文献类型：期刊文章

作　　者：魏博[1] 何金银[1] 石阳[1] 蒋光利[1] 张宪宇[1] 马莹[1]

WEI Bo;HE Jinyin;SHI Yang;JIANG Guangli;ZHANG Xianyu;MA Ying(School of Advanced Manufacturing Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China)

机构地区：[1]重庆邮电大学先进制造工程学院,重庆400065

出　　处：《农业机械学报》

基　　金：国家自然科学基金项目(61703067);重庆市大学生创新创业训练计划项目(S201910617015)。

年　　份：2021

卷　　号：52

期　　号：10

起止页码：120-128

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAB、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为实现柑橘采摘的机械化、智能化,设计了一款欠驱动式柑橘采摘末端执行器。该执行器通过三指充分抓握与偏转的融合控制,实现对不同大小及椭圆度的柑橘的稳定采摘。针对不同尺寸柑橘采摘需求,设计了双连杆并联式手指,在抓握直径差异较大的柑橘时,手指能够自动进行抓取或捏取动作,并实现被动柔顺。通过静力学分析,得到抓取力与电机输出力矩间的关系。针对不同椭圆度柑橘采摘需求,为手指根部添加旋转关节。在建立电机驱动控制系统模型的基础上,提出基于电流反馈的主动柔顺控制策略,指根能够旋转合适的角度使指面与柑橘表面紧密贴合,在防止手指棱边刮伤柑橘表皮的同时,增大接触面积、提高摩擦力。仿真结果表明,该末端执行器结构在运动学方面满足设计要求。制作物理样机并在实验室环境下进行了柑橘抓取试验,试验结果表明采摘执行器针对直径30~100 mm的柑橘抓取成功率为98.3%,平均耗时5.3 s。该末端执行器能够针对不同尺寸、不同形状的柑橘实现采摘功能,具有适应性强、抓取稳定、不损伤果实等优点。

关 键 词：采摘机器人 柑橘 末端执行器 欠驱动 柔顺控制

分 类 号：TP242.6]