Análisis de las características mecánicas del manipulador de selección suave de estereolitografía y su aplicación en la recolección de frutas y verduras
Autores: Zhuang, Yu; Guo, Yanling; Li, Jian; Shen, Liuyang; Wang, Zhentao; Sun, Maoxiang; Wang, Jinfeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de las características mecánicas del manipulador de selección suave de estereolitografía y su aplicación en la recolección de frutas y verduras
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Procesos de fabricación
Manipulador suave
Fuerza de agarre
Frutas
Verduras
Presión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Centrándose en los problemas de los procesos de fabricación complejos y la unión inestable después de la fabricación individual en los métodos actuales de formación de manipuladores blandos, este estudio investigó las características mecánicas de un manipulador de selección blando impulsado neumáticamente formado por el proceso de estereolitografía (SLA) y evaluó su aplicación en la sujeción de frutas y verduras. El manipulador de selección blando consta principalmente de tres actuadores blandos diseñados en una estructura plegada integrada para simplificar el proceso de fabricación en comparación con uno convencional. Se creó un modelo de elementos finitos (FEM) del actuador para analizar la capacidad de deformación por flexión bajo diferentes presiones, y los resultados simulados coinciden bien con los experimentales. Bajo una presión de 60 kPa, la fuerza máxima de sujeción para la sujeción de la punta del dedo y la sujeción del sobre es de 3,94 N y 8,87 N, respectivamente. Se examinaron las pruebas de sujeción de varias frutas y verduras de diferentes pesos y tamaños por el manipulador blando, y los resultados mostraron que el manipulador tiene una fuerte adaptabilidad. Para frutas y verduras esféricas y alargadas, el tiempo de finalización para la sujeción es de aproximadamente 8,59 +/- 1,26 s y 10,99 +/- 1,79 s, respectivamente, y para las de formas irregulares, la presión se incrementa según la estabilidad de sujeción aumentada. Este estudio puede proporcionar una base para el desarrollo de un manipulador blando para clasificar y recoger frutas y verduras.
Descripción
Centrándose en los problemas de los procesos de fabricación complejos y la unión inestable después de la fabricación individual en los métodos actuales de formación de manipuladores blandos, este estudio investigó las características mecánicas de un manipulador de selección blando impulsado neumáticamente formado por el proceso de estereolitografía (SLA) y evaluó su aplicación en la sujeción de frutas y verduras. El manipulador de selección blando consta principalmente de tres actuadores blandos diseñados en una estructura plegada integrada para simplificar el proceso de fabricación en comparación con uno convencional. Se creó un modelo de elementos finitos (FEM) del actuador para analizar la capacidad de deformación por flexión bajo diferentes presiones, y los resultados simulados coinciden bien con los experimentales. Bajo una presión de 60 kPa, la fuerza máxima de sujeción para la sujeción de la punta del dedo y la sujeción del sobre es de 3,94 N y 8,87 N, respectivamente. Se examinaron las pruebas de sujeción de varias frutas y verduras de diferentes pesos y tamaños por el manipulador blando, y los resultados mostraron que el manipulador tiene una fuerte adaptabilidad. Para frutas y verduras esféricas y alargadas, el tiempo de finalización para la sujeción es de aproximadamente 8,59 +/- 1,26 s y 10,99 +/- 1,79 s, respectivamente, y para las de formas irregulares, la presión se incrementa según la estabilidad de sujeción aumentada. Este estudio puede proporcionar una base para el desarrollo de un manipulador blando para clasificar y recoger frutas y verduras.