沙果采摘机升降装置设计及仿真

随着现代农业的发展,农业机械使用越来越普及。由于沙果皮薄易伤、果实密集等因素,给采摘工作造成很大困难。因此,本研究小组针对现有沙果采摘机采摘效率低、果实破损高、人工成本高等缺点,设计了一款自走式沙果采摘机。首先,对自走式沙果采摘机的机构组成及其工作原理进行了简要介绍;然后,采用Creo 5.0软件对该机的升降台装置进行三维建模;最后,利用Simulate模块对升降装置进行运动仿真分析。仿真结果表明:当升降装置达到最高点时(收集箱达到最大容量),此时的最大变形量为0.166 639 mm,最大剪应力为13.003 5 MPa,远小于材料屈服强度240 MPa,升降装置满足设计要求。

气动软体采摘机械手设计及实验研究

针对传统刚性采摘机械手适用范围小、环境适应性差及对果蔬损伤大等问题,设计了一种面向沙果采摘的刚柔耦合气动软体采摘机械手。根据沙果的结果特点以及采摘要求,确定了六指包裹式采摘形式。以龙丰果为例,建立了采摘机械手软体手指弯曲角度计算模型,确定了单指的弯曲角度;通过3种硅胶材料的拉伸对比实验,选定HY-E620型硅胶作为软体手指的材料;开展了多种结构对软体手指弯曲性能影响的ABAQUS有限元仿真分析,确定了较优的结构;利用实验测定了不同驱动气压条件下单根软体手指弯曲角度与输出力的对应关系,并在0.08 MPa驱动气压下对多种水果进行三指抓取实验,验证了软体手指结构的合理性。最后,试制了六指包裹式气动软体采摘机械手,并分别对沙果、苹果、梨和橘子等进行了采摘实验。结果表明:所设计的采摘机械手不仅对含3~6个果实的成串沙果的采摘成功率达到80%,还可采摘苹果、梨和橘子等类球形水果,具有一定的通用性,可为水果采摘机械手的设计与研究提供新思路。