夹持压力可控的香梨采摘末端执行器设计与试验

库尔勒香梨是新疆特色水果,其酥脆特点为香梨机械化采摘带来较大挑战。为了降低香梨机械损伤及实现自动采摘,在分析物理特性、力学模型的基础上研制了夹持压力可控的夹持-扭转协同工作的香梨采摘末端执行器,主要包括夹持部件、旋转部件、压力反馈单元及控制单元等。以夹持-扭断时间、放果时间和采摘成功率为指标,进行采摘试验,结果表明:夹持压力阈值和扭转角度分别为7N和60°时,夹持-扭转时间在1.01~1.75s之间,放果时间在0.43~0.91s之间,采摘成功率约为94.6%。该末端执行器采摘速度快、成功率高,可为香梨采摘机器人的研发提供参考。

两关节全驱动可调节果蔬采摘末端执行器的设计

为加速智能机器人替代人工进行果蔬采摘,以提高作业质量和效率,提出了一种运动灵活仿人手果蔬采摘末端执行器。该末端执行器采用两关节全驱动的方式,通过3个手指的2个关节(近指关节1和远指关节2)相互配合实现类似人手握取果实的动作;建立两关节全驱动手指的包络抓取机构静力学模型,求得近指关节连杆机构中输入转矩和接触力之间的关系,从而更好地实现对果蔬作用力的控制,以减少果蔬损伤。最后基于Solid Works对整个机构进行仿真试验,验证结果表明机构具有合理性。该果蔬采摘末端执行器通用性强,能够补偿机器人图像识别误差。

类球果蔬采摘末端执行器设计及分析

根据一般类球果蔬采摘特点,设计了一种基于改进对称双摇杆机构的类球果蔬采摘末端执行器。在ADAMS中建立其虚拟样机,并对其受力关键部位作柔性体处理,得到其运动评估参数的变化曲线,得出该执行器机构运动特性,可知该执行器结构简单、运动关系简易,具有良好的可靠性保证。

柑橘采摘软体末端执行器的设计与试验

为实现柑橘的无损采摘,本文设计了1款采摘软体末端执行器。基于Yeoh本构模型建立软体手指弯曲变形力学模型;借助有限元仿真进行中心组合设计试验,最终取最优组合参数为:气囊高度为7 mm、限制层厚度为3.5 mm、气室厚度为3 mm;通过MATLAB拟合ANSYS有限元仿真结果,进行了力学模型修正;制作软体手指进行弯曲试验,验证了力学模型与有限元仿真可靠性;通过ANSYS有限元仿真得到软体手指充气压强为0.035~0.07 MPa,软体机械手即满足刚度要求又不损伤柑橘。搭建试验平台,得出最大气压下最大挤压力为18.13 N,试验证明采摘软体末端执行器无损夹持柑橘成功率为96.67%,平均采摘1个柑橘需要耗时3.54 s。

茶叶智能采摘技术研究进展与展望

采摘是茶叶生产中消耗劳动力最多的环节,作为茶叶机械化生产的关键难题,近年来受到广泛的关注。随着计算机和信息技术的快速发展,科研人员对智能采茶技术做了许多不同的探索和研究。文章从芽叶智能识别技术、末端采摘执行器、智能控制系统等角度介绍智能采茶技术的研究现状和特点,对其存在的问题和发展趋势进行了分析研判及总结,以期为我国茶叶智能采摘装备研究提供技术支撑。