【摘 要】
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为了减少机器人自动采摘过程中机械手抓取苹果时的碰撞、挤压损伤,对机械手与苹果接触过程中果皮内部应力变化及内部破坏形式进行分析和研究.通过计算与试验相结合的方法得到
【机 构】
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江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室,南京210096江苏大学机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室,镇江212013
【出 处】
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2014年“农业电气化与信息化工程与学科创新发展”学术年会
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为了减少机器人自动采摘过程中机械手抓取苹果时的碰撞、挤压损伤,对机械手与苹果接触过程中果皮内部应力变化及内部破坏形式进行分析和研究.通过计算与试验相结合的方法得到了苹果表皮、果皮和果核三个不同部分的力学参数,建立了单个苹果由这三个部分构成的三层实体力学模型.
在以上基础之上,将苹果表皮、果皮和果核三部分弹性模量分别取多次试验的平均值,通过有限元分析软件ANSYS建立了苹果所对应的有限元模型,模拟苹果与平面和弧形手指的接触过程,进而得到苹果表皮、果皮和果核三部分的节点Von Mises应力云图.Von Mises应力云图表明,加载过程中,表皮处的应力最大,果皮处的应力次之,但由于破坏应力较小,果皮最易受到损伤,同时,当加载力相同时,与刚性平面手指相比,刚性弧面手指对苹果造成的形变较小,苹果各部分的应力也要小些,因此,对果皮内部造成机械损伤的概率相对较小.该研究结果可以实现苹果损伤的快速、准确预测和评估,并为苹果采摘机器人的减损结构优化设计提供参考依据.
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