Calidad y prueba del manipulador de selección suave de pimiento rojo basado en el acoplamiento de RD-DEM
Autores: Zhao, Hanqi; Wang, Jian; Liu, Yang; Chen, Zhifan; Wang, Jingqi; Chen, Lin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Calidad y prueba del manipulador de selección suave de pimiento rojo basado en el acoplamiento de RD-DEM
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Escasez de mano de obra
Mano robótica
Pimienta de Sichuan
Recolección
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la escasez de mano de obra, la cosecha de frutas y verduras enfrenta desafíos significativos. Las manos robóticas suaves, adaptables a entornos variables debido a su curvatura alta y flexión y torsión, han ganado amplia atención y uso. Sin embargo, su aplicación en la recolección de pimienta de Sichuan sigue siendo en gran medida inexplorada. Por lo tanto, este estudio propone una mano robótica suave para la recolección de pimienta compuesta por un esqueleto rígido y piel flexible. A través del análisis de las características de las pimientas, se determina la estructura de la mano robótica. Se emplean bolsas de aire inflables para accionar la flexión de los dedos, utilizando un método de rotación-torsión para la recolección de pimienta de Sichuan. Los parámetros estructurales que influyen en el ángulo de flexión de las bolsas de aire se determinaron mediante análisis teórico y se validaron mediante simulación. Las combinaciones óptimas de parámetros para las bolsas de aire se obtuvieron a través de experimentos de superficie de respuesta para establecer el modelo de la mano robótica. Para evaluar la viabilidad del movimiento de la mano robótica, se realizaron simulaciones dinámicas utilizando el software R D (RecurDyn V9R2). Posteriormente, se estableció un modelo de elementos discretos de racimos de pimienta de Sichuan y se acopló con la simulación del proceso de recolección de la pimienta de Sichuan. Los resultados indican que la mano robótica no causa daños a las pimientas de Sichuan durante la recolección. Finalmente, se realizaron pruebas de campo en huertos de pimienta para validar la tasa de éxito de la mano robótica en la recolección, obteniendo una tasa de éxito del 85% y una tasa de daño del 0.3%.
Descripción
Debido a la escasez de mano de obra, la cosecha de frutas y verduras enfrenta desafíos significativos. Las manos robóticas suaves, adaptables a entornos variables debido a su curvatura alta y flexión y torsión, han ganado amplia atención y uso. Sin embargo, su aplicación en la recolección de pimienta de Sichuan sigue siendo en gran medida inexplorada. Por lo tanto, este estudio propone una mano robótica suave para la recolección de pimienta compuesta por un esqueleto rígido y piel flexible. A través del análisis de las características de las pimientas, se determina la estructura de la mano robótica. Se emplean bolsas de aire inflables para accionar la flexión de los dedos, utilizando un método de rotación-torsión para la recolección de pimienta de Sichuan. Los parámetros estructurales que influyen en el ángulo de flexión de las bolsas de aire se determinaron mediante análisis teórico y se validaron mediante simulación. Las combinaciones óptimas de parámetros para las bolsas de aire se obtuvieron a través de experimentos de superficie de respuesta para establecer el modelo de la mano robótica. Para evaluar la viabilidad del movimiento de la mano robótica, se realizaron simulaciones dinámicas utilizando el software R D (RecurDyn V9R2). Posteriormente, se estableció un modelo de elementos discretos de racimos de pimienta de Sichuan y se acopló con la simulación del proceso de recolección de la pimienta de Sichuan. Los resultados indican que la mano robótica no causa daños a las pimientas de Sichuan durante la recolección. Finalmente, se realizaron pruebas de campo en huertos de pimienta para validar la tasa de éxito de la mano robótica en la recolección, obteniendo una tasa de éxito del 85% y una tasa de daño del 0.3%.