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果穗振動耦合康茂盛CAMOZZI執(zhí)行器
在成串果實的機器人采摘中，快速作業(yè)可能引起懸掛果穗的振蕩進而導致果粒的脫落。因此，為實現(xiàn)機器人串果高速采摘作業(yè)中引起的“減振低脫”目標，以葡萄為研究對象，首先對現(xiàn)有末端CAMOZZI執(zhí)行器進行了優(yōu)化設計，并通過夾剪試驗證明了優(yōu)化的效果可滿足要求；同時提出了一種面向穗軸激勵輸入的果穗仿真模型。

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zui終，在兩者研究的基礎上，進一步建立了末端CAMOZZI執(zhí)行器與剛柔耦合串果模型的聯(lián)合動力學仿真，并基于不同偏差程度對激勵速率與脫落率關系進行了探究。主要研究工作如下：葡萄果穗物理特性及力學特性研究。首先提出了“撓性桿-黏彈鉸鏈-剛性桿-質量球”復合果穗模型，進而由試驗確定了多級梗間鉸鏈彈性系數(shù)與阻尼系數(shù)、果粒尺寸與質量的正態(tài)分布規(guī)律，獲得了主穗軸的抗彎特性，并對柄-果連接強度進行了統(tǒng)計。末端CAMOZZI執(zhí)行器設計及試驗?；谄咸阎魉胼S作業(yè)對象，對現(xiàn)有末端CAMOZZI執(zhí)行器進行夾剪受力分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有機構存在夾剪力不足的問題。進而從傳動結構、指端夾剪機構進行了優(yōu)化設計；并利用ADAMS軟件進行了機構的運動學、動力學仿真分析，證明了優(yōu)化后機構的合理有效性；zui終，通過對優(yōu)化前、后的CAMOZZI執(zhí)行器進行夾剪對比試驗，進一步證明了優(yōu)化機構效果良好，滿足高速作業(yè)要求。串果果穗剛柔耦合振動模型建立與分析。由果穗物理特性及力學特性研究、激光3D掃描技術、基于正態(tài)分布特征的多個果粒與梗間鉸鏈的隨機化添加，構建得到具備組元個體差異性的剛柔耦合果穗振動仿真模型。并利用高速攝影機觀測到不同階段仿真與實測的果穗各果粒擺角均值、標準差相差均在2%和6.6%以內，證明模型合理有效。末端CAMOZZI執(zhí)行器、復合果穗聯(lián)合建模與偏差采摘分析。為探究取果階段夾、剪激勵對果穗振動和脫落影響的規(guī)律，進行剪切與夾持主穗軸截段耦合，以此建立了夾-剪復合剛柔果穗振動模型，并實現(xiàn)了末端CAMOZZI執(zhí)行器機電系統(tǒng)與果穗生物對象聯(lián)合仿真建模?；谠撀?lián)合仿真模型，首先進行了偏差激勵分析，zui終進行了不同偏差程度下的仿真試驗，結果表明：采摘過程中偏差對振動脫落存在顯著影響，因此得到通過降低偏差程度來減少振動脫落是可行的（在輕微偏差程度下若采摘用時為0.57s時，脫落率不超過0.95%）。

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綜上，在對末端CAMOZZI執(zhí)行器優(yōu)化設計以及果穗振動耦合模型建立的基礎上，探究了果穗機器采摘的振動與脫落規(guī)律。并且，對葡萄對象的研究思路，也可為其他串果的振動收獲、移送、儲運等領域研究提供重要思路與借鑒方法。