針對(duì)現(xiàn)有蔬菜嫁接機(jī)器人單手爪夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)作業(yè)時(shí)需要在上苗、切削和對(duì)接工位往復(fù)旋轉(zhuǎn)作業(yè),限制了機(jī)器嫁接生產(chǎn)效率,存在夾持傷苗、操作人員上苗等待時(shí)間過長(zhǎng)、易疲勞等問題,設(shè)計(jì)了一種四手爪柔性?shī)A持搬運(yùn)機(jī)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)上苗、切削和對(duì)接工位同步作業(yè),以及秧苗柔性?shī)A持與快速搬運(yùn),有助于提高機(jī)器嫁接效率。提出了基于緩沖材料的柔性?shī)A持手爪和夾持力調(diào)節(jié)方法,分析了不同厚度EVA緩沖材料的壓縮力學(xué)特性,得到緩沖墊完全閉合夾持條件下對(duì)不同秧苗的夾持力。利用ADAMS軟件建立夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真模型,分析了秧苗不同夾持力與旋轉(zhuǎn)位移的變化規(guī)律,得出當(dāng)夾持力小于0.4 N時(shí)秧苗脫離了夾持手的束縛,夾持力大于3.5 N時(shí)秧苗夾持與旋轉(zhuǎn)作業(yè)穩(wěn)定。機(jī)構(gòu)性能試驗(yàn)結(jié)果表明:選取白籽南瓜苗和黃瓜苗為測(cè)試對(duì)象,柔性?shī)A持手爪平均夾苗成功率為98.5%,比弧形夾持手提高4.5個(gè)百分點(diǎn),傷苗率降低3.5個(gè)百分點(diǎn),柔性?shī)A苗效果顯著;該機(jī)構(gòu)嫁接平均速度為1 052株/h,是同類型單手爪嫁接機(jī)作業(yè)效率的1.72倍,嫁接成功率為96.67%,大幅提高了嫁接機(jī)器人生產(chǎn)效率,能夠滿足工廠化嫁接育苗生產(chǎn)需求。本文研究結(jié)果可為高速嫁接機(jī)器人的夾持搬運(yùn)... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020,51(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

嫁接工位布局設(shè)計(jì)如圖2所示。砧木與接穗夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)左右對(duì)稱安裝于平臺(tái)上，二者相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。平臺(tái)兩側(cè)設(shè)為上苗工位，下部90°位置設(shè)為切削工位，對(duì)稱中心180°位置設(shè)為對(duì)接工位，上部270°位置設(shè)為空位，3工位同步順序作業(yè)實(shí)現(xiàn)夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)每旋轉(zhuǎn)90°即可完成一株嫁接苗。夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)在對(duì)接工位耗時(shí)大于上苗和切削工位作業(yè)時(shí)間，因此，每株嫁接苗生產(chǎn)時(shí)間以對(duì)接工位耗時(shí)進(jìn)行計(jì)算。工作時(shí)，首先將砧木和接穗夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)位，1號(hào)夾持手從上苗工位取出秧苗，旋轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90°，將1號(hào)夾持手和秧苗輸送至切削工位并完成切削作業(yè)，此時(shí)2號(hào)夾持手從上苗工位取苗;旋轉(zhuǎn)臺(tái)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90°，將1號(hào)夾持手和秧苗輸送至對(duì)接工位并完成對(duì)接與上夾作業(yè)，隨后釋放第1株嫁接苗，此時(shí)2號(hào)夾持手和秧苗被輸送至切削工位并完成切削作業(yè)，3號(hào)夾持手從上苗工位完成取苗;旋轉(zhuǎn)臺(tái)再次驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90°，2號(hào)夾持手和秧苗被輸送至對(duì)接工位完成對(duì)接與上夾作業(yè)，并釋放第2株嫁接苗，此時(shí)3號(hào)夾持手被輸送至切削工位完成切削作業(yè)，1號(hào)夾持手在上苗工位重新取苗，依次類推完成嫁接循環(huán)作業(yè)。

尺寸定位夾持手的夾口形狀一般為弧形或V形結(jié)構(gòu)，對(duì)秧苗的適應(yīng)性較差，存在苗莖夾持損傷或夾持不穩(wěn)定等問題。因此，提出一種基于緩沖材料控制夾持力的柔性?shī)A持方法，夾持力取決于緩沖墊厚度T和夾持距離t，如圖3所示。緩沖墊的力學(xué)特性與材料硬度、厚度和形變量有關(guān)，通過調(diào)整緩沖墊的夾持距離能夠精準(zhǔn)控制秧苗夾持力，緩沖墊壓縮力學(xué)特性是秧苗柔性?shī)A持控制的主要依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3559061