许丽佳，刘琦,2，代建武，陈小虎

茶叶嫩梢采摘末端执行器的设计研究

许丽佳1，刘琦1,2，代建武1，陈小虎1

1. 四川农业大学机电学院，四川 雅安 625014；2. 华中科技大学电子信息与通信学院，湖北 武汉 430074

为了解决茶叶嫩梢的选择性采摘问题，以茶叶嫩梢的物理学特性为设计依据，设计了一种可夹提式采摘茶叶嫩梢的末端执行器，运用MATLAB软件的GUI模块及SolidWorks软件对采摘末端执行器的结构参数进行优选分析，并获得最佳组合参数，通过运动学仿真分析可行且满足夹持力要求；采摘末端执行器模型在茶园进行采摘试验，结果表明，一芽一叶的漏采率为2.8%、采摘完整率为91%；一芽两叶的漏采率<3%、采摘完整率为94%，试验结果验证该采摘末端的结构设计及其参数切实可行，为茶叶嫩梢的选择性采摘提供理论依据，并为后续茶叶嫩梢采摘机的研发提供技术支撑。

茶叶嫩梢；采摘机械手；末端执行器；运动学仿真

中国是茶叶生产大国，茶叶种植具有面积大、分布广、产量高等特点。2019年统计表明，中国18个主要产茶地区茶园种植面积为306.5万hm2，产值到达2 396亿元。在传统农业向现代农业转型的大背景下，研发绿色化和自动化、智能化程度高的大型茶叶机械是中国茶叶机械化生产发展的核心方向[1]，而茶叶采摘机械化已成必然趋势。嫩梢采摘是茶叶产业链中最耗时、耗力的环节，其耗费的人工成本占据茶农收益的50%，现有采茶机以采摘大宗茶叶为主，一刀切采摘模式无法选择性采摘嫩梢。近年来形成了一些名优茶采摘机的相关研究成果：如宋扬扬等[2]设计了一种履带式智能采茶机，利用SolidWorks软件三维建模对采茶机进行结构设计、运动分析和茶园试验；……