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

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zui終，在兩者研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建立了末端CAMOZZI執(zhí)行器與剛?cè)狁詈洗Ｐ偷穆?lián)合動力學(xué)仿真，并基于不同偏差程度對激勵(lì)速率與脫落率關(guān)系進(jìn)行了探究。主要研究工作如下：葡萄果穗物理特性及力學(xué)特性研究。首先提出了“撓性桿-黏彈鉸鏈-剛性桿-質(zhì)量球”復(fù)合果穗模型，進(jìn)而由試驗(yàn)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(zhì)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(qiáng)度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。末端CAMOZZI執(zhí)行器設(shè)計(jì)及試驗(yàn)?；谄咸阎魉胼S作業(yè)對象，對現(xiàn)有末端CAMOZZI執(zhí)行器進(jìn)行夾剪受力分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有機(jī)構(gòu)存在夾剪力不足的問題。進(jìn)而從傳動結(jié)構(gòu)、指端夾剪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；并利用ADAMS軟件進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)仿真分析，證明了優(yōu)化后機(jī)構(gòu)的合理有效性；zui終，通過對優(yōu)化前、后的CAMOZZI執(zhí)行器進(jìn)行夾剪對比試驗(yàn)，進(jìn)一步證明了優(yōu)化機(jī)構(gòu)效果良好，滿足高速作業(yè)要求。串果果穗剛?cè)狁詈险駝幽Ｐ徒⑴c分析。由果穗物理特性及力學(xué)特性研究、激光3D掃描技術(shù)、基于正態(tài)分布特征的多個(gè)果粒與梗間鉸鏈的隨機(jī)化添加，構(gòu)建得到具備組元個(gè)體差異性的剛?cè)狁詈瞎胝駝臃抡婺Ｐ?。并利用高速攝影機(jī)觀測到不同階段仿真與實(shí)測的果穗各果粒擺角均值、標(biāo)準(zhǔn)差相差均在2%和6.6%以內(nèi)，證明模型合理有效。末端CAMOZZI執(zhí)行器、復(fù)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(lì)對果穗振動和脫落影響的規(guī)律，進(jìn)行剪切與夾持主穗軸截段耦合，以此建立了夾-剪復(fù)合剛?cè)峁胝駝幽Ｐ停?shí)現(xiàn)了末端CAMOZZI執(zhí)行器機(jī)電系統(tǒng)與果穗生物對象聯(lián)合仿真建模。基于該聯(lián)合仿真模型，首先進(jìn)行了偏差激勵(lì)分析，zui終進(jìn)行了不同偏差程度下的仿真試驗(yàn)，結(jié)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(shí)為0.57s時(shí)，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(shè)計(jì)以及果穗振動耦合模型建立的基礎(chǔ)上，探究了果穗機(jī)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(yùn)等領(lǐng)域研究提供重要思路與借鑒方法。