河南农业科学 ›› 2017, Vol. 46 ›› Issue (4): 147-150.

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基于机器人采摘的柑橘果柄切割力学特性研究

陈 燕1,蒋志林1,李嘉威1,邹湘军1,彭红星2,王佳盛1,刘威威1
  

  1. 1.华南农业大学 工程学院/南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广东广州 510642;2.华南农业大学 信息学院,广东 广州 510642
  • 收稿日期:2016-11-15 出版日期:2017-04-15 发布日期:2017-04-15
  • 作者简介:陈 燕(1964-),女,广东广州人,副教授,硕士,主要从事农业机器人、农业机械装备研究。E-mail:313786159@qq.com
  • 基金资助:
    广东省科技计划项目(2014A020208091,〖KG-*5〗2015A020209120,〖KG-*5〗2015A020209111);广东省自然科学基金项目(2015A030310258);国家自然科学基金项目(31571568)

  • Received:2016-11-15 Published:2017-04-15 Online:2017-04-15

摘要:  为了给柑橘采摘机器人切割装置设计提供依据,根据采摘时被切割果柄弯曲的工作状态,设计了果柄切割夹持试验架,对柑橘果柄进行了不同切割条件的切割试验。结果表明:切割过程中,柑橘果柄发生弯曲,随着滑切角增大,果柄产生的起始裂纹从外侧转移到内侧,同时果柄切口更光滑;切割速度、刀具形式和滑切角均显著影响柑橘果柄的切割力学参数;随着切割速度的增大,峰值切割力、切割功率和切割位移均先快速减小,然后缓慢减小;随着滑切角的增大,峰值切割力减小,但切割位移先减少后增大;当滑切角为0°时,相比平刀和齿刀,弧刀对柑橘果柄的峰值切割力和切割位移最少;采用平刀切割,滑切角不应太大,以免切割位移过大,降低采摘速度;使用齿刀切割,滑切角应大于30°,不但峰值切割力大大减小,而且切割位移增加也较小。

关键词: 机器人, 柑橘果柄, 切割试验, 力学特性, 切割速度, 刀具形式, 滑切角