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21世纪是农业机械化发展的重要时期。果蔬采摘时,末端执行器抓取或夹持力过大,易压伤果蔬外表,这个问题是设计末端执行器的核心问题之一。为了实现果蔬的无损采摘,采用了欠驱动原理设计出一种结构简单、通用性强的机械手爪。欠驱动机构的执行器个数小于机构本身自由度数目,这样的设计使得机械手具有简单可靠的特点,抓取物体时具有形状自适应能力,手指可完全包络果蔬,通过力闭环反馈控制最大接触力来实现无损采摘。 根据欠驱动原理,对欠驱动机械手进行结构设计,在solidworks中建立其三维模型。由于本文所设计的为滑轮绳索式欠驱动机械手,而 adams/cable模块能够很好对滑轮绳索建模,故将solidworks中的三维模型导入到adams中进行完整三维模型建立,并在adams中对所设计的欠驱动机械手进行运动学仿真,验证其可行性。 为实现对果蔬的无损稳定抓取,对欠驱动机械手与果蔬的接触力的控制显得尤为重要。但欠驱动机械手抓取果蔬的数学模型难以建立,故本文采用不需要精确数学模型而是依靠专家的操作经验的模糊控制法对其抓取力进行控制。将近指、远指与指定接触力大小的差值作为模糊控制器的输入,驱动力作为输出。在对模糊控制器设计之前,需在adams中模拟仿真其在不同驱动力的作用下,分析欠驱动机械手对果蔬的包络抓取情况以及近指、远指与果蔬的接触力的大小变化。依据接触力变化完成对论域的划分以及模糊规则的总结。 通过adams与simulink的联合仿真,可以明显的看出欠驱动机械手能够较好的实现对果蔬的包络抓取,且近指、远指与果蔬的接触力均满足抓取要求能够实现对果蔬无损稳定抓取。