裁剪抓取式红花采摘装置的设计研究

发布时间：2024-03-17 03:50

　　针对目前国内红花采摘劳动强度大、采摘技术落后等问题,设计了一种裁剪抓取式红花采摘末端执行器。根据几何关系确定结构中主要零件的基本尺寸并计算出爪体与托举碗间的倾角,利用Cero软件设计了结构的三维模型,并阐述了工作原理。以PLC为基础平台研究并建立了满足装置工作条件的控制系统,从而实现装置全过程的自动控制。利用有限元软件对装置整体结构进行了静力学分析,分析表明整体结构的应力、应变数值较小。随后对装置的关键结构——托举机构进行了模态分析,分析结果显示工作频率与各阶振型固有频率不接近,不会产生共振现象。研究结果表明,末端执行器在理论上满足采摘红花的工作需求,获得了良好的设计效果。

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【部分图文】：

图1总体结构

裁剪抓取式末端执行器由驱动机构、托举机构、裁剪抓取机构等组成，能够有效地对红花花球进行限位，避免花丝散乱分布，有效减少花丝采摘不完全现象的发生，如图1所示。近年来，国外针对红花花丝机械化采收问题的研究主要集中在气力式采收方面[8]，而该末端执行器摆脱了传统使用高压气流对花丝进行采....

图2工作流程

托举机构是末端执行器的关键结构之一，其对末端执行器能否成功采摘红花花丝有着决定性的影响。托举机构的主要作用是直接抓取花径并通过托举腔托举红花花球，有效地对花球进行限位，即使遇到较为恶劣的天气（如大风天气），限位爪也能够保证花茎和花球是稳定的。托举机构由支撑壳体、第一驱动机构及上述....

图5伺服驱动器接线图

装置托举碗的作用是固定红花花球位置，将花球包裹在其形成的托举腔内。托举腔前端存在圆柱孔洞，其作用是形成红花花茎的的通道，避免托举花球时将花茎损伤。托举红花花球时，要保证采摘装置的两个球形托举碗相互扣合从而形成闭合的半球托举腔。因此，需要对托举碗相对于爪体的倾角大小进行几何关系计算....

图6托举碗闭合前结构状态

托举红花花球时，要保证采摘装置的两个球形托举碗相互扣合从而形成闭合的半球托举腔。因此，需要对托举碗相对于爪体的倾角大小进行几何关系计算。具体在工作中，首先第一驱动机构通过气压（液压）等方式驱动动力组件向前方运动，动力组件随之带动传动组件运动。左右两端的传动组件与竖直方向的夹角发生....

本文编号：3930466