本文關(guān)鍵詞：多功能蜓爪式仿生末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)　出處：《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)》2017年08期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：為實(shí)現(xiàn)利用同一機(jī)械手柔順抓取各種形狀果蔬,并且在保證抓取效率的前提下,有效避免末端執(zhí)行器對果蔬的損害,設(shè)計(jì)了一種基于仿生原理的多功能蜓爪式末端執(zhí)行器。首先通過體式顯微鏡將蜻蜓各爪指的相關(guān)物理信息轉(zhuǎn)換為具有指導(dǎo)意義的數(shù)據(jù)和量化模型,并采用理論分析與數(shù)學(xué)建模的方法,確定了機(jī)械手前后爪腿節(jié)、脛節(jié)與跗節(jié)的長度分別為36、48、31 mm,機(jī)械手中爪腿節(jié)、脛節(jié)與跗節(jié)的長度分別為48、48、36 mm;在此基礎(chǔ)上,采用D-H法建立了該欠驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)模型,繪制了機(jī)械手的包絡(luò)空間區(qū)域,進(jìn)而得到機(jī)械手能夠完全包絡(luò)各種形態(tài)果蔬的主要抓取部位;最后,應(yīng)用并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺和串聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺開展靜態(tài)抓取破壞試驗(yàn),測定了損傷力極限值,并進(jìn)行了果蔬抓取試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,仿生機(jī)械手對番茄、蘋果、柿子椒和茄子的平均抓取成功率分別為90.7%、88.6%、87.9%和87.2%,損傷率分別為4.3%、0.7%、3.6%和2.1%;可見該仿生末端執(zhí)行器能夠較好地實(shí)現(xiàn)對各種形態(tài)果蔬柔順、穩(wěn)定的無損抓取。
[Abstract]:In order to make use of the same mechanical hand complaisant various shapes of fruits and vegetables, and under the premise of ensuring capture efficiency, effectively avoid the end effector of fruit damage, the design of a multifunctional foot claw end actuator based on the principle of bionics. Firstly, through the microscope will be the dragonfly fingers related physical information into the data and the quantitative model has guiding significance, and adopts the methods of theoretical analysis and mathematical modeling, the manipulator and femur tibia tarsal claw, and the length were 36,48,31 mm, mechanical hand claw and femur, tibia tarsus length were 48,48,36 mm; on this basis, established the model of underactuated the end effector motion by D-H method, draw the regional enveloping space manipulator, and the manipulator can grasp the main parts of various fruits and vegetables shape completely envelope; finally, the online application and The platform and serial mechanism platform to carry out static crawl failure test, damage force determination limit, and fruit and vegetable grasping experiments. Experimental results show that the bionic manipulator for apple, tomato, eggplant and pepper crawling average success rates were 90.7%, 88.6%, 87.9% and 87.2%, the damage rate is respectively 4.3%, 0.7%. 3.6% and 2.1%; the bionic end effector can achieve better compliance of various forms of fruits and vegetables, nondestructive grasping stability.

【作者單位】： 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院;浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51405078) 中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2014M561318) 黑龍江省博士后基金項(xiàng)目(LBH-Z13022) 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)骨干項(xiàng)目(518020)
【分類號】：TP242
【正文快照】： 引言利用農(nóng)業(yè)智能裝備摘取和分選果蔬的過程中,末端執(zhí)行器作為機(jī)器人接觸果實(shí)的重要工作部件被安裝于機(jī)械手臂前端,其工作對象的外表較為脆弱,形狀及生長狀況也十分復(fù)雜。因此,末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)通常被認(rèn)為是農(nóng)業(yè)機(jī)器人的核心技術(shù)之一[1-3]。20世紀(jì)90年代,KONDO等[4]設(shè)計(jì)了一種

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本文編號：1396345