农业机械学报

作者：姬江涛，李梦松，赵凯旋，马淏

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,

关键词：双孢菇;采摘;末端执行器;柔性仿形吸盘

基金：国家重点研发计划项目(2019YFE0125100)和国家自然科学基金面上项目(51975186）

为解决现有夹持式采摘机械手对双孢菇造成的机械损伤高、采摘损失大等问题，基于颗粒阻塞原理设计了一种双孢菇柔性仿形采摘末端执行器。首先根据双孢菇菇盖外形参数设计柔性仿形吸盘的结构，通过预试验分析末端执行器的关键参数；选定了吸盘材料和颗粒填充物的种类，通过有限元仿真验证柔性仿形吸盘的仿形能力和吸附效果，并得到柔性仿形吸盘最优的开口直径。为明确吸附负压、双孢菇直径、柔性膜厚度、颗粒直径等因素对吸附力的影响，对所试制的末端执行器进行了拉脱力试验，结果表明拉脱力与吸附负压、双孢菇直径、颗粒直径均呈线性关系，与柔性膜厚度呈非线性关系。当末端执行器中柔性膜厚度为9mm、颗粒直径为20目的石英时仿形效果最好，并与标准真空吸盘开展了对比试验，试验结果表明同等吸附力柔性仿形吸盘所需负压更低。针对尺寸范围为25~50mm的双孢菇进行了采摘试验，柔性仿形吸盘的采摘成功率为98.5%，并对采后双孢菇进行了损伤检测，柔性仿形吸盘的采摘损伤率为2.5%。结果表明，所设计的柔性仿形采摘末端执行器具备适应性强、抓取稳定、损伤率低等优点，能够满足双孢菇自动化采摘需求。

来源：2023年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2023年第1期