針對(duì)葡萄的柔性無損采摘要求,基于欠驅(qū)動(dòng)原理和抓持-旋切協(xié)同工作方式設(shè)計(jì)了一種欠驅(qū)動(dòng)雙指手葡萄采摘裝置,一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)雙指四指節(jié)手爪從果實(shí)中部接近并包絡(luò)抓取葡萄,復(fù)合在雙指手上的旋切部件擺動(dòng)-伸縮帶動(dòng)圓盤刀切斷果梗,實(shí)現(xiàn)果實(shí)與果梗分離�；诖嗽O(shè)計(jì)思路,首先通過葡萄赤道面直徑分析確定了欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)指節(jié)尺寸與轉(zhuǎn)角范圍,然后通過建立欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)靜力學(xué)模型,基于傳力最優(yōu)和接觸力均布的要求確定了驅(qū)動(dòng)連桿尺寸,結(jié)合接觸力分析和葡萄擠壓破裂試驗(yàn),獲得抓持2 kg葡萄不發(fā)生損傷的最大接觸力為20 N,再通過手指機(jī)構(gòu)靜力學(xué)模型求解獲得驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的推力,從而指導(dǎo)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型。設(shè)計(jì)了葡萄采摘裝置控制系統(tǒng),通過指節(jié)處壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋接觸力實(shí)現(xiàn)最大接觸力的有效控制。采用加減速梯形控制方式實(shí)現(xiàn)了旋切部件運(yùn)動(dòng),圓盤刀轉(zhuǎn)速1 200 r/min可對(duì)果梗有效切斷。對(duì)赤道面直徑95²00 mm的葡萄進(jìn)行50次采摘試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明該裝置的采摘成功率為100%,果實(shí)擠傷率為5.2%,不考慮視覺定位葡萄與果梗的耗時(shí),完成一次抓持-旋切動(dòng)作平均耗時(shí)29.4 s。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017,48(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【文章目錄】：
引言
1 抓持-旋切式欠驅(qū)動(dòng)雙指手葡萄采摘裝置總體設(shè)計(jì)
2 欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)選型
    2.1 指節(jié)尺寸與轉(zhuǎn)角范圍確定
    2.2 欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)抓取果實(shí)的靜力學(xué)建模
    2.3 連桿式欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)確定
    2.4 接觸力范圍確定
        2.4.1 最小接觸力的確定
        2.4.2 最大接觸力的確定
    2.5 靜力學(xué)模型求解與手指機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)選型
3 采摘裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成
    3.2 欠驅(qū)動(dòng)雙指手的最大接觸力控制
    3.3 旋轉(zhuǎn)伸縮部件與旋切部件的運(yùn)動(dòng)控制
4 采摘試驗(yàn)
5 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]荔枝采摘機(jī)器人擬人指受力分析與夾持試驗(yàn)[J]. 葉敏,鄒湘軍,楊洲,劉念,陳煒文,羅陸鋒.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(09)
[2]機(jī)器手采摘蘋果抓取損傷機(jī)理有限元分析及驗(yàn)證[J]. 姬偉,李俊樂,楊俊,丁世宏,趙德安.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]獼猴桃采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 傅隆生,張發(fā)年,槐島芳德,李楨,王濱,崔永杰.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]機(jī)器人柔性抓取試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與抓持力跟蹤阻抗控制[J]. 王學(xué)林,肖永飛,畢淑慧,范新建,饒洪輝.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]西瓜采摘末端執(zhí)行器夾持力精確控制[J]. 胡志勇,張學(xué)煒,張偉,王琳.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(17)
[6]果蔬采摘欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手爪設(shè)計(jì)及其力控制[J]. 金波,林龍賢.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(19)
[7]果蔬采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的柔順抓取力控制[J]. 姬偉,羅大偉,李俊樂,楊俊,趙德安.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(09)
[8]果實(shí)快速夾持復(fù)合碰撞模型研究[J]. 劉繼展,白欣欣,李萍萍,毛罕平.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(04)
[9]基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊網(wǎng)絡(luò)的果蔬抓取力控制[J]. 周俊,楊肖蓉,朱樹平.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(07)
[10]基于氣動(dòng)柔性驅(qū)動(dòng)器的球果采摘末端抓持器[J]. 鮑官軍,張水波,陳亮,楊慶華.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(05)



本文編號(hào)：3371233