番木瓜采摘末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、番木瓜在我國有“嶺南佳果”的美譽(yù)，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(jī)械方式的還很少，由于采摘作業(yè)的復(fù)雜性，采摘的自動(dòng)化程度仍然比較低，采收主要還是以人工為主。因此，基于對(duì)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(yàn)確定采摘機(jī)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)并制作了一種欠驅(qū)動(dòng)番木瓜機(jī)械采摘末端執(zhí)行器，并進(jìn)行了摘取性能試驗(yàn)研究，主要研究工作如下：
　　1）選定嶺南和臺(tái)農(nóng)2號(hào)兩個(gè)品種的番木瓜為研究對(duì)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(yùn)用Pro/E軟件對(duì)番木瓜進(jìn)行了外形特征參數(shù)提取。
　　2）對(duì)兩個(gè)品種及不同成熟度條件下的番木瓜整果進(jìn)行力學(xué)特性的試驗(yàn)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(duì)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(shí)的角度以及人工摘取方式分析，確定扭斷摘取方式。設(shè)計(jì)制作扭斷摘取裝置進(jìn)行試驗(yàn)，將得到夾持力、扭矩和扭斷角度等參數(shù)進(jìn)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(jìn)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(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，以欠驅(qū)動(dòng)原理為依據(jù)確定整體結(jié)構(gòu)方案，選取驅(qū)動(dòng)電機(jī)后確定關(guān)鍵尺寸參數(shù)。利用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)包括三個(gè)指部機(jī)構(gòu)、手掌機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接組件和支座組件的