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成簇沙果采摘末端执行器的设计及实验研究
1
作者 李三平 王琦宇 +3 位作者 吴立国 袁龙强 齐佳美 孙腾佳 《工程设计学报》 北大核心 2025年第1期51-61,共11页
针对在成簇沙果机械采摘过程中采摘成功率低、果实易损伤及采摘方式不合理等问题,设计了一种刚柔耦合的成簇沙果采摘末端执行器。用硅胶制作软体手指以包裹沙果,采用对切的方式对果梗进行剪切。通过单因素试验确定了剪切气压、刀片厚度... 针对在成簇沙果机械采摘过程中采摘成功率低、果实易损伤及采摘方式不合理等问题,设计了一种刚柔耦合的成簇沙果采摘末端执行器。用硅胶制作软体手指以包裹沙果,采用对切的方式对果梗进行剪切。通过单因素试验确定了剪切气压、刀片厚度、驱动气压对采摘成功率的影响及其取值范围,在此基础上进行三因素三水平的响应面分析,研究各因素对采摘成功率的交互影响。以四果、五果采摘成功率为响应值建立二次项回归模型,以采摘成功率为评价指标对各因素进行优化,结果表明:对采摘成功率的影响从大到小依次为剪切气压、刀片厚度、驱动气压;当剪切气压为0.260MPa、刀片厚度为0.4mm、驱动气压为0.09MPa时,末端执行器具有最高的采摘成功率,三果、四果、五果采摘成功率可分别达到100%、100%、91.29%。对参数优化结果进行实验验证,结果表明,该采摘末端执行器能完成采摘任务,且三果、四果、五果采摘成功率可分别达到100%、100%、91%,满足了采摘预期要求。采用该末端执行器可以减少沙果采摘劳动力,这为其他成簇水果的采摘提供了新的思路。 展开更多
关键词 成簇沙果采摘 末端执行器 响应面优化 采摘成功率
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圣女果串采收末端执行器的设计与实验
2
作者 李小平 孙丙宇 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期103-110,共8页
为提高圣女果采摘效率和降低果实损伤,设计了圣女果串采收末端执行器。其末端结构采用平面四连杆驱动夹持剪切机构,夹持机构采用自补偿设计,使夹持与剪切动作一体化完成。同时,基于螺旋理论,建立接触模型,验证分析了夹持结构的力封闭性... 为提高圣女果采摘效率和降低果实损伤,设计了圣女果串采收末端执行器。其末端结构采用平面四连杆驱动夹持剪切机构,夹持机构采用自补偿设计,使夹持与剪切动作一体化完成。同时,基于螺旋理论,建立接触模型,验证分析了夹持结构的力封闭性,并对整体装置进行了动力学和运动学分析与仿真。室内实验结果表明:整串采摘的夹持成功率为100%,剪切成功率为86.7%。 展开更多
关键词 圣女果 串采收 末端执行器 夹持剪切一体化 运动学仿真
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水蜜桃套袋机器人及其末端执行器研制
3
作者 张博鑫 刘树林 +2 位作者 张宏利 王亚飞 肖海华 《工业控制计算机》 2025年第1期22-24,共3页
农业智能机器人的发展为传统农业带来了新的发展机遇。特别是在季节性劳动力需求大的农业生产中,迫切需要智能机械取代人工劳动。在研究水蜜桃幼果套袋过程中,提出了一种具有创新性的水蜜桃幼果套袋机器人,并根据人工套袋的方式,开发了... 农业智能机器人的发展为传统农业带来了新的发展机遇。特别是在季节性劳动力需求大的农业生产中,迫切需要智能机械取代人工劳动。在研究水蜜桃幼果套袋过程中,提出了一种具有创新性的水蜜桃幼果套袋机器人,并根据人工套袋的方式,开发了一款套袋专用的末端执行器。该末端执行器的关键部件包括取送袋部件、套袋开口部件和封口部件。通过对末端执行器控制流程的分析,完成一个水蜜桃幼果的套袋任务需要15.4 s。 展开更多
关键词 水蜜桃幼果 套袋机器人 末端执行器
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仙人球自动移栽机末端执行器的设计与试验
4
作者 叶海平 郑志坚 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第2期20-26,34,共8页
针对现有仙人球疏植移栽设备的取苗末端执行器存在株距调整灵活性差、自动化程度低、移栽成功率不高等问题,基于仙人球的物理特性和移栽作业工艺要求,设计一种株距可动态调整的取苗末端执行器,可满足不同株距穴盘之间的幼苗疏植移栽作... 针对现有仙人球疏植移栽设备的取苗末端执行器存在株距调整灵活性差、自动化程度低、移栽成功率不高等问题,基于仙人球的物理特性和移栽作业工艺要求,设计一种株距可动态调整的取苗末端执行器,可满足不同株距穴盘之间的幼苗疏植移栽作业。根据疏植移栽的作业流程和受力情况,设计取苗末端执行器的整体结构,分析计算确定各关键部件的尺寸参数,应用UG和Adams软件建立苗钵复合模型,并进行运动仿真试验。以移栽存活率和苗钵完整度为试验指标,以取苗针倾斜角、取苗针长度、取苗针插入速度、取苗针下端直径为试验因素,搭建仙人球自动移栽机取投苗试验平台,进行正交试验和验证试验。通过极差分析得到最优参数组合为苗针倾斜角19°、取苗针长度33 mm、取苗针插入速度0.4 m/s、取苗针下端直径12 mm,移栽后苗钵完整率为93.67%,7天后的移栽成活率为91.83%。取苗末端执行器可较好地完成取投苗作业。 展开更多
关键词 仙人球 自动移栽机 末端执行器 疏植移栽 运动仿真 极差分析
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分体刀具式名优茶采摘末端执行器设计与试验优化 被引量：4
5
作者 陈建能 李杭 +3 位作者 刘林敏 贾江鸣 赵润茂 武传宇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期39-46,195,共9页
针对名优茶机械化采摘过程中侧芽无法采摘的问题,根据顶芽、侧芽及茶梗的相关参数并结合茶园环境设计了一种末端执行器,利用分体式刀具的刀齿弯曲变形适应茶梗的干扰从而采摘侧芽。通过有限元仿真刀具切割侧芽得到采摘成功率的影响因素... 针对名优茶机械化采摘过程中侧芽无法采摘的问题,根据顶芽、侧芽及茶梗的相关参数并结合茶园环境设计了一种末端执行器,利用分体式刀具的刀齿弯曲变形适应茶梗的干扰从而采摘侧芽。通过有限元仿真刀具切割侧芽得到采摘成功率的影响因素为刀齿宽度、刀齿长度及刀具厚度;采用三因素三水平的中心组合设计与响应面分析法研究各因素对采摘成功率的交互影响;以采摘成功率为响应值建立二次回归模型,确定各因素对采摘成功率的影响显著性主次排序为:刀齿长度、刀齿宽度、刀具厚度。以采摘成功率为目标对各试验因素进行优化,得到优化后的刀齿宽度、刀具厚度、刀齿长度分别为2.6、0.9、20.0 mm。采用优化后的参数进行茶园采摘试验,结果表明,末端执行器能够有效完成茶叶采摘工作,顶芽、侧芽采摘成功率分别为93%、63%,试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。 展开更多
关键词 名优茶 采茶机器人 末端执行器 分体式刀具 侧芽
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空间站机械臂末端执行器用导轨设计与验证 被引量：1
6
作者 张文明 杨旭 +1 位作者 王储 胡成威 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期182-188,共7页
针对滚珠直线导轨用于空间机构时的空间环境适应性问题,提出了空间机构用导轨设计方案,经导轨地面试验和产品在轨试验验证,该设计方案可以满足在轨使用要求,实现了导轨在真空、高低温等空间复杂环境下的长寿命应用.以空间站机械臂末端... 针对滚珠直线导轨用于空间机构时的空间环境适应性问题,提出了空间机构用导轨设计方案,经导轨地面试验和产品在轨试验验证,该设计方案可以满足在轨使用要求,实现了导轨在真空、高低温等空间复杂环境下的长寿命应用.以空间站机械臂末端执行器用滚珠直线导轨研制为例,开展了导轨设计,并进行了导轨试验验证,确定了导轨采用滚珠溅射沉积MoS_(2)复合薄膜的固体润滑方案,间隙为0.04~0.05 mm,满足末端执行器在轨工作2000次以上的使用寿命要求.通过末端导轨试验可知,固体润滑的导轨载荷能力和使用寿命均显著下降,在空间机构用导轨研制过程中,须进行专项寿命试验,以验证导轨能否满足在轨使用要求. 展开更多
关键词 机械臂 末端执行器 导轨 设计 验证
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旋转式两工位名优茶采摘收集一体末端执行器设计与试验 被引量：1
7
作者 陈建能 陈倩雯 +4 位作者 刘林敏 贾江鸣 贺磊盈 赵新雨 姚坤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期136-144,共9页
针对现有的名优茶采摘末端执行器存在结构复杂、单工位工作效率低或切口氧化发红的问题,设计了一种结构简单、工作效率高、采摘质量佳的采摘收集一体旋转式两工位末端执行器。执行器两端软体采摘手指通过正反转循环处于采摘和收集工位,... 针对现有的名优茶采摘末端执行器存在结构复杂、单工位工作效率低或切口氧化发红的问题,设计了一种结构简单、工作效率高、采摘质量佳的采摘收集一体旋转式两工位末端执行器。执行器两端软体采摘手指通过正反转循环处于采摘和收集工位,实现采摘与收集功能。通过对末端执行器采收动作进行分析和预试验,得到影响末端执行器采收成功率的因素:舵机臂转角、安装板角速度和硅胶厚度。采用Box-Behnken研究各因素对茶叶采收成功率的影响,以采收成功率为响应值建立二次回归模型,得到影响显著性的主次排序为:安装板角速度、舵机臂转角、硅胶厚度。利用Design-Expert软件,以采收成功率为目标,对各因素进行优化得到最佳参数:安装板角速度为265.329(°)/s、舵机臂转角为40°、硅胶厚度为4.986 mm。对优化后的参数取整并进行试验,试验值与预测值相对误差小于5%。本文研究的旋转式两工位名优茶采摘收集一体末端执行器能够实现茶叶高质高效采摘和收集。 展开更多
关键词 名优茶 采摘机器人 末端执行器 两工位 旋转式
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切割脱离式鲜食朝天椒采摘末端执行器设计与试验
8
作者 赵雄 张号号 +2 位作者 傅鸿妃 徐亚丹 陈建能 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期126-135,共10页
末端执行器是采收机器人重要组成部分,针对单生朝天椒果实朝天生长特征,本文设计了一款切割脱离式鲜食朝天椒采收末端执行器。针对朝天椒果实长度55~80 mm、果实最大直径9~13 mm、茎秆直径2~3 mm、茎秆长度20~30 mm,采用横断切、斜切、... 末端执行器是采收机器人重要组成部分,针对单生朝天椒果实朝天生长特征,本文设计了一款切割脱离式鲜食朝天椒采收末端执行器。针对朝天椒果实长度55~80 mm、果实最大直径9~13 mm、茎秆直径2~3 mm、茎秆长度20~30 mm,采用横断切、斜切、削切切割方式对品种“高辣878”朝天椒进行了生物特性试验,结果表明,在入切角70°、80°下朝天椒茎秆最大切割力为13.1 N。根据朝天椒生物特性设计了末端执行器,建立了末端剪切机构运动学与动态静力数学模型,并基于动态静力分析结果,以外部驱动力最小为目标采用遗传算法对末端执行器剪切机构杆件尺寸进行优化,优化得到曲柄长度为33 mm,连杆长度为60 mm,连杆延长杆长度为54 mm。为实现朝天椒茎秆切断,优化得到剪切机构需要外部驱动力矩0.94 N·m,根据优化结果选用舵机作为动力源。最后通过采收试验验证了朝天椒采收末端执行器的可行性。试验结果表明,末端执行器整体采收成功率为91.3%,验证了朝天椒末端执行器具有良好的采收性能。 展开更多
关键词 采收机器人 朝天椒 末端执行器 动态静力分析
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剪切夹持一体化水果采摘末端执行器的设计与分析 被引量：1
9
作者 裴双成 钟波 《南方农机》 2024年第3期138-141,共4页
【目的】推进水果采摘机械化,同时减少机械采摘中水果的损耗。【方法】本研究设计了一种剪切夹持一体化的通用采摘末端执行器,该执行器采用直流减速电机推拉螺杆套接的法兰盘来改变连杆与导轨滑块间的角度,从而带动移动刀台的往复运动,... 【目的】推进水果采摘机械化,同时减少机械采摘中水果的损耗。【方法】本研究设计了一种剪切夹持一体化的通用采摘末端执行器,该执行器采用直流减速电机推拉螺杆套接的法兰盘来改变连杆与导轨滑块间的角度,从而带动移动刀台的往复运动,实现剪切夹持与松开的动作;刀片下端配备硅胶材质的柔性夹持体,可以在剪切力增大时夹紧果梗,便于剪断;同时使用SolidWorks软件对该执行器进行了动力学分析。【结果】电机转矩与刀尖剪切力在连杆与导轨夹角最大处的比例系数为3.697,结合选定的电机型号,该末端执行器的剪切力大于小型水果的果梗剪切强度,满足一般水果的采摘要求。【结论】该末端执行器通过改变微动开关的位置及刀片夹持体的相对位置可适用于不同类型的水果剪切果梗采摘,具有轻便、操作简单、适用性强等优点。 展开更多
关键词 末端执行器 采摘 剪切 夹持
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柑桔采摘机器人末端执行器设计与试验
10
作者 李亚丽 曹中华 +3 位作者 潘良 董继伟 杨长辉 湛小梅 《中国南方果树》 北大核心 2024年第1期216-223,共8页
针对现有柑桔采摘机器人末端执行器单果采摘时间长、采摘成功率低等问题,以20SiMnMoV合金结构钢为材料,设计制作了一款柑桔采摘末端执行器。该末端执行器主要由抓取机构、剪切机构、连接架及控制系统等部分组成,通过控制系统,抓取机构... 针对现有柑桔采摘机器人末端执行器单果采摘时间长、采摘成功率低等问题,以20SiMnMoV合金结构钢为材料,设计制作了一款柑桔采摘末端执行器。该末端执行器主要由抓取机构、剪切机构、连接架及控制系统等部分组成,通过控制系统,抓取机构可以实现柑桔无损抓取,剪切机构可将果梗与柑桔快速分离。应用CATIA软件建立末端执行器的三维模型,借助UG与ABAQUS软件对其进行模态分析与静强度分析,得到末端执行器在采摘柑桔过程中不会发生共振,最大变形量为0.077 mm,最大应力为853.1 Mpa、小于材料屈服强度。在脐橙园田间采摘试验结果表明,在采摘机器人机械臂姿态的采摘角度为45°,切割刀刃角度为45°,空压机气压为6 kPa时,采摘成功率最高,单果采摘时间接近最小。该柑桔采摘机器人末端执行器采摘速度高,控制难度低,与机械臂集成度高。 展开更多
关键词 末端执行器 动力学分析 模态分析 静强度分析 柑桔采摘
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锤上模锻工业机械手末端执行器
11
作者 夏云 敖焮柯 +5 位作者 李祥龙 徐义洋 冯学文 汪爱明 郭仲尧 王耀辉 《锻压技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期137-147,共11页
针对智能锤上模锻过程中锻件高温时的强度大幅度降低、锻件本体部分易夹伤、工业机械手抓取困难的问题,以煤矿刮板输送机的刮板横梁为对象,设计了具有长短指的双指回转钳夹式末端执行器,能够稳定抓取高温锻件飞边;设计了具有弧形沟槽的... 针对智能锤上模锻过程中锻件高温时的强度大幅度降低、锻件本体部分易夹伤、工业机械手抓取困难的问题,以煤矿刮板输送机的刮板横梁为对象,设计了具有长短指的双指回转钳夹式末端执行器,能够稳定抓取高温锻件飞边;设计了具有弧形沟槽的传动块,解决了末端执行器运动死点问题;提出了撬取、夹紧、端平、翻转、码放末端执行器的动作过程;利用ADAMS和ANSYS开展了末端执行器运动学、动力学和有限元仿真研究。结果表明:末端执行器气缸推杆所需最大行程为14.5 mm,所需气缸的最大作用力为964.3819 N,末端执行器传动模块和手指模块等效总应变分别为0.0037994和0.00034405,其应力值远小于材料的屈服强度,验证了所设计末端执行器的合理性。该研究成果为利用工业机械手将工人从艰苦的锤上模锻生产线中解放出来提供了技术支持。 展开更多
关键词 锤上模锻 工业机械手 末端执行器 传动模块 手指模块
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机器人制孔末端执行器的设计及静动力学分析 被引量：1
12
作者 张健 霍凤伟 付佳 《有色设备》 2024年第3期64-69,共6页
提出了一种新型机器人制孔末端执行器的模块化结构设计方案,阐述了该末端执行器的主要模块结构设计、技术特点和技术参数。针对末端执行器整体和主要结构零件分别进行了有限元静力学及动力学分析计算,分析结果表明结构设计科学合理。同... 提出了一种新型机器人制孔末端执行器的模块化结构设计方案,阐述了该末端执行器的主要模块结构设计、技术特点和技术参数。针对末端执行器整体和主要结构零件分别进行了有限元静力学及动力学分析计算,分析结果表明结构设计科学合理。同时,进一步揭示了高速制孔末端执行器与其匹配的机器人成本和制孔质量之间的关系,可以为其他类似机器人末端执行器设计提供参考。 展开更多
关键词 机器人制孔 末端执行器 设计 静力学分析 动力学分析
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基于Runge-Kutta方法的油茶花苞采集末端执行器动力学研究
13
作者 赵青 李立君 +2 位作者 吴泽超 李骏 郭鑫 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第6期707-711,716,共6页
油茶花苞采集暂未实现机械化,根据油茶花苞力学性能参数,设计一种旋扭式末端执行器。采用Inventor软件先进行结构建模,用四阶Runge-Kutta方法对动力学方程进行动力学响应分析,通过林地试验测试旋扭式末端执行器的性能。仿真和实验的结... 油茶花苞采集暂未实现机械化,根据油茶花苞力学性能参数,设计一种旋扭式末端执行器。采用Inventor软件先进行结构建模,用四阶Runge-Kutta方法对动力学方程进行动力学响应分析,通过林地试验测试旋扭式末端执行器的性能。仿真和实验的结果都验证了旋扭式末端执行器的可行性,为油茶花苞采集机器人的设计和运动规划提供了数据参考。 展开更多
关键词 农业机械 油茶花苞 末端执行器 动力学 RUNGE-KUTTA方法
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废旧锂离子电池搬运机器人末端执行器设计
14
作者 张洪生 邓泽 《机械传动》 北大核心 2024年第3期93-101,共9页
为了解决废旧锂离子电池回收问题,针对回收过程中的分拣步骤,设计了一种可以承载电池质量并适应不同尺寸的机器人末端执行器。介绍了末端执行器各个机构,并针对肘杆六杆机构进行了进一步校核,建立了六杆机构的运动学模型;使用遗传-BFGS(... 为了解决废旧锂离子电池回收问题,针对回收过程中的分拣步骤,设计了一种可以承载电池质量并适应不同尺寸的机器人末端执行器。介绍了末端执行器各个机构,并针对肘杆六杆机构进行了进一步校核,建立了六杆机构的运动学模型;使用遗传-BFGS(Genetic Algorithm-BFGS,GABFGS)拟牛顿法和粒子群-BFGS(Particle Swarm Optimization-BFGS,PSO-BFGS)拟牛顿法对六杆机构的杆长及位置参数进行优化,建立了六杆机构的动力学模型,计算并仿真校核了空载所需的驱动力,以及极限条件下搬运过程的径向力。研究提供了一种六杆传动机构的新思路,可为废旧锂离子电池分拣设备的研发提供参考。 展开更多
关键词 末端执行器 六杆机构 拟牛顿法 动力学仿真
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仿生咬合式末端执行器的结构与控制系统设计
15
作者 张英坤 《制造业自动化》 2024年第8期186-190,215,共6页
末端执行器是采摘机器人的关键功能部件之一,在确保采摘及时性、提高劳动效率等方面发挥着重要作用,但传统的机械扭断和剪刀剪断等采摘方式使得末端执行器在采摘过程中容易对果实造成机械损伤。为了解决该问题,基于蛇嘴的生理结构和捕... 末端执行器是采摘机器人的关键功能部件之一,在确保采摘及时性、提高劳动效率等方面发挥着重要作用,但传统的机械扭断和剪刀剪断等采摘方式使得末端执行器在采摘过程中容易对果实造成机械损伤。为了解决该问题,基于蛇嘴的生理结构和捕食机理,设计了一种新型仿生咬合式末端执行器,利用吸附机构吸附果实和咬合机构切断果柄实现果实与果柄的分离,利用柔性输送机构传输果实实现果实的无损收纳。在SolidWorks软件中设计了仿生咬合式末端执行器的三维机械结构,利用ADAMS模型仿真验证了该机构的运动合理性,并开发了分布式气动控制系统。 展开更多
关键词 采摘 末端执行器 仿生咬合 机械结构
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果蔬采摘机器人末端执行器研究现状 被引量：5
16
作者 胡皓若 张跃跃 +2 位作者 周佳良 陈青 王金鹏 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第4期231-236,共6页
目前果蔬采摘大多以人工采摘为主,存在效率低、采摘成本大等缺点,同时随着人口老龄化问题的日益严重,劳动力紧缺,制约农业的快速发展。末端执行器作为果蔬采摘机器人的关键部件,在很大程度上影响着采摘机器人的采摘率和损伤率,对末端执... 目前果蔬采摘大多以人工采摘为主,存在效率低、采摘成本大等缺点,同时随着人口老龄化问题的日益严重,劳动力紧缺,制约农业的快速发展。末端执行器作为果蔬采摘机器人的关键部件,在很大程度上影响着采摘机器人的采摘率和损伤率,对末端执行器的研究具有至关重要的意义。充分阐述当前国内外果蔬采摘机器人的研究现状。根据采摘方式和驱动方式的不同对采摘末端执行器进行归纳,总结出采摘过程中致损原因。通过列举典型采摘末端执行器,分析末端执行器在采摘过程中果实致损的原因;通过对现有采摘机器人末端执行器方案的具体参数对比梳理,提出存在识别定位不准、采摘效率低等问题,并从损伤率、采摘效率等方面对未来末端执行器进行展望。 展开更多
关键词 果蔬采摘 末端执行器 机器人 果实致损 智能化 机械化
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一种搭载机械臂的瓷砖铺贴末端执行器的设计
17
作者 陆亮 孙宁 王志鹏 《自动化应用》 2024年第1期123-126,共4页
针对手工铺贴瓷砖成本高、工作效率低、劳动强度大等问题,设计了一种搭载机械臂的瓷砖铺贴末端执行器。设计真空系统实现瓷砖吸放,设计惯性式激振器实现振动压实,利用激光测距传感器与边缘搜索方法检测定位。基于ROS开发了铺贴系统,实... 针对手工铺贴瓷砖成本高、工作效率低、劳动强度大等问题,设计了一种搭载机械臂的瓷砖铺贴末端执行器。设计真空系统实现瓷砖吸放,设计惯性式激振器实现振动压实,利用激光测距传感器与边缘搜索方法检测定位。基于ROS开发了铺贴系统,实现了搭载机械臂的瓷砖铺贴实验。结果表明,该装置能够实现300 mm×300 mm的瓷砖铺贴作业,重复定位标准偏差小于0.343 mm。 展开更多
关键词 机器人 瓷砖铺贴 末端执行器
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剪切式油茶花采摘末端执行器设计与实验 被引量：1
18
作者 吕辉 李立君 +2 位作者 赵青 吴泽超 郭鑫 《农机化研究》 北大核心 2024年第4期134-139,144,共7页
针对油茶花采摘难度大、效率低、劳动强度高等问题,通过采样试验分析了油茶花的生物学特性与力学特性,得到油茶花花茎剪切力为14.24N。设计了一种油茶花采摘末端执行器,其结构简单,动作灵活,质量轻便,是能够实现剪切式采摘的机械手爪。... 针对油茶花采摘难度大、效率低、劳动强度高等问题,通过采样试验分析了油茶花的生物学特性与力学特性,得到油茶花花茎剪切力为14.24N。设计了一种油茶花采摘末端执行器,其结构简单,动作灵活,质量轻便,是能够实现剪切式采摘的机械手爪。通过力学计算得知:在电推杆驱动下,末端执行器能够输出大小为62.5N的剪切力,并顺利将油茶花茎剪断采摘。通过Inventor软件建模和ANSYS有限元分析,确定油茶花采摘执行器的采摘刀爪为小变形,满足采摘要求。试验得到了油茶花采集选用采摘机械手爪的采摘可行性,为采用机械手采摘油茶花花朵的试验方案提供了理论支持,为采摘机器人的设计与试验提供了重要的数据参考。 展开更多
关键词 油茶花 末端执行器 剪切力 ANSYS
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柑橘采摘软体末端执行器的设计与试验 被引量：1
19
作者 黎梦婷 陈霖 +3 位作者 王键 谭云峰 胡森 唐座亮 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期122-131,共10页
为实现柑橘的无损采摘,本文设计了1款采摘软体末端执行器。基于Yeoh本构模型建立软体手指弯曲变形力学模型;借助有限元仿真进行中心组合设计试验,最终取最优组合参数为:气囊高度为7 mm、限制层厚度为3.5 mm、气室厚度为3 mm;通过MATLAB... 为实现柑橘的无损采摘,本文设计了1款采摘软体末端执行器。基于Yeoh本构模型建立软体手指弯曲变形力学模型;借助有限元仿真进行中心组合设计试验,最终取最优组合参数为:气囊高度为7 mm、限制层厚度为3.5 mm、气室厚度为3 mm;通过MATLAB拟合ANSYS有限元仿真结果,进行了力学模型修正;制作软体手指进行弯曲试验,验证了力学模型与有限元仿真可靠性;通过ANSYS有限元仿真得到软体手指充气压强为0.035~0.07 MPa,软体机械手即满足刚度要求又不损伤柑橘。搭建试验平台,得出最大气压下最大挤压力为18.13 N,试验证明采摘软体末端执行器无损夹持柑橘成功率为96.67%,平均采摘1个柑橘需要耗时3.54 s。 展开更多
关键词 有限元仿真 气动驱动 无损采摘 采摘末端执行器 软体机械手
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包覆式番茄采摘末端执行器的研究与设计 被引量：1
20
作者 皮杰 孔杰 +1 位作者 周科宏 柳军 《农机化研究》 北大核心 2024年第12期148-155,共8页
番茄大多是成簇生长,当在簇中采摘单个番茄时末端执行器容易受到非目标番茄的干扰,导致采摘成功率降低。为此,根据番茄的特点设计了一种具有新采摘策略的末端执行器,可在非目标番茄干扰的情况下成功地从簇中包裹住目标番茄并收获它。同... 番茄大多是成簇生长,当在簇中采摘单个番茄时末端执行器容易受到非目标番茄的干扰,导致采摘成功率降低。为此,根据番茄的特点设计了一种具有新采摘策略的末端执行器,可在非目标番茄干扰的情况下成功地从簇中包裹住目标番茄并收获它。同时,根据与目标番茄接触的非目标番茄数量对测试番茄进行分类,验证了末端执行器的性能。试验结果表明:整体采摘成功率为92.5%,整体无损采摘成功率为85%,非目标番茄与目标番茄的接触对采摘成功率的影响较小;只有2.5%的目标番茄轻微受损,2.5%的作物受损,5%的非目标番茄受损。因此,提出的具有新采摘策略的末端执行器是可行的,能够为今后的相关研究提供有价值的参考。 展开更多
关键词 番茄 采摘策略 末端执行器 包覆式
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