包覆式獼猴桃氣動無損采摘機構設計與試驗

王睿遠 王佳虹 晏毓 朱國宏 葉宏寶

摘要：為解決獼猴桃采摘過程中易刮傷果實表皮的問題，設計一種新型的包覆式氣囊夾爪，基于氣動控制氣囊的膨脹與收縮，實現果實的收納與包覆，并通過增加果實與夾爪的受力面積，減少夾爪對果實的擠壓，在保證果實不受損傷的前提下提高采摘成功率。以底部向上捕捉、剪切收獲果實的采摘方式，設計氣囊夾爪的機械結構；通過有限元模擬，對采摘過程中氣囊與果實的受力情況進行分析，證明設計的夾爪受力點主要在氣囊夾爪上下表面，貼合性高。經過實地采摘試驗，測試不同氣壓下氣囊夾爪的采摘成功率以及損傷率，確定夾爪氣壓為40 kPa時，采摘效果最好，成功率達95%，損傷率曲線與手工采摘最為相似。

關鍵詞：獼猴桃；采摘機構；末端執行機構；氣動裝置

中圖分類號：S225.93

文獻標識碼：A

文章編號：2095-5553 （2024） 06-0026-07

收稿日期：2022年10月18日

修回日期：2023年1月10日

*基金項目：浙江省科技計劃項目（2019C02029，2022C02055）；“科技助力經濟2020”重點專項（SQ2020YFF0401786）

第一作者：王睿遠，男，1996年生，河南漯河人，碩士；研究方向為智慧農業技術與智能裝備。E-mail： wangruiyuan@qogori.com

通訊作者：王佳虹，女，1984年生，山西大同人，碩士；研究方向為智慧農業與機器人關鍵技術。E-mail： jackie@qogori.com

Design and experiment of pneumatic non-destructive picking mechanism for coated kiwi fruit

Wang Ruiyuan¹， Wang Jiahong¹， Yan Yu¹， Zhu Guohong¹， Ye Hongbao²

（1. Hangzhou Qogori Technology Co.， Ltd.， Hangzhou， 310051， China; 2. Institute of Agricultural Equipment，

Zhejiang Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou， 310021， China）

Abstract： In order to solve the problem that the skin of kiwifruit is easily scratched during picking， a new type of enveloping airbag gripper based on pneumatic control of airbag expansion and contraction to achieve fruit storage and encapsulation was designed. By increasing the area of contact between the fruit and the gripper， reducing the compression on the fruit， the harvesting success rate was improved without damage to the fruit. The mechanical structure of the airbag gripper was designed by capturing and shearing the fruit from the bottom upwards. Through finite element simulation to analyze the force situation between the airbag and the fruit during picking， it was proved that the force point of the designed gripper was mainly on the upper and lower surfaces of the airbag gripper with a high fit. After the field picking test， the picking success rate and damage rate of the airbag gripper under different air pressure were tested. The best picking effect was achieved when the air pressure of the gripper was 40 kPa， with a success rate of 95%， and the damage rate curve was most similar to hand picking.

Keywords： kiwi fruit; picking mechanism; end effectors mechanism; pneumatics equipment

0 引言

獼猴桃原產于我國，其營養豐富，被稱為水果之王^[1]。目前，獼猴桃生產中大量采用人工收獲，其勞動強度要求高，采摘效率低，成本昂貴^[2]。再加上目前勞動力成本的日益上漲、人口老齡化等原因帶來的勞動力不足問題，給廣大果農增加了負擔^[3]。因此，有較多的研究致力于解決獼猴桃的自動采摘過程^[4]。

在采摘機器人的研究過程中，要保證果實的無損采摘，需要設計合適的末端執行機構。傅隆生等^[5]基于果實的幾何模型，通過對采摘動作的簡化分析，設計了鉗式組合手指，實現了果實分離的效果。楊慶華等^[6]設計了新型的彎曲關節用來模擬手指夾持動作，其通過氣體控制彎曲關節外側橡膠管的膨脹與收縮，完成關節內側鏈接件的運動。這些研究大都采用硬接觸的方式進行果實的抓取，在實際的作業過程中，堅硬的末端容易夾傷或者碰傷果實。而部分研究^{[7， 8]}設計新型的柔性夾爪，通過控制氣壓完成夾爪的釋放與抓取。雖然能夠發生一定程度的形變，但是在實際的采摘過程中，由于果實的形狀大小不一，夾爪與果實無法完全貼合，果實的受力大多集中在夾爪頂部的尖端上，在抓取過程中易刮傷果實表皮。

因此，本文設計一種包覆式氣動無損的獼猴桃末端采摘裝置，在采摘過程中通過增加末端執行機構與果實的受力面積，降低末端執行裝置對果實的壓力，減少對果實的損傷。利用仿真模擬對采摘的受力效果進行可視化分析，并進行實際采摘試驗，以驗證采摘效果。

1 采摘機構設計及工作原理

1.1 果實采摘模型

自然條件下，獼猴桃果實與枝干通過果柄連接，果柄中的維管束提供上拉力實現果實的懸掛生長。在果柄物理學特性的研究中，已經證實成熟期果實的果蒂處形成的離層結構，是導致果實掉落的主要原因^[9]。張發年^[10]也發現，獼猴桃果實的成熟期時，維管束組織形成離層結構，易受剪切力而發生折斷，特別是當果柄與果實的慣性軸角度60°時，果柄分離力最小。事實上，維管束是一種管狀空心纖維組織，能承受較強的拉應力，但不易承受剪切力。果實脫落的主要原因是果柄離層受剪切力作用，導致維管束被折斷。圖1是簡化的果實采摘模型，獼猴桃采摘過程中，末端執行器與果實接觸，通過外力移動末端機構，在末端執行機構與果實之間產生靜摩擦力，完成剪切所需的最小動力，實現果實的摘取。

在采摘過程中，對于相同的果實和采摘動作而言，實現果實摘取所需的最小剪切力是固定的。剪切力主要是由末端執行機構與果實之間的靜摩擦力提供，最大靜摩擦力則與果實與末端執行機構之間的壓力成正比。

P=FS（1）

式中： P——果實與末端執行機構的壓強，Pa；

F——果實與末端執行機構的壓力，N；

S——果實與末端執行機構的接觸面積，m²。

根據式（1）可知，當受力面積S減小時，在施加相同的壓力F情況下，末端執行機構與果實之間的壓強P會同比增大，這易導致果實產生彈性或者塑性形變。形變導致的壓縮量是最為顯著的果實損傷因素，也是部分指型夾爪在貼合不嚴密時易損傷果實的原因。事實上，獼猴桃損傷存在極限夾持壓力。陳軍等^[11]通過抗壓特性試驗確定，20 N的加載力不會對獼猴桃表面造成損傷；傅隆生等^[5]分析果實采摘過程的受力情況，基于理論計算確定夾持壓強為18.8 kPa時，果實直到可食也未出現腐壞（對應壓力為15 N）。因此，本文以15 N壓力與18.8 kPa壓強為果實損傷閾值，進行采摘機構設計。

1.2 采摘機構工作原理

采摘機構的設計思路主要是對人的采摘動作進行簡化與模擬。對于人工采摘方式而言，作業工人首先將獼猴桃果實向兩側拉拽，使果柄與果實的長軸形成直角或者較大的銳角時，手腕處提供額外的剪切力使果柄離層處折斷，實現果實的脫落。由于人手臂的自由度高，手指的握力可隨著手指的感知實時進行更改，因此在獼猴桃采摘時，果實基本不會與手指發生相對的滑動，更不會刮傷果實表皮。對于目前的夾爪而言，一方面要求夾爪具有一定的強度，能夠固定果實，實現果實的抓取，另一方面要求夾爪足夠柔軟，能夠完全貼合果實表皮，同時避免果實產生形變，對果實造成損傷。在這種條件下，夾爪的設計成本往往較高，不利于產品化應用。

通過將人工采摘的動作進行分解，采摘動作可簡化為抱緊、移動、剪切。對于抱緊的動作，研究參考血壓計的設計思路，用果實來替換手臂進入氣囊中心。當氣囊中空氣的填充量減少時，氣囊中心空間增大，便于果實進入；當氣囊中壓力增大時，氣囊膨脹，進而與水果密切貼近，并隨著氣囊內部壓力的增大，果實與氣囊之間的包裹力也增加，獲得更穩定的固定效果；在移動的過程中，本文使用機械臂代替手臂，將果柄與豎直方向形成一定夾角，便于完成剪切動作分離果實與果柄；剪切動作的實現主要是利用杠桿原理，通過氣缸推動氣囊固定機構的下部裝置，使上部的氣囊朝相反方向移動，折斷果柄實現果實的剪切。

1.3 采摘機構整體設計

獼猴桃通常以棚架式進行栽培，其果實大多懸掛于棚架下方，底部遮擋不明顯，空間大。因此，結合果實的生長特點，采摘機構擬從果實底部進行采摘作業。根據前期試驗以及整體采摘機械中視覺部件的安裝特點，設計從果實底部接近、導向環分離簇生果實以及氣動包覆的末端執行機構。

為了實現獼猴桃果實的無損采摘，本文包覆式獼猴桃氣動無損采摘機構由套筒裝置與剪切裝置組成，其結構如圖2所示。該采摘機構的套筒裝置安裝于剪切裝置上方，通過活動軸承與剪切裝置連接。剪切裝置一端留有安裝孔位，通過螺紋固定于機械臂末端，一端設計為環形桶狀，兩側設計的凸臺內嵌兩個活動軸承實現與套筒裝置的連接。為了實現剪切動作，剪切裝置上方安裝有往復式氣缸，其活塞桿與套桶側表面連接，通過控制氣缸的往復運動，控制套筒裝置的前后擺動，實現“掰”的動作。

1.4 套筒裝置設計

本文以血壓計與靈感，設計包覆式的套筒裝置（圖3）。其中，桶形的采摘機構外殼，能夠適應獼猴桃近似圓形的截面形狀，同時能夠將獼猴桃果實完全容納在腔體中，實現果實的完全包覆，避免果實接觸裝置其余剛性部件造成損傷；在腔體內部，橡膠氣囊被導向環及下底座固定與密封，當氣囊內部有氣體進入或排出時，氣囊便會被膨脹與收縮，實現果實被抱緊與釋放。考慮到獼猴桃簇生的特征，在套筒裝置的頂部，設計導向環上部為內外倒角結構，便于將目標果實與周圍干擾物體進行分離；桶形外殼側邊上，使用快速接頭與外接氣源連接，進行氣囊結構的控制。最后，采摘機構底部為固定環，與剪切裝置進行連接。

1.4.1 導向環

獼猴桃果實多呈簇狀生長，相互之間毗鄰且存在遮擋，在實際的采摘過程中末端機構易于目標相鄰果實發生碰撞或者推擠，造成目標果實的位置發生偏移，導致單次的采摘任務失敗。設計的導向環（圖4）采用內外倒角設計，在末端機構由下往上運動過程中，導向環尖端沿果實間隙插入，使待抓取的目標果實順著導向環內倒角進行套筒結構內部，目標相鄰的干擾果實則被外倒角結構分隔，實現與目標果實的分離。

1.4.2 橡膠氣囊

在套筒內部，氣囊使用橡膠材質，保證氣囊具有優秀的形變性能。在氣囊的上部與底部平臺上，留有裝配孔位，用以與套筒結構進行固定。其折邊結構通過臺階式的設計，形成多側密封，在保證腔體密封性的同時，確保氣囊的膨脹時不會拉扯上部與底部平臺，延長氣囊的使用壽命，也避免氣囊膨脹對使整個腔體密閉性的影響；在氣囊的側部，囊壁被設計為圓形，同時搭配折角結構，在氣囊充氣時通過使折角結構膨脹，使氣囊有足夠的膨脹空間，給果實足夠的包裹性，收縮時能夠使囊壁完全貼合套筒，在向上抓取時能夠使果實順利進入套筒空腔內。

橡膠氣囊的設計圖與實物圖如圖5所示。由預試驗的數據以及實際工業環境中氣壓的設置經驗，設置氣囊中氣壓的使用范圍為10～50 kPa（以大氣壓強為零點，梯度為10 kPa）。

1.4.3 固定環

固定環（圖6）位于套筒底部，其安裝于剪切裝置的固定桶上部，用于將套筒與剪切裝置固定，并在氣缸的帶動下完成果實的“掰”取。另外，為了實現果實采摘后的自動收取，固定環下部還連接有收獲管道，使采摘后的果實可以順著管道到達指定的收集裝置中。

2 仿真模擬分析

2.1 獼猴桃的三維模型

為了確定氣囊模擬試驗中獼猴桃的物理尺寸，在預試驗階段，隨機挑選20個獼猴桃果實（海沃德，杭州市富陽樹石村獼猴桃采集基地），使用游標卡尺與電子天平進行獼猴桃果實物理參數的測量。

如表1所示，果實的質量、長度、寬度和厚度均值分別為93.2 g、67.3 mm、52.1 mm和46.6 mm。測試的獼猴桃樣品形狀接近球形，后續仿真過程中可用球形近似替代獼猴桃進行有限元建模。

2.2 試驗裝置的簡化模型

如圖7（a）所示，是簡化的獼猴桃與套筒裝置在采摘過程的剖視圖，其中，橡膠氣囊由于充入了高壓氣體，體積發生膨脹，進而與獼猴桃表面貼近并產生較大的壓力，形成較強的靜摩擦力，使獼猴桃固定在套筒裝置內部。橡膠氣囊內部形狀分布均勻，根據旋轉對稱性，在建模過程中，初始的氣囊與果實的幾何模型可以根據軸對稱幾何，簡化建立為二維平面。

二維平面模型如圖7（b）所示。其中，為了模型能夠快速收斂，使用圓形近似代替獼猴桃；由于獼猴桃在采摘過程中，其側邊主要與氣囊表面進行接觸，因此，仿真時獼猴桃取左半部進行計算。在仿真過程中，氣囊取最大橫截面處，為了保證氣囊內部氣壓能夠保持穩定，設置氣囊截面為密封環境。根據實際情況，設置截面處氣囊長為3.8 cm，寬為0.8 cm，氣囊壁厚為0.15 cm。

2.3 Comsol模型及分析

2.3.1 模型分析

眾所周知，非線性、彈性、各向同性和不可壓縮性是橡膠材料的典型特征，研究者提出了一系列滿足應變函數的超彈性本構模型來描述變形行為^{[12， 13]}。其中，Mooney-Rivlin雙參數模型可較好地描述小形變的超彈本構關系^[14]。超彈性是指材料存在一個應變能函數，該函數是應變張量的標量函數，當超彈性材料產生相當大的形變后，仍可在其卸載時應變自動恢復^{[15， 16]}。

采用Mooney-Rivlin本構模型來描述橡膠的變形行為^[13]。橡膠的應變能可以用Mooney-Rivlin模型表示，如式（2）所示。

W=∑ni，j，k=0C_{i，j，k}（I₁－3）ⁱ（I₂－3）^j（I₃－3）^k（2）

式中： W——應變勢能，J；

C_{i，j，k}——材料常數，MPa；

i、j、k——I₁（體積變化程度）、I₂（形變程度）、I₃（非淺性程度）對材料特性的影響；

I₁、I₂、I₃——變形張量；

n——方程的階數。

橡膠材料被認為是不可壓縮的。式（2）可以簡化為式（3）。

W=∑ni，j=0C_i，j（I₁－3）ⁱ（I₂－3）^j（3）

Mooney-Rivlin模型可以進一步簡化為一般形式，如式（4）所示。

W=C₁₀（I₁－3）ⁱ+C₀₁（I₂－3）^j（4）

C₁₀型和C₀₁型是簡化后的Mooney-Rivlin模型中的材料常數。

對于不可壓縮橡膠材料，泊松比約為0.5?；赥reloar^[17]與Lee^[18]等的研究，材料常數之間的關系，剪切模量、彈性模量可以表示為

G=E3=2（C₁₀+C₀₁）（5）

E=6C₁₀1+C₀₁C₁₀（6）

式中： G——剪切模量，Pa；

E——彈性模量，Pa。

由于橡膠硬度可以測量?；诮涷灧匠毯驮囼灁祿M合，彈性模量計算如式（7）所示。

logE=0.0198H_r-0.5432（7）

式中： H_r——橡膠材料的硬度，（°）。

根據式（6）、式（7），材料常數與橡膠硬度的關系可以表示為

log6C₁₀1+C₀₁C₁₀=0.0198H_r-0.5432（8）

本文C₁₀取為0.37 MPa，C₀₁取為0.11 MPa。

2.3.2 模型參數

在計算氣囊內部的壓力時，首先需要獲取氣囊內部的橫截面積。計算面積的有效方式是使用散度發散定理，將原始曲面積分轉換為等值線積分，如式（9）所示。

式中： A——橫截面積，m²；

x——方向矢量在x方向的分量；

n_x——微分后的小體積單元單位法矢量在x方向的分量；

l——微分后的小體積單元的外表面積，m²。

由于橡膠材料幾乎不可壓縮，因此體積模量設置為104 MPa。假設密閉空氣的壓縮是絕熱的，則壓力與密度的關系為

pp₀=pp₀^γ=A₀A^γ（10）

式中： A₀——未形變時的面積，m²；

γ——常量，γ為1.4；

p——氣囊氣壓，Pa；

p₀——標準氣壓，Pa。

那么作用在氣囊內部的載荷

Δp=p-p₀=p₀A₀A^γ－1（11）

2.3.3 初始以及邊界條件

在設定初始值時，環境溫度、氣囊以及獼猴桃果實的溫度均設置為25 ℃。由于氣囊固定在套筒裝置內部，因此設置氣囊與套筒的接觸面為固定面。另外，依據實際的工作場景，設置氣囊中壓強為40 kPa，試驗過程中氣囊保持密閉。

2.3.4 仿真程序

本文使用COMSOL Multiphysics軟件包模擬了氣囊包裹果實的過程。在程序設計上，使用了固體力學模塊，選擇二維穩態情況對過程進行分析。幾何模型根據2.2節中的簡化模型進行設計。由于預設的氣壓對果實不會造成形變，因此設置獼猴桃果實為剛體，在仿真模擬過程中不發生形狀改變。

在有限元網格劃分過程中，獼猴桃邊界、氣囊側邊默認為超細，氣囊與獼猴桃接觸邊界自定義網格大小，設置最大網格大小為0.2 mm。選擇默認求解器，求解的時間為0～1 s，時間步長為0.1 s，便于模型更快地收斂。所有的工作均在惠普工作站上進行（I7處理器，英偉達2080顯卡，內存32 G）。

2.4 仿真模擬結果分析

在氣囊氣壓的逐漸增大過程中，氣囊內部空氣分子數量增加，使氣囊發生膨脹，逐漸增加與果實的接觸面積。圖8（a）為氣囊內部壓力達到40 kPa時，果實與氣囊接觸情況的仿真模擬結果?？梢钥闯?，當氣壓大小達到40 kPa時，氣囊發生明顯的膨脹，導致氣囊與圓形果實之間形成壓痕。從圖8（b）可以看出，接觸區域的壓力隨著壓痕的變化而發生變化，但是沒有出現零壓力的分布，證明氣囊能夠將果實的接觸面完全包裹，說明本文設計的氣囊夾爪具有良好的包覆性。此外，通過觀察壓痕線上的壓力分布，可以發現在果實與氣囊接觸的邊緣，壓力值達到最大值（13.2 kPa，小于1.1節中的果實損傷閾值），說明本文設置的氣囊夾爪在40 kPa的壓力下理論上是可行的，也證明氣囊夾爪在壓痕首尾端易產生損傷，確定了在實際的采摘過程中，可通過判斷接觸面上下端果實的損傷情況判斷夾爪的采摘效果。

3 采摘試驗

3.1 采摘裝置介紹

為了測試本文設計的包覆式氣囊夾爪的采摘效果，在測試時氣囊夾爪搭載于自行設計的采摘機器人系統。采摘機器人系統包括履帶式底盤驅動系統、六軸機械臂、3D立體視覺設備和工控機。為了確保氣囊夾爪采摘到的獼猴桃果實在運輸過程中不受損傷，所有果實在采摘動作執行完成后，釋放氣囊中壓強，并手動轉移至測試平臺。

3.2 試驗方法介紹

采摘成功率試驗：采摘成功率試驗控制采摘裝置其余參數保持恒定，調整氣囊夾爪中氣壓從10～50 kPa，步長設置為10 kPa，手動指定獼猴桃位置后控制機械臂移動到指定獼猴桃下方10 cm處，利用真空泵（真空度設置為20 kPa）使氣囊收縮方便獼猴桃進入。待獼猴桃進入后，控制不同氣壓的空氣進入氣囊中，包覆住獼猴桃果實，然后控制剪切裝置“掰”下獼猴桃果實，獼猴桃果實被成功摘下并保持在氣囊夾爪中才認為本次采摘成功。單次采摘測試共摘取20次，每種氣壓條件下測試3次。

果實損傷率試驗：在采摘成功率試驗進行完后，將成功采摘的果實轉移至測試平臺，在室溫（25 ℃）下存放，每隔24 h檢查一次果實表面，將果實表面發軟腐敗的獼猴桃定義為損壞的果實，并記錄發生腐敗的日期。為了判斷氣囊夾爪的采摘效果，人工在相同作業區域采摘60個作為對照組。最長的存儲時間為14天。

3.3 試驗結果分析

3.3.1 不同夾持氣壓下果實的采摘成功率

不同夾持氣壓下，果實的采摘成功率存在差距。如圖9所示，果實的采摘成功率隨著夾持氣壓的上升整體得到提升。當夾持氣壓為10 kPa時，采摘成功率最低，為16.7%，證明10 kPa的氣壓并不能提供充足的壓力，使氣囊表面橡膠與果實表面緊密接觸，因此提供了較弱的摩擦力。當氣囊表面提供的摩擦力小于果柄對果實的拖拽力時，在執行剪切動作后，果柄的離層并不會發生斷裂，使果實停留在獼猴桃藤上。當夾持氣壓提高到30 kPa時，采摘成功率為68.3%，此時果實在剪切動作執行后，果柄離層斷裂的概率較大，但是由于剪切動作提供了一個圍繞剪切軸的向心力，會在果柄離層斷裂后將獼猴桃果實甩出氣囊空腔，掉落在地上，使成功率下降。當夾持氣壓為40 kPa、50 kPa時，采摘成功率分別95%和96.7%，此時采摘失敗的果實大部分都是由于視覺引導系統的誤差以及果實附近枝干造成。這種情況說明提升夾持氣壓對于提高采摘成功率的影響較小，因此合適的夾持氣壓應大于40 kPa。

3.3.2 不同夾持氣壓下果實的損壞率

獼猴桃屬于后熟果實，其質地在采摘時硬而脆，極易發生碰撞造成輕微損傷，并且這些損傷在早期不易被發現，在儲存期會出現早熟和腐敗的現象。通過Harmandeep等^[19]的研究，獼猴桃果實在發生損傷后，常會出現以下損傷結果：（1）在儲藏過程中出現表皮刮傷；（2）果實表皮出現局部凹陷；（3）剝皮出現組織潰爛或白點；（4）果肉變為棕褐色。以上述四項損傷指標為果實損傷檢測的依據。由于剝皮會影響果實存放，通過表皮狀況以及果實硬度進行腐敗情況的判斷，果實損傷率以獼猴桃果實損傷的數量與樣本總量的比值進行確定。

圖10是獼猴桃果實存放8～14天時的損傷率曲線。從圖10中可以看出，所有條件下的獼猴桃果實都隨著存放天數的增加腐敗數量不斷上升。其中，氣壓為50 kPa時，損傷率曲線上升速率最快，這是由于氣壓過高導致獼猴桃果實在采摘過程中橫向發生形變，使果實內部受損，在儲藏過程中易腐敗變質。當氣壓為10 kPa和20 kPa時，果實損傷率也處于較高水平，此時損傷主要為果實表面的刮傷。這是由于在采摘過程中，氣囊由于壓力過小，不能將果實抱牢，導致果實與氣囊壁以及導向環發生刮蹭。從損傷率曲線看，氣壓為40 kPa時，損傷率曲線的變化趨勢與人工采摘相近，證明此時采摘效果與人工采摘近似。

圖11是氣壓為50 kPa時獼猴桃發生腐敗的照片，從圖11中可以看出，獼猴桃受損中心多集中于果實腹部上下側，并向四周蔓延，說明果實在較高夾持氣壓下，果實腹部上下側容易受到損傷，證實本文設計的氣囊夾爪在上下兩側夾持力較強，這一結果與仿真模擬結果一致。

4 結論

1） 本文提出一種包覆式氣囊夾爪，實現獼猴桃的無損采摘。新設計的氣囊夾爪，通過增加末端執行機構與獼猴桃的接觸面積，在氣囊氣壓大于40 kPa時，采摘成功率可達95%以上。

2） 通過仿真分析，證實氣囊夾爪與獼猴桃之間良好的包覆效果。設置氣囊氣壓為40 kPa時，氣囊與果實的接觸區域未出現零壓力分布，且最大壓力為13.2 kPa，低于果實的理論損傷值。

3） 通過實際的采摘試驗，獲取采摘成功率與采后損傷率的試驗結果，證明本文所設計的氣囊最適氣壓為40 kPa，此時采摘成功率為95%，采后損傷率曲線的變化趨勢與人工采摘相近。表明本文所設計的氣囊夾爪可以應用于獼猴桃采摘作業中，具有良好的市場應用價值。

參 考 文 獻

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