面向番茄自动整枝的茎秆夹持力学特性测量与分析

获取番茄植株的茎秆外观形态和组织力学特性是设计自动化整枝执行机构的重要依据。为此,以“佳丽14”番茄品种作为研究对象,通过实地测量获取番茄植株茎秆自然形态参数,基于MTS E43型电子万能试验机对茎秆力学特性进行测量,获得番茄茎秆挤压、剪切及离层断裂等力学特性参数。根据对茎秆施加不同正压力时产生的最大静摩擦力,采用最小二乘法分别估算了其与不锈钢、PVC、硬质橡胶及硅胶等4种典型工程材料的最大静摩擦因数;同时,为了实现对番茄植株侧枝安全夹持与可靠分离,结合对茎秆离层断裂与夹持压溃时临界力约束,确定了番茄植株侧枝夹持柔性材料的硬度与弹性模量。研究结果可以为设施农业番茄自动化整枝及整枝机器人关键执行部件的设计提供理论依据。