梳齿式咖啡豆采收机器人的设计及试验

针对人工采收咖啡豆劳动强度大、采摘效率低的问题,研究提出了一套自动采收咖啡豆的机器人解决方案,满足咖啡豆精确快速采收的需求。创新设计了一种梳齿式末端执行机构,该机构由一对相位相差180度的左右梳齿条组成,由丝杆机构完成左右梳齿的闭合,将承载咖啡豆的枝条约束在左右梳齿中间,由凸轮机构带动梳齿条往复运动,固定在梳齿条上的胶棒对咖啡枝条进行振击,成熟咖啡豆在触碰力作用下从枝条上脱落,实现快速采收。对梳齿胶棒与咖啡豆之间的冲击特性进行了理论分析,建立了载荷与接触夹角之间的函数关系;对梳齿机构进行了有限元分析,确定了轻量化梳齿机构的结构尺寸参数。仿真分析结果表明,所提出的梳齿式咖啡豆采收机构对成熟咖啡豆振击式采收具有可行性。