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农机化研究2025年第03期:驱控一体的旋拧式果实采摘执行器设计与试验

来源:期刊VIP网 时间:


作者:严童杰;冯青春;郭鑫;杨宁;

单位:江苏大学电气信息工程学院;北京市农林科学院智能装备技术研究中心;国家农业智能装备工程技术研究中心;农业智能装备技术北京市重点实验室;

摘要:针对果园智能化采收作业需要,设计了支持总线扩展的驱控一体旋拧采摘末端执行器,旨在为多臂并行采摘机器人研发提供支撑。在对标准苹果树果实物理形态统计分析基础上,结合人工采摘方法,提出了“吸附-夹持-旋拧”的采摘机械操作方法,并设计了基于双舵机驱动的紧凑型采摘执行机构,对其吸盘、夹持和旋拧电机的关键参数进行了优化设计。面向多执行并行采摘需要,设计了基于CANopen通讯的采摘操作驱动器,实现了多执行器的总线扩展。通过现场试验对执行器作业性能进行了测试,结果表明:果实大小在60~100 mm之间,采摘成功率可达到90%,吸盘最优停留时间为1.00 s,吸盘最优接近距离为1.0 mm,最优旋拧角度为360°。

关键词:采摘机器人;;驱控一体;;旋拧采摘;;CANopen

基金资助:北京市科技计划课题(Z201100008020009);; 北京市科技新星计划项目(20220484023)