机器人采摘葡萄果穗振动仿真与试验

发布时间：2017-06-16 00:12

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【摘要】：针对机器人摘取及移送过程中导致的果穗振动与果粒脱落问题,提出了一种面向穗轴激励输入的果穗振动仿真模型。以葡萄为研究对象,在果穗"梗-果"结构特性基础上,提出了"挠性杆-铰链-刚性杆-质量球"复合果穗模型,并由试验确定了模型中各级梗间铰链弹性系数与阻尼系数、果粒尺寸与质量的正态分布规律,获得了主穗轴的抗弯特性。进而利用激光3D扫描重构得到梗系统,根据试验结果分别进行刚性、挠性杆件定义和果粒与梗间铰链的添加,构建得到果穗振动仿真模型。通过仿真精度验证试验发现,在激励作用的加速、匀速和减速阶段,经正态分布统计仿真与实测中果穗的各果粒摆角均值与标准差相差均在2%和6.6%以内,表明不同阶段其精度均良好。最终利用该模型分析了不同激励方式及不同采摘阶段对果穗振动的影响。果穗振动仿真模型的建立,为实现各类果穗的机器人"减振低脱"采摘提供了有力的分析工具。
【作者单位】： 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室;江苏大学机械工程学院;
【关键词】： 葡萄 采摘机器人 果穗 振动 仿真模型
【基金】：国家自然科学基金项目(51475212) 江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD) 江苏省自然科学基金项目(BK20151339) 江苏大学第13批大学生科研立项(Y13A089)
【分类号】：TP242
【正文快照】： 引言基于夹持的可实施性,现有葡萄、荔枝等成串果实的机器人收获[1]大多采用“穗轴夹剪”方式[1-6]。但是在机器人采摘作业时,快速摘取与移送动作均可能引起悬挂果穗的振荡进而导致果粒的脱落[7],果粒的振动脱落成为严重影响机器人采摘成功率与效率的主要因素。其中,对果穗的

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6 夏e，

本文编号：453893