠奶機(jī)器人的無(wú)人化擠奶工作離不開(kāi)智能化控制技術(shù)的支持，首先需要利用視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別出奶牛站立位置和乳頭位

2、置分布，通過(guò)智能控制系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)擠奶動(dòng)作。智能化擠奶機(jī)器人不同于普通的機(jī)械擠奶設(shè)備，因此需要根據(jù)其工作特性，設(shè)計(jì)出能與視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相配合的結(jié)構(gòu)方案，使擠奶機(jī)器人能高效完成擠奶作業(yè)。本文主要介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)械擠奶設(shè)備發(fā)展概況，以L(fǎng)ely的擠奶機(jī)器人為參考對(duì)象對(duì)擠奶機(jī)器人進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究。
　　根據(jù)擠奶機(jī)器人的工作任務(wù)和技術(shù)參數(shù)要求，通過(guò)對(duì)奶牛生物學(xué)特性和機(jī)器人擠奶的具體特點(diǎn)進(jìn)行分析，針對(duì)現(xiàn)有的擠奶機(jī)

3、器人機(jī)構(gòu)形式，提出了一種三自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)型擠奶機(jī)械臂。在此基礎(chǔ)上，確定了裝備的整體結(jié)構(gòu)方案，采用Solidworks對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行建模。同時(shí)對(duì)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)優(yōu)化，以保證裝備具有良好的工作性能。
　　利用一種簡(jiǎn)便又通用的工程設(shè)計(jì)的方法確定了擠奶機(jī)械臂的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，運(yùn)用D-H法創(chuàng)建了擠奶機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，推導(dǎo)機(jī)械臂正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；利用Matlab軟件對(duì)擠奶機(jī)械臂的工作空間進(jìn)行了分析和驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)參數(shù)的正確性。