香蕉采摘机械手夹持装置仿真优化设计

香蕉机械化自动采摘的采摘对象为成串香蕉,要求采摘机械手的夹持装置具有一定的强度和刚度。针对此特点,在提出一种香蕉采摘机械手夹持装置结构的基础上,用三维建模软件Pro/E进行了夹持装置的参数化建模设计;对所构造的三维模型,应用ANSYS Workbench对夹持装置关键部件夹持杆及支撑杆的结构设计参数进行了多目标优化设计,分析了载荷与变形之间的关系,得到优化的结构方案,并制作实体样机验证了优化设计的可行性,为香蕉采摘夹持装置的结构设计提供了理论依据。     

名优茶采摘机器人的系统设计与试验

针对名优茶采摘劳动力短缺的现状,设计了一种适用于自然环境下作业的名优茶采摘机器人。系统由采摘机械手、3P-Delta机械臂、视觉系统和主控系统构成。机器人通过深度相机获取茶蓬图像,利用深度学习和骨架法计算采摘点。从名优茶的生长特征出发,建立了机械臂采摘轨迹模型,采用Bézier曲线对茶叶采摘路径进行优化,降低了机械臂在快速运动过程中的加速度突变,提高了采摘运动的平滑性。利用虚功原理建立机械臂动力学模型,基于滑模控制设计了机械臂采摘控制策略,优化了控制算法中的指数趋近律,有效地抑制了滑模面在快速趋近时的抖振现象。实地测试结果表明,采摘机器人能够实现名优茶的采摘,采摘率和完整率分别为75.53%和54.68%,平均采摘速度为0.451颗/s。