剪切式番茄整枝操作手爪设计与试验

现有番茄整枝打叶耗时费力,受人工主观影响较大,难以实现标准化作业。为实现对目标侧枝基部的自适应定位和无损摘除作业,提出了一种番茄整枝操作手爪的设计方案。通过对温室栽培番茄进行实地测量,获取多个品种番茄侧枝的形态特征参数;通过分析柔性手指对目标侧枝夹持作用下正向应力产生的应变,完成了对整枝操作手爪关键执行部件结构形式和实际参数的确立,提出了面向不同直径番茄侧枝与柔性手指关键参数的最优搭配方案;为保证目标侧枝与植株主茎的顺利分离,通过对侧枝摘除过程中剪切力的分析,确定选用的切刀类型;最后,通过对3种果型番茄植株目标侧枝进行摘除试验,验证整枝操作手爪功能的可行性和实用性。所设计手爪可以作为设施番茄栽培环境下自动化整枝机器人末端的关键执行部件。