番木瓜采摘末端執(zhí)行器的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、番木瓜在我國有“嶺南佳果”的美譽，是有著廣闊發(fā)展前景的熱帶特色水果。目前，國內(nèi)外收獲番木瓜采用機械方式的還很少，由于采摘作業(yè)的復(fù)雜性，采摘的自動化程度仍然比較低，采收主要還是以人工為主。因此，基于對番木瓜的外形特征和生物力學(xué)性質(zhì)的研究基礎(chǔ)上，通過摘取方式基礎(chǔ)試驗確定采摘機構(gòu)方案，設(shè)計并制作了一種欠驅(qū)動番木瓜機械采摘末端執(zhí)行器，并進行了摘取性能試驗研究，主要研究工作如下：
　　1）選定嶺南和臺農(nóng)2號兩個品種的番木瓜為研究對象，基于逆

2、向工程技術(shù)，利用Sense3D掃描儀、Sense軟件和Geomagic Studio軟件重建番木瓜曲面模型，運用Pro/E軟件對番木瓜進行了外形特征參數(shù)提取。
　　2）對兩個品種及不同成熟度條件下的番木瓜整果進行力學(xué)特性的試驗研究，得到同一加載速率下整果的壓縮力、剛度及彈性模量與變形量的變化關(guān)系；不同加載速率下整果壓縮力與變形量關(guān)系。對比不同橡膠材料與番木瓜表面在干燥和潮濕環(huán)境下的摩擦系數(shù)并選定乒乓球拍膠皮。
　　3）從獲取

3、和分離果實的角度以及人工摘取方式分析，確定扭斷摘取方式。設(shè)計制作扭斷摘取裝置進行試驗，將得到夾持力、扭矩和扭斷角度等參數(shù)進行數(shù)據(jù)整合，利用SPSS軟件，采用方差分析及回歸與相關(guān)性分析進行影響因素的確定分析。
　　4）基于末端執(zhí)行器的基本功能需求分析，進行了總體方案設(shè)計，以欠驅(qū)動原理為依據(jù)確定整體結(jié)構(gòu)方案，選取驅(qū)動電機后確定關(guān)鍵尺寸參數(shù)。利用SolidWorks軟件設(shè)計了一個包括三個指部機構(gòu)、手掌機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、連接組件和支座組件的