Evaluación de la estabilidad de corte de un robot de tala de caucho natural
Autores: Zhou, Hang; Gao, Jin; Zhang, Fan; Zhang, Junxiong; Wang, Song; Zhang, Chunlong; Li, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación de la estabilidad de corte de un robot de tala de caucho natural
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Caucho natural
Adquisición de látex
Mecanización
Automatización
Extracción de caucho
Sistema robótico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El caucho natural es un material prima crucial en la sociedad moderna. Sin embargo, el proceso de adquisición de látex ha dependido durante mucho tiempo de operaciones de corte manuales. La mecanización y automatización de las actividades de extracción de caucho es un campo prometedor. Las operaciones de extracción de caucho dependen del corte horizontal del borde principal y del pelado vertical del borde secundario. Sin embargo, las variaciones en la aceleración del impacto de la cuchilla pueden provocar cambios en la continuidad del chip, afectando la estabilidad del corte. En este estudio, se combinó una unidad de medida inercial (IMU) y un brazo robótico para lograr la detección en tiempo real de la postura y posición de la cuchilla. Las aceleraciones de la cuchilla se midieron en 21 puntos interpolados en la trayectoria de corte optimizada basada en el principio de sincronización temporal. Se utilizó un modelo de regresión múltiple para establecer una relación entre la aceleración del impacto y las características del chip para evaluar la estabilidad del corte. El valor R-cuadrado para la ecuación de regresión fue de 0.976, mientras que el análisis de correlación para los valores de R-cuadrado y error cuadrático medio (RMSE) arrojó 0.977 y 0.0766 mm, respectivamente. El coeficiente de correlación para el eje - fue el más alto entre los tres ejes, con 0.22937. Es necesario un estricto control del temblor de la cuchilla en dirección radial para mejorar la estabilidad del corte. Este estudio proporciona apoyo teórico y referencia operativa para trabajos posteriores sobre mejora del extremo efector y control de movimiento. El sistema robótico optimizado para la extracción de caucho puede contribuir a acelerar la mecanización de la cosecha de látex.
Descripción
El caucho natural es un material prima crucial en la sociedad moderna. Sin embargo, el proceso de adquisición de látex ha dependido durante mucho tiempo de operaciones de corte manuales. La mecanización y automatización de las actividades de extracción de caucho es un campo prometedor. Las operaciones de extracción de caucho dependen del corte horizontal del borde principal y del pelado vertical del borde secundario. Sin embargo, las variaciones en la aceleración del impacto de la cuchilla pueden provocar cambios en la continuidad del chip, afectando la estabilidad del corte. En este estudio, se combinó una unidad de medida inercial (IMU) y un brazo robótico para lograr la detección en tiempo real de la postura y posición de la cuchilla. Las aceleraciones de la cuchilla se midieron en 21 puntos interpolados en la trayectoria de corte optimizada basada en el principio de sincronización temporal. Se utilizó un modelo de regresión múltiple para establecer una relación entre la aceleración del impacto y las características del chip para evaluar la estabilidad del corte. El valor R-cuadrado para la ecuación de regresión fue de 0.976, mientras que el análisis de correlación para los valores de R-cuadrado y error cuadrático medio (RMSE) arrojó 0.977 y 0.0766 mm, respectivamente. El coeficiente de correlación para el eje - fue el más alto entre los tres ejes, con 0.22937. Es necesario un estricto control del temblor de la cuchilla en dirección radial para mejorar la estabilidad del corte. Este estudio proporciona apoyo teórico y referencia operativa para trabajos posteriores sobre mejora del extremo efector y control de movimiento. El sistema robótico optimizado para la extracción de caucho puede contribuir a acelerar la mecanización de la cosecha de látex.