通过实验和仿真分析研究采摘方式对桃子（Prunus persica）采摘过程的影响 林宇飞、 王杰、 田莉、 梁浩、 傅霞萍、 吴传宇

《Agriculture》：Investigating the Impact of Picking Modes on the Picking Process of Peach (Prunus persica) Using Experimental and Simulation Analysis Yufei Lin, Jie Wang, Li Tian, Hao Liang, Xiaping Fu and Chuanyu Wu

　　

摘要

为了探索不同模式下的机器人摘桃技术，本研究考察了各种摘桃方式对采摘力度和所需时间的影响。建立了一个桃子采摘结构的有限元模型，并根据Box–Behnken设计确定了采摘实验参数。通过模拟采摘过程收集了响应时间和力度数据。随后，确定了不同采摘方式下的最佳采摘速率。通过在实验室以最佳采摘速度模拟相同果实的采摘过程，研究了峰值采摘力度和持续时间。结果表明，“Bend”模式的采摘压力最低，平均采摘时间最短，分别为0.7 MPa和4.2秒；“Pull”和“Twist”模式的采摘压力和采摘时间分别为1.2 MPa和5.2秒、1.1 MPa和5.6秒。在果园中实际采摘则可以测量不同采摘方式下的采摘力度和持续时间。与模拟采摘相比，三种采摘方式之间的采摘压力和时间的差异有所增加，并呈现出特定的模式：采摘压力在P1max时达到最大，而采摘时间的差异主要发生在果实分离过程中。本研究为未来改进采摘方式和提高采摘效率提供了宝贵的见解。