旋转式两工位名优茶采摘收集一体末端执行器设计与试验

作     者：陈建能 陈倩雯 刘林敏 贾江鸣 贺磊盈 赵新雨 姚坤 

作者机构：浙江理工大学机械与自动控制学院 浙江省种植装备技术重点实验室 浙江省松阳县农业农村局 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U23A20175、52305289) 浙江省领雁计划项目(2022C02052) 财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系项目(CARS-19) 

主　　题：名优茶 采摘机器人 末端执行器 两工位 二次回归分析 旋转式 

摘      要：针对现有的名优茶采摘末端执行器存在着结构复杂、单工位工作效率低或切口氧化发红的问题，设计了一种结构简单、工作效率高、采摘质量佳的采摘收集一体的旋转式两工位末端执行器。执行器两端软体采摘手指通过正反转循环处于采摘和收集工位，实现采摘与收集功能。通过对末端执行器采收动作进行分析和预试验，得到影响末端执行器采收成功率的因素：舵机臂转角、安装板转速和硅胶厚度。采用Box-Behnken研究各因素对茶叶采收成功率的影响，以采收成功率为响应值建立二次回归模型，得到影响显著性的主次排序为：安装板转速、舵机臂转角、硅胶厚度。利用Design-Expert软件，以采收成功率为目标，对各因素进行优化得到最佳参数：安装板转速n=265.329(°)/s，舵机转角△θ=40°，硅胶厚度d=4.986mm。对优化后的参数取整并进行试验，试验值与预测值的相对误差小于5%。本文研究的旋转式两工位名优茶采摘收集一体末端执行器能够实现高质高效采摘和收集。