柑橘机器人夹持损伤有限元预测及试验验证

• 作者: 李嘉威 王佳盛 蒋志林 谈建豪 邹湘军 陈燕
• 来源期刊: 华南农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 柑橘 机器人夹持 力学参数 损伤预测 有限元 指面形式
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 页码范围: 98-102
• 页数: 5页
• 分类号: TP241|S22
• 字数: 3271字
• 语种: 中文

摘要

【目的】研究作业机器人不同夹持条件下柑橘的内部应力变化,预测并分析柑橘的夹持损伤。【方法】测定柑橘各组分的力学参数；根据柑橘结构建立其所对应的有限元模型,模拟机器人不同指面夹持柑橘的过程；利用自行设计的末端夹持平台对柑橘实物进行夹持验证试验。【结果】柑橘的纵向果皮和果肉的弹性模量分别为11．408和0．277 MPa,极限应力分别为1．250和0．048 MPa。模拟试验中,得到柑橘果皮和果肉的等效应力分布图；柑橘果皮应力大于果肉；由于果肉的极限应力小于果皮,果肉的损伤先于果皮；相同夹持力下,弧指比平指对柑橘果皮和果肉作用应力小；平指夹持力为23 N时,果肉出现损伤,但弧指夹持力为45 N时,果肉才出现损伤；当夹持力分别为12、23、34、45、56、67 N时,平指比弧指夹持的柑橘果肉损伤率分别大0、10%、30%、40%、20%、20%。夹持试验结果验证了模拟预测试验。【结论】可实现柑橘夹持损伤预测和评估,可为柑橘作业机器人的减损结构设计提供依据。