Kehong,Zhou;Liru,Xia;Jun,Liu;Mingyan,Qian;Jie,P

end-effector;fluid elastomer actuator;non-destructive;flexible;genetic algorithm;characteristics of tomatoe

末端执行器是机器人与果蔬交互的最后执行部件。该文研究了番茄的物理特性和流体弹性执行器类型的番茄末端执行器，试验表明，番茄的测试点、重量、尺寸与破裂力之间没有显著关联，番茄的无损夹持力为11.13N；柔性手指的腔室数、番茄的横径、驱动气压对末端执行器的夹持力有显著影响，驱动气压、番茄尺寸与夹持力呈正比；由于腔室数多的柔性手指的柔韧性更好，腔室数与水平夹持力-驱动气压曲线的斜率成反比，腔室数与总夹持力和水平方向的夹角成正比。基于番茄的物理特性和柔性手指的有限元仿真结果，该研究通过遗传算法设计了一种柔性末端执行器。对该末端执行器样机的测试结果表明，由3个四腔室手指组成的末端执行器能够在静态环境下以低于优化气压28.293kPa的驱动气压成功夹持番茄，并且能在29kPa的驱动气压下动态分拣番茄，分拣抓取成功率为97%，静态夹持试验和动态分拣试验中番茄均未受损。