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双孢菇柔性仿形采摘末端执行器设计与试验

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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9 mm、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25-50 mm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.
Design and Experiment of Flexible Profiling Picking End-effector for Agaricus bisporus

姬江涛、李梦松、赵凯旋、马淏

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河南科技大学农业装备工程学院,洛阳471003

河南省机械装备先进制造协同创新中心,洛阳471003

双孢菇 采摘 末端执行器 柔性仿形吸盘

国家重点研发计划项目国家自然科学基金面上项目

2019YFE012510051975186

2023

10.6041/j.issn.1000-1298.2023.01.011

农业机械学报
中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院

农业机械学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.904
ISSN：1000-1298
年,卷(期)：2023.54(1)
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