剪切-收集一体式茶叶采摘末端执行器设计与试验

为了使茶叶采摘机器人能高效连贯地采摘嫩芽,末端执行器应同时具有剪切和收集功能。为此,设计一种剪切—收集一体式采摘末端执行器。以英红九号为对象,测定茶嫩芽外形尺寸和茎秆剪切力学特性;设计一种新型的单自由度平面连杆机构对茶嫩芽进行剪切和抛扬,收集和收纳被扬出的茶嫩芽;对平面连杆机构进行静力学分析,结果表明所产生的剪切力大于剪断茶嫩芽茎秆所需的最大剪切力。仿真实验结果表明:当舵机角速度为310(°)/s时,末端执行器作业时间约为1 s,效率较高,但存在一定动载荷。田间实验表明:末端执行器对茶嫩芽的平均采摘成功率为75%,平均采摘时间为1.5 s。该末端执行器结构简单,具有剪切和收集功能,能够满足茶叶采摘机器人作业需求。