农业机械学报

作者：马义东，胡鹏展，金鑫，李心平，张超，张印

单位：河南科技大学,河南科技大学,河南科技大学,河南科技大学,河南科技大学,河南科技大学,

关键词：水培生菜;柔性采收;低损伤;植物工厂

基金：国家自然科学基金项目（52105252）和河南省科技攻关计划项目（212102110037）

植物工厂水培生菜采收过程中易损伤菜叶，为提升采收质量，结合水培生菜农艺特征，设计了一款水培生菜低损柔性采收装置。利用图像处理检测水培生菜轮廓外切矩形，获取生菜株高及菜叶展开尺寸，进而通过柔性手指对菜叶的低损抓取、切割器对生菜茎的一次切除，实现水培生菜低损柔性采收。分析确定了柔性抓取机构、切茎机构、控制系统等关键部件的作业流程及结构参数。利用响应曲面试验方法，优化了柔性手指抓取高度比、抓取圆周比、柔性手指弯曲角的参数组合。试验结果表明，各因素影响采收成功率的显著性顺序为柔性手指弯曲角、抓取圆周比、抓取高度比，各因素对菜叶损伤面积的影响均极显著。利用二次拟合方程求得最优参数组合为抓取高度比0.55、抓取圆周比0.76、柔性手指弯曲角39.7°。对最优参数组合进行试验验证，结果表明，菜叶损伤面积为186mm2，采收成功率为96%，实现了水培生菜低损柔性采收。

来源：2022年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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