針對現(xiàn)有蔬菜嫁接機器人單手爪夾持搬運機構作業(yè)時需要在上苗、切削和對接工位往復旋轉(zhuǎn)作業(yè),限制了機器嫁接生產(chǎn)效率,存在夾持傷苗、操作人員上苗等待時間過長、易疲勞等問題,設計了一種四手爪柔性夾持搬運機構,能夠?qū)崿F(xiàn)上苗、切削和對接工位同步作業(yè),以及秧苗柔性夾持與快速搬運,有助于提高機器嫁接效率。提出了基于緩沖材料的柔性夾持手爪和夾持力調(diào)節(jié)方法,分析了不同厚度EVA緩沖材料的壓縮力學特性,得到緩沖墊完全閉合夾持條件下對不同秧苗的夾持力。利用ADAMS軟件建立夾持搬運機構動力學仿真模型,分析了秧苗不同夾持力與旋轉(zhuǎn)位移的變化規(guī)律,得出當夾持力小于0.4 N時秧苗脫離了夾持手的束縛,夾持力大于3.5 N時秧苗夾持與旋轉(zhuǎn)作業(yè)穩(wěn)定。機構性能試驗結果表明:選取白籽南瓜苗和黃瓜苗為測試對象,柔性夾持手爪平均夾苗成功率為98.5%,比弧形夾持手提高4.5個百分點,傷苗率降低3.5個百分點,柔性夾苗效果顯著;該機構嫁接平均速度為1 052株/h,是同類型單手爪嫁接機作業(yè)效率的1.72倍,嫁接成功率為96.67%,大幅提高了嫁接機器人生產(chǎn)效率,能夠滿足工廠化嫁接育苗生產(chǎn)需求。本文研究結果可為高速嫁接機器人的夾持搬運... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機械學報. 2020,51(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

夾持搬運機構結構示意圖

嫁接工位布局設計如圖2所示。砧木與接穗夾持搬運機構左右對稱安裝于平臺上，二者相對旋轉(zhuǎn)運動。平臺兩側設為上苗工位，下部90°位置設為切削工位，對稱中心180°位置設為對接工位，上部270°位置設為空位，3工位同步順序作業(yè)實現(xiàn)夾持搬運機構每旋轉(zhuǎn)90°即可完成一株嫁接苗。夾持搬運機構在對接工位耗時大于上苗和切削工位作業(yè)時間，因此，每株嫁接苗生產(chǎn)時間以對接工位耗時進行計算。工作時，首先將砧木和接穗夾持搬運機構進行復位，1號夾持手從上苗工位取出秧苗，旋轉(zhuǎn)臺驅(qū)動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90°，將1號夾持手和秧苗輸送至切削工位并完成切削作業(yè)，此時2號夾持手從上苗工位取苗;旋轉(zhuǎn)臺繼續(xù)驅(qū)動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90°，將1號夾持手和秧苗輸送至對接工位并完成對接與上夾作業(yè)，隨后釋放第1株嫁接苗，此時2號夾持手和秧苗被輸送至切削工位并完成切削作業(yè)，3號夾持手從上苗工位完成取苗;旋轉(zhuǎn)臺再次驅(qū)動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90°，2號夾持手和秧苗被輸送至對接工位完成對接與上夾作業(yè)，并釋放第2株嫁接苗，此時3號夾持手被輸送至切削工位完成切削作業(yè)，1號夾持手在上苗工位重新取苗，依次類推完成嫁接循環(huán)作業(yè)。

尺寸定位夾持手的夾口形狀一般為弧形或V形結構，對秧苗的適應性較差，存在苗莖夾持損傷或夾持不穩(wěn)定等問題。因此，提出一種基于緩沖材料控制夾持力的柔性夾持方法，夾持力取決于緩沖墊厚度T和夾持距離t，如圖3所示。緩沖墊的力學特性與材料硬度、厚度和形變量有關，通過調(diào)整緩沖墊的夾持距離能夠精準控制秧苗夾持力，緩沖墊壓縮力學特性是秧苗柔性夾持控制的主要依據(jù)。

【參考文獻】：
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碩士論文
[1]基于視覺的穴盤苗莖參數(shù)盤上檢測裝置研究[D]. 彭曙.浙江理工大學 2017
[2]嫁接用苗培育系統(tǒng)及外觀特征檢測方法的研究[D]. 王霞霞.西北農(nóng)林科技大學 2014



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