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题名成簇沙果采摘末端执行器的设计及实验研究
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作者
李三平
王琦宇
吴立国
袁龙强
齐佳美
孙腾佳
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机构
东北林业大学机电工程学院
国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所
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出处
《工程设计学报》
北大核心
2025年第1期51-61,共11页
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基金
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(CAFYBB2020MB010)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2572014BB06)。
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文摘
针对在成簇沙果机械采摘过程中采摘成功率低、果实易损伤及采摘方式不合理等问题,设计了一种刚柔耦合的成簇沙果采摘末端执行器。用硅胶制作软体手指以包裹沙果,采用对切的方式对果梗进行剪切。通过单因素试验确定了剪切气压、刀片厚度、驱动气压对采摘成功率的影响及其取值范围,在此基础上进行三因素三水平的响应面分析,研究各因素对采摘成功率的交互影响。以四果、五果采摘成功率为响应值建立二次项回归模型,以采摘成功率为评价指标对各因素进行优化,结果表明:对采摘成功率的影响从大到小依次为剪切气压、刀片厚度、驱动气压;当剪切气压为0.260MPa、刀片厚度为0.4mm、驱动气压为0.09MPa时,末端执行器具有最高的采摘成功率,三果、四果、五果采摘成功率可分别达到100%、100%、91.29%。对参数优化结果进行实验验证,结果表明,该采摘末端执行器能完成采摘任务,且三果、四果、五果采摘成功率可分别达到100%、100%、91%,满足了采摘预期要求。采用该末端执行器可以减少沙果采摘劳动力,这为其他成簇水果的采摘提供了新的思路。
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关键词
成簇沙果采摘
末端执行器
响应面优化
采摘成功率
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Keywords
picking clustered crabapple
end-effector
responsive surface optimization
picking success rate
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分类号
TH69
[机械工程—机械制造及自动化]
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