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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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题名沙果采摘机升降装置设计及仿真
被引量：1
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作者
毕可乔
孙立鹏
王慧
张晓龙
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机构
黑龙江农业职业技术学院
佳木斯市潜兴农业机械研发有限公司
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出处
《南方农机》
2022年第8期13-15,22,共4页
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文摘
随着现代农业的发展,农业机械使用越来越普及。由于沙果皮薄易伤、果实密集等因素,给采摘工作造成很大困难。因此,本研究小组针对现有沙果采摘机采摘效率低、果实破损高、人工成本高等缺点,设计了一款自走式沙果采摘机。首先,对自走式沙果采摘机的机构组成及其工作原理进行了简要介绍;然后,采用Creo 5.0软件对该机的升降台装置进行三维建模;最后,利用Simulate模块对升降装置进行运动仿真分析。仿真结果表明:当升降装置达到最高点时(收集箱达到最大容量),此时的最大变形量为0.166 639 mm,最大剪应力为13.003 5 MPa,远小于材料屈服强度240 MPa,升降装置满足设计要求。
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关键词
沙果采摘
农业机械
升降装置
静态分析
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分类号
S225.93
[农业科学—农业机械化工程]
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题名气动软体采摘机械手设计及实验研究
被引量：9
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作者
李三平
孙腾佳
袁龙强
吴立国
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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》
CSCD
北大核心
2022年第6期684-694,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(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
针对传统刚性采摘机械手适用范围小、环境适应性差及对果蔬损伤大等问题,设计了一种面向沙果采摘的刚柔耦合气动软体采摘机械手。根据沙果的结果特点以及采摘要求,确定了六指包裹式采摘形式。以龙丰果为例,建立了采摘机械手软体手指弯曲角度计算模型,确定了单指的弯曲角度;通过3种硅胶材料的拉伸对比实验,选定HY-E620型硅胶作为软体手指的材料;开展了多种结构对软体手指弯曲性能影响的ABAQUS有限元仿真分析,确定了较优的结构;利用实验测定了不同驱动气压条件下单根软体手指弯曲角度与输出力的对应关系,并在0.08 MPa驱动气压下对多种水果进行三指抓取实验,验证了软体手指结构的合理性。最后,试制了六指包裹式气动软体采摘机械手,并分别对沙果、苹果、梨和橘子等进行了采摘实验。结果表明:所设计的采摘机械手不仅对含3~6个果实的成串沙果的采摘成功率达到80%,还可采摘苹果、梨和橘子等类球形水果,具有一定的通用性,可为水果采摘机械手的设计与研究提供新思路。
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关键词
气动软体采摘机械手
沙果采摘
六指包裹式
抓取实验
有限元分析
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Keywords
pneumatic soft picking manipulator
crabapple picking
six finger wrapped type
grasping experiment
finite element analysis
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分类号
TH138
[机械工程—机械制造及自动化]
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