第五章 三自由度机械臂的运动学仿真
图 5-3 机构树 图5-4 旋转轴对话框
5.2.3 伺服电机的添加
在机构模式下，点击工具栏伺服电机按钮
，选择所需添加驱动的运动轴处
进行伺服电机的添加，然后在伺服电机定义框中对所添加的电机进行自定义。其具体操作过程为：在类型栏中点选“运动轴”，图5-5；在轮廓栏规范项中选择“速度”，模项中选择“常数”，A项中设置常数“10”，图5-6。
图5-5 伺服电机对话框 图5-6 轮廓定义对话框 5.2.4 初始条件的定义
在旋转轴参数设置对话框中，编辑各个电机的“当前位置”为我们定义的初始位置，按话框。继续按
确定。然后点击位于窗口上方工具栏拖动元件的按钮
弹出拖动
对话框，图5-7。单击对话框里面的“快照”生成“Snapshot1”。并关闭快照对
打开初始条件定义框，定义名称为“InitCond1”并在快照项选择
“Snapshot1”，按“确定”结束初始条件的定义，图5-8。
22
第五章 三自由度机械臂的运动学仿真
图 5-7 快照 图 5-8 初始条件定义对话框 5.2.5 定义分析
在机构模式下，单击工具栏
按钮进入机械手的机构分析。其具体操作步骤
为：在自动弹出的定义分析对话框中，如图5-9，定义此次分析名称为“AnalysisDefinition1”；在类型项中选择分析类型为“位置”；在优先项中自定义终止时间为36s,最小间隔为“0.1”，初始配置为快照“Snapshot1”；在电动机项中设置各电机的开始和终止时间如图5-10。
图 5-9 分析定义对话框
23
第五章 三自由度机械臂的运动学仿真
图 5-10 电机设置对话框
5.3运动仿真视频制作
运动分析“AnalysisDefinition1”生成后，单击工具栏回放按钮进入回放功能对话框，如图5-11，点对话框左上角的回放按钮进入动画控制界面，如图5-12，单击开始按钮开始播放仿真动画。
图 5-11 回放对话框
图 5-12 动画对话框
然后点击“捕获”进入视频捕获对话框，如图5-13，根据对话框的设置项目，自定义文件的名称及保存目录，选择文件类型为MPEG，及为了视频效果更佳勾选渲染。设置完后点确定进行视频的制作，等渲染完全结束后根据设置的目录及文件名查看视频效果。
24
第五章 三自由度机械臂的运动学仿真
图5-13 视频制作对话框
25
第六章 总结
第六章 总结
6.1 主要工作回顾
本次毕设以设计果园种植柑橘所需的采摘机械手为目的，经过了解一般机械手系统的组成，机械手驱动的合理选择，以及对市面上一些常见机械手外形结构的比对。然后根据现实中柑橘树的冠，茎等树体特征，先对机械手大小臂的长度尺寸进行了确定。再以实现机械手驱动伺服电机的内嵌式设计为创新点，根据所选驱动舵机的外形尺寸，着重对机械手的各个关节，底部旋转结构处做了具体的结构设计。并以设计的零件图为基础，通过使用Pro/E对机械手的零件造型，机械手的整体虚拟装配以及机构的运动仿真，对本次所设计的内嵌式关节柑橘采摘机械手的结构的合理性进行了初步的检验。
6.2 本课题今后需进一步研究的地方
在本次对柑橘采摘机械手结构的设计中，虽然内嵌式关节的柑橘采摘机械手在经过运动仿真后经受住了初步的检验，但作为一个以成功，效率采摘柑橘为最终目的，需要面对复杂的果园环境进行生产活动的实用机构，柑橘采摘手仍有很长的路要走，有许许多多需要我们进一步研究完善的地方。例如：
（1）机械手驱动电机的选择往往在很大程度上决定了一个机械手结构方案的最终可行性，而且驱动电机的精度也是影响机械手准度的重要因素，所以要想设计出能像人类手臂那样灵活精密的机械手，加强对机械手专用驱动电机的研究是很有必要的。
（2）机械手完成对果实的成功采摘这一过是程机械手结构和控制系统的完美结合，共同作用的结果。所以仅仅只注重机械手结构的研究往往是不能使机械手得到质的飞跃，只有不断的完善机械手的控制系统，才能使机械手真正做到心随意动。
（3）机械手的制造材料在一定程度上对机械手的灵巧度有一定的影响，所以研发一些新兴的，高强度，轻型材料的机械手专用材料对机械手的发展也很有必要。
26