基于表皮损伤的黄瓜采摘臂结构参数优化

作者：高国华; 郑玉航^*; 马帅

来源：农机化研究, 2019, 41(11): 8-16.

DOI：10.13427/j.cnki.njyi.2019.11.002

• 黄瓜采摘
• 机械臂
• 机构分析
• 运动分析

为提高黄瓜机械化采摘的可行性,针对采摘机械臂这一关键部分展开研究,并制作了黄瓜采摘机械臂样机。针对在实验中出现的表皮损伤采摘失败现象,设计实验对黄瓜的物理和力学性能参数进行了测量,包括黄瓜的密度、平均长度、弹性模量及泊松比及恢复系数。在此基础上,对采摘机械臂进行机构运动分析和研究,并通过建立黄瓜与机构作用过程的受力过程及理论模型,分析了黄瓜运动碰撞过程中关键物理参数的变化情况,得到了黄瓜机械臂采摘中造成黄瓜表皮损伤的关键参数因素。通过理论分析与样机试验相结合的方式,对这些参数进行优化改进,分析得到当滑道接触点之上部分的黄瓜长度a为0. 293m、切断时黄瓜与水平方向夹角α为0. 638 1 rad,即采摘切刀段到滚轮垂直距离h为0. 174 5 m、采摘臂伸出端长度d为0. 235 3 m时,黄瓜与滑道碰撞时的碰撞力小于11. 3N,黄瓜表皮不会被损伤,表明优化结果具有很好的准确性和有效性。研究结果可以为黄瓜采摘领域中设备的研制与开发提供重要参考。

• 单位
  北京工业大学