农业机械学报

作者：赵雄，王利辉，贾元武，陈建能，俞高红

单位：浙江理工大学;浙江省种植装备技术重点实验室,浙江理工大学,西安外事学院,浙江理工大学;浙江省种植装备技术重点实验室,浙江理工大学;浙江省种植装备技术重点实验室,

关键词：西兰花;采收;末端执行机构;动态静力分析;机构优化

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD2001800）和国家自然科学基金项目（32071909）

针对目前西兰花采收末端执行机构存在结构尺寸大和质量大的问题，本文设计了一种结构紧凑、运动空间小、质量小的六杆式西兰花采收末端执行机构。测量西兰花物理特性，对西兰花茎秆组织的切割力进行评价，设定刀具入切角为90°、刀具切割力为100N。根据西兰花物理参数和生长状态确定六杆式采收末端执行机构方案，建立末端六杆机构运动学与动态静力数学模型，采用遗传算法以外部驱动力最小和理论轨迹实际轨迹差值最小为目标对末端执行机构参数进行双目标优化，优化后得到六杆结构杆长及末端六杆机构最小驱动力矩，其扭矩为1.37N·m，得出优化后刀具切割轨迹且轨迹优化差值为1.29mm，其单侧刀具与最大花球距离为25mm。最后，根据优化结果选定额定功率为400W伺服电机作为动力源，以优化后机构参数设计验证了样机并开展了采收末端执行机构试验。试验结果表明，末端执行机构试验采收成功率为92.5%，验证了六杆式西兰花采收末端执行机构具有良好的采收性能。

来源：2025年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

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