機(jī)械與電子工程學(xué)院劉平團(tuán)隊在《Computers and Electronics in Agriculture》在線發(fā)表了題為《A bionic adaptive end-effector with rope-driven fingers for pear fruit harvesting》，研究生李明為該論文的第一作者，劉平教授為該論文的通訊作者。

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，越來越多的水果收獲機(jī)器人被應(yīng)用到實際的生產(chǎn)中來。在水果收獲機(jī)器人的研制過程中，采摘末端執(zhí)行器是最為關(guān)鍵的一環(huán)，直接影響采摘收獲的作業(yè)效率。該研究以梨果收獲為例，提出了一種仿生自適應(yīng)繩驅(qū)梨果采摘末端執(zhí)行器，以提高梨果收獲機(jī)器人的采摘作業(yè)效率，降低梨果的損傷率。

針對自然環(huán)境中梨果表皮脆弱，采摘過程中易受損傷問題，該研究仿生人手進(jìn)行了末端執(zhí)行器的建模與研制。該末端執(zhí)行器仿照人手結(jié)構(gòu)，采用繩驅(qū)的方式驅(qū)動手指完成抓握動作；末端執(zhí)行器指節(jié)內(nèi)側(cè)貼裝有自研夾持力傳感器，可實時監(jiān)測和控制手指包絡(luò)抓取的夾持力，防止對梨果造成損傷；此外，該末端執(zhí)行器的指節(jié)上還貼裝有自研姿態(tài)傳感器，以實時監(jiān)測各手指的姿態(tài)與位置，使之運行在安全的工作空間和工作狀態(tài)下，進(jìn)一步提高抓取的效率；最終該末端執(zhí)行器可安裝在梨果收獲機(jī)器人不同型號機(jī)械臂的末端，實現(xiàn)靈活作業(yè)。

該研究構(gòu)建了梨果收獲采摘平臺，并進(jìn)行了模擬采摘試驗。試驗結(jié)果表明，該研究提出的仿生自適應(yīng)繩驅(qū)梨果采摘末端執(zhí)行器對不同品種、形狀和大小的梨果具有自適應(yīng)抓取能力，抓取過程穩(wěn)定，抓取動作響應(yīng)速度快，可實現(xiàn)無損傷抓取，對促進(jìn)梨果收獲自動化與智能化有重要意義，為后續(xù)水果采摘末端執(zhí)行器的研究提供了學(xué)術(shù)和工程參考。

圖1 人手抓取采摘動作參考

圖2 實驗室模擬抓取采摘試驗

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compag.2023.107952

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波