基于荔枝采摘机器人的果梗旋切刀结构优化设计

摘要

旋切刀是采摘机器人末端执行器切割装置的核心部件,其合理的结构设计是实现荔枝果串与母枝分离的关键.基于机器人采摘的农业技术要求,首先,对旋切刀进行运动建模及静力学分析,然后,根据弹性力学理论,建立荔枝果梗切割的横向切削模型,推导出切削力理论计算公式,最后,利用ANSYS/LS-DYNA软件进行数值计算,验证刀具设计的有效性.结果表明:本文所提出刀具的结构特性和尺寸参数能满足机器人作业要求,切割果梗的最大切割力为4.92N,达到了节能减阻的目的.研究成果为旋切刀优化设计和果梗切断机理研究提供了理论基础.