Investigación sobre un mecanismo novel de ajuste de orientación (COAM) y control de guía de visión de máquina
Autores: Yan, Guo-Qi; Liang, Jia-Yu; Chen, Qiu-Shuo; Liang, De-Yu; Zhou, Xi-En; Mo, Jia-Si
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre un mecanismo novel de ajuste de orientación (COAM) y control de guía de visión de máquina
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Pelado
Ajuste de orientación
Tallo
Eficiencia
Estandarización
Producción automatizada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El procesamiento inicial de la fruta implica pelarla como un paso crucial. Actualmente, existe equipo de pelado semiautomático disponible. Sin embargo, debido a la necesidad de ajustar la orientación de la fruta para asegurar que el tallo (o el ombligo) esté hacia arriba antes de pelar y porque el proceso de pelado debe conservar el tallo como marcador para la recolección de frutas frescas, la carga de frutas para pelar aún depende únicamente de la operación manual, lo que resulta en una eficiencia baja y una escasa estandarización. Con el rápido crecimiento de la industria de la pericarpio, el equipo de procesamiento semiautomático ya no puede satisfacer las demandas de producción. El problema de carga antes del pelado es un problema complejo de coordinación mano-ojo. En respuesta a este problema, este documento propone un mecanismo novedoso de ajuste de orientación (COAM). Este mecanismo utiliza la fuerza de fricción para ajustar la orientación de la fruta. Primero, se realizó el diseño conceptual y el análisis de modelado cinemático del mecanismo. A continuación, se optimizaron los rodillos omnidireccionales impulsados por fricción en el diseño. Posteriormente, se fabricó un prototipo y se ensambló para realizar pruebas de validación sobre su rendimiento de movimiento en lazo abierto. Finalmente, se introdujo un algoritmo guiado por retroalimentación visual para complementar el modelo cinemático, lo que permite el ajuste automático y rápido de la orientación. Los resultados experimentales indican que el COAM diseñado en este estudio puede ajustar efectiva y rápidamente la orientación de frutas de diferentes tamaños y formas. Demuestra una fuerte adaptabilidad y, bajo la guía de retroalimentación visual, el error de ajuste de orientación es inferior al 10% del diámetro de la fruta. Esto cumple con los requisitos para la producción automatizada en el procesamiento inicial de frutas. La investigación presentada en este documento también proporciona nuevas perspectivas para el ajuste de orientación y la carga de frutas esféricas similares.
Descripción
El procesamiento inicial de la fruta implica pelarla como un paso crucial. Actualmente, existe equipo de pelado semiautomático disponible. Sin embargo, debido a la necesidad de ajustar la orientación de la fruta para asegurar que el tallo (o el ombligo) esté hacia arriba antes de pelar y porque el proceso de pelado debe conservar el tallo como marcador para la recolección de frutas frescas, la carga de frutas para pelar aún depende únicamente de la operación manual, lo que resulta en una eficiencia baja y una escasa estandarización. Con el rápido crecimiento de la industria de la pericarpio, el equipo de procesamiento semiautomático ya no puede satisfacer las demandas de producción. El problema de carga antes del pelado es un problema complejo de coordinación mano-ojo. En respuesta a este problema, este documento propone un mecanismo novedoso de ajuste de orientación (COAM). Este mecanismo utiliza la fuerza de fricción para ajustar la orientación de la fruta. Primero, se realizó el diseño conceptual y el análisis de modelado cinemático del mecanismo. A continuación, se optimizaron los rodillos omnidireccionales impulsados por fricción en el diseño. Posteriormente, se fabricó un prototipo y se ensambló para realizar pruebas de validación sobre su rendimiento de movimiento en lazo abierto. Finalmente, se introdujo un algoritmo guiado por retroalimentación visual para complementar el modelo cinemático, lo que permite el ajuste automático y rápido de la orientación. Los resultados experimentales indican que el COAM diseñado en este estudio puede ajustar efectiva y rápidamente la orientación de frutas de diferentes tamaños y formas. Demuestra una fuerte adaptabilidad y, bajo la guía de retroalimentación visual, el error de ajuste de orientación es inferior al 10% del diámetro de la fruta. Esto cumple con los requisitos para la producción automatizada en el procesamiento inicial de frutas. La investigación presentada en este documento también proporciona nuevas perspectivas para el ajuste de orientación y la carga de frutas esféricas similares.