針對(duì)目前國(guó)內(nèi)紅花采摘?jiǎng)趧?dòng)強(qiáng)度大、采摘技術(shù)落后等問題,設(shè)計(jì)了一種裁剪抓取式紅花采摘末端執(zhí)行器。根據(jù)幾何關(guān)系確定結(jié)構(gòu)中主要零件的基本尺寸并計(jì)算出爪體與托舉碗間的傾角,利用Cero軟件設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)的三維模型,并闡述了工作原理。以PLC為基礎(chǔ)平臺(tái)研究并建立了滿足裝置工作條件的控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)裝置全過程的自動(dòng)控制。利用有限元軟件對(duì)裝置整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力學(xué)分析,分析表明整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)值較小。隨后對(duì)裝置的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)——托舉機(jī)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析,分析結(jié)果顯示工作頻率與各階振型固有頻率不接近,不會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。研究結(jié)果表明,末端執(zhí)行器在理論上滿足采摘紅花的工作需求,獲得了良好的設(shè)計(jì)效果。

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【部分圖文】：

圖1總體結(jié)構(gòu)

裁剪抓取式末端執(zhí)行器由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、托舉機(jī)構(gòu)、裁剪抓取機(jī)構(gòu)等組成，能夠有效地對(duì)紅花花球進(jìn)行限位，避免花絲散亂分布，有效減少花絲采摘不完全現(xiàn)象的發(fā)生，如圖1所示。近年來，國(guó)外針對(duì)紅花花絲機(jī)械化采收問題的研究主要集中在氣力式采收方面[8]，而該末端執(zhí)行器擺脫了傳統(tǒng)使用高壓氣流對(duì)花絲進(jìn)行采....

圖2工作流程

托舉機(jī)構(gòu)是末端執(zhí)行器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之一，其對(duì)末端執(zhí)行器能否成功采摘紅花花絲有著決定性的影響。托舉機(jī)構(gòu)的主要作用是直接抓取花徑并通過托舉腔托舉紅花花球，有效地對(duì)花球進(jìn)行限位，即使遇到較為惡劣的天氣（如大風(fēng)天氣），限位爪也能夠保證花莖和花球是穩(wěn)定的。托舉機(jī)構(gòu)由支撐殼體、第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及上述....

圖5伺服驅(qū)動(dòng)器接線圖

裝置托舉碗的作用是固定紅花花球位置，將花球包裹在其形成的托舉腔內(nèi)。托舉腔前端存在圓柱孔洞，其作用是形成紅花花莖的的通道，避免托舉花球時(shí)將花莖損傷。托舉紅花花球時(shí)，要保證采摘裝置的兩個(gè)球形托舉碗相互扣合從而形成閉合的半球托舉腔。因此，需要對(duì)托舉碗相對(duì)于爪體的傾角大小進(jìn)行幾何關(guān)系計(jì)算....

圖6托舉碗閉合前結(jié)構(gòu)狀態(tài)

托舉紅花花球時(shí)，要保證采摘裝置的兩個(gè)球形托舉碗相互扣合從而形成閉合的半球托舉腔。因此，需要對(duì)托舉碗相對(duì)于爪體的傾角大小進(jìn)行幾何關(guān)系計(jì)算。具體在工作中，首先第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過氣壓（液壓）等方式驅(qū)動(dòng)動(dòng)力組件向前方運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力組件隨之帶動(dòng)傳動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)。左右兩端的傳動(dòng)組件與豎直方向的夾角發(fā)生....

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