农业机械学报

作者：刘晓敏，田德宝，宋懋征，耿德旭，赵云伟

单位：北华大学,北华大学,北华大学,北华大学,北华大学,

关键词：球果采摘; 柔性驱动器; 柔性手爪; 气动

基金：国家自然科学基金项目（51275004）、吉林省重点科技研发项目（20180201050GX）、吉林省发改委创新能力建设项目（2020C021-4）和吉林省教育厅“十三五”科学技术项目（JJKH20200038KJ）

针对球形果实采摘问题，采用气动多向弯曲柔性驱动器设计了2种规格带有回转腕部功能的多自由度3指采摘柔性手爪。该采摘柔性手爪采用中心对称结构，其柔性手指与驱动器复合一体，在气压下可产生贴合球果表面的弧状变形，3指协同配合运动抓取球果，并通过腕部旋扭分离方式完成采摘。研究了“刚-柔耦合”驱动器的材料和制造工艺，建立了柔性驱动器形变模型，获得了其气压下的形变特性，并进行了相关实验验证。试制了采摘柔性手爪物理样机，研究分析了柔性手爪的工作空间、抓取模式和采摘时的力学性能，并在实验室搭建的采摘平台上进行了多种球果模拟采摘实验。结果表明，该采摘柔性手爪具有3种抓取模式，物形适应性好，抓取柔顺可靠、动作灵活，采摘主动安全、损伤小，适于多种球果的采摘。该柔性手爪采摘球果的尺寸范围为30~130?mm，三指交错强力握取球果的最大质量为1.28?kg。

来源：2021年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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