柑橘采摘機器人末端執(zhí)行器研究.pdf

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

2、氣動柔性驅動器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動器FPA的新型彎曲關節(jié),研究其基本特性,建立了該新型彎曲關節(jié)的轉角靜態(tài)模型和輸出力靜態(tài)模型,并進行了實驗驗證。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行了實驗研究,為設計柑橘采摘末端執(zhí)行器的三指手爪和切割結構提供依據(jù)。