剪切-收集一体式茶叶采摘末端执行器设计与试验

作者：林桂潮; 陈定贤; 陈嘉辉; 钟凯勇; 蔡柳坚; 林帆; 郑晓鑫; 李汪珩

来源：机电工程技术, 2023, 52(09): 42-45+172.

• 茶叶采摘机器人
• 末端执行器
• 平面连杆机构

为了使茶叶采摘机器人能高效连贯地采摘嫩芽，末端执行器应同时具有剪切和收集功能。为此，设计一种剪切—收集一体式采摘末端执行器。以英红九号为对象，测定茶嫩芽外形尺寸和茎秆剪切力学特性；设计一种新型的单自由度平面连杆机构对茶嫩芽进行剪切和抛扬，收集和收纳被扬出的茶嫩芽；对平面连杆机构进行静力学分析，结果表明所产生的剪切力大于剪断茶嫩芽茎秆所需的最大剪切力。仿真实验结果表明：当舵机角速度为310（°）/s时，末端执行器作业时间约为1 s，效率较高，但存在一定动载荷。田间实验表明：末端执行器对茶嫩芽的平均采摘成功率为75%，平均采摘时间为1.5 s。该末端执行器结构简单，具有剪切和收集功能，能够满足茶叶采摘机器人作业需求。

• 单位
  仲恺农业工程学院; 机电工程学院