柑橘采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器研究.pdf

1、果蔬采摘作業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是一個十分重要的環(huán)節(jié),而柑橘生產(chǎn)是浙江省水果生產(chǎn)的主要產(chǎn)業(yè)之一,柑橘的人工采摘是柑橘生產(chǎn)過程中最為耗時和費力的環(huán)節(jié)。末端執(zhí)行器作為機(jī)器人與外界環(huán)境互相作用的最后執(zhí)行部件一直受到研究人員的關(guān)注。尤其是在農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究領(lǐng)域,由于機(jī)器人操作對象的特殊性,末端執(zhí)行器的研究成為了農(nóng)業(yè)機(jī)器人特別是果蔬采摘機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文通過研究基于機(jī)器人采摘的柑橘機(jī)械特性,進(jìn)而研究柑橘果實抓持和果枝分離的關(guān)鍵技術(shù)。研究設(shè)計一種基于

2、氣動柔性驅(qū)動器FPA的末端執(zhí)行器,用于柑橘采摘,建立其實現(xiàn)采摘和抓持過程的數(shù)學(xué)模型。該執(zhí)行器具有充分的柔順性和安全性,對采摘對象一柑橘的損傷極小。
　　 本文首先研究一種基于氣動柔性驅(qū)動器FPA的新型彎曲關(guān)節(jié),研究其基本特性,建立了該新型彎曲關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角靜態(tài)模型和輸出力靜態(tài)模型,并進(jìn)行了實驗驗證。并對柑橘果實的壓縮特性和摩擦特性以及果柄的切割特性進(jìn)行了實驗研究,為設(shè)計柑橘采摘末端執(zhí)行器的三指手爪和切割結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。