切割脱离式鲜食朝天椒采摘末端执行器设计与试验

作     者：赵雄 张号号 傅鸿妃 徐亚丹 陈建能 ZHAO Xiong;ZHANG Haohao;FU Hongfei;XU Yadan;CHEN Jianneng

作者机构：浙江理工大学机械工程学院杭州310018 浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018 杭州市农业科学研究院蔬菜研究所杭州310024 杭州职业技术学院杭州310018 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFD2001803) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2024年第55卷第10期

页      码：126-135页

摘      要：末端执行器是采收机器人重要组成部分,针对单生朝天椒果实朝天生长特征,本文设计了一款切割脱离式鲜食朝天椒采收末端执行器。针对朝天椒果实长度55~80 mm、果实最大直径9~13 mm、茎秆直径2~3 mm、茎秆长度20~30 mm,采用横断切、斜切、削切切割方式对品种“高辣878”朝天椒进行了生物特性试验,结果表明,在入切角70°、80°下朝天椒茎秆最大切割力为13.1 N。根据朝天椒生物特性设计了末端执行器,建立了末端剪切机构运动学与动态静力数学模型,并基于动态静力分析结果,以外部驱动力最小为目标采用遗传算法对末端执行器剪切机构杆件尺寸进行优化,优化得到曲柄长度为33 mm,连杆长度为60 mm,连杆延长杆长度为54 mm。为实现朝天椒茎秆切断,优化得到剪切机构需要外部驱动力矩0.94 N·m,根据优化结果选用舵机作为动力源。最后通过采收试验验证了朝天椒采收末端执行器的可行性。试验结果表明,末端执行器整体采收成功率为91.3%,验证了朝天椒末端执行器具有良好的采收性能。

主 题 词：采收机器人 朝天椒 末端执行器 动态静力分析 

学科分类：0828[工学-建筑类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2024.10.012

馆 藏 号：203145607...