تعيين عوامل موثر در طراحي گريپر با استفاده از سامانه بينايي كامپيوتر و آزمون هاي مكانيكي

Grippers’ design factors determined by integration of Computer Vision System and Mechanical Test

يكي از محدوديت هاي مهم در بكارگيري روبات هاي برداشت، صدمات مكانيكي احتمالي ناشي از فشار فك هاي گريپر به محصولات حساس و ظريف كشاورزي مي باشد كه در كنار ديگر مسائل مانند قيمت بالا و ساختار پيچيده روبات ها لزوم اهتمام به مطالعه بيشتر در اين زمينه را محرز مي نمايد. گريپر به عنوان يكي از اجزاء كليدي روبات نقش مهمي در ميزان موفقيت روبات ها به عهده دارد. از طرفي طراحي مناسب فك هاي گريپر به تعيين خصوصيات هندسي و مكانيكي محصول بستگي دارد. هدف از انجام اين پژوهش تعيين پارامترهاي اوليه مورد نياز براي طراحي گريپر روبات و همچنين بررسي امكان تخمين عوامل تعيين كننده در كنترل گريپر روبات در هنگام برداشت محصول فلفل دلمه مي باشد. براي اين منظور جرم، ابعاد و ضريب اصطكاك فلفل دلمه با آلومنيوم، تفلون و لاستيك تعيين شد. همچنين آزمايشات مكانيكي بر روي نمونه انجام گرديد تا ميزان نيروي اعمالي مجازي تعيين شود كه از طرف فك هامي تواند در هنگام برداشت به فلفل دلمه وارد شود بدون اينكه به محصول آسيب مكانيكي وارد گردد. با انجام اين آزمايشات مشخص گرديد كه ميانگين نيرويي فشاري كه باعث رسيدن فلفل دلمه به نقطه تسليم بيولوژيكي مي شود برابر با 77/11 نيوتن مي باشد. در نهايت با استفاده از روش غير تماسي پردازش تصوير خصوصياتي از محصول مانند جرم، ابعاد، سطح تصوير شده و شعاع انحناء كه براي كنترل فك لازم مي باشد با دقت خوبي تخمين زده شد.

One of the main restrictions in harvesting robot implementation is the potential mechanical damage imposed from gripper jaw pressure to delicate agricultural products. This concern in addition to the high price of robots and their complexity confirmed that more efforts and further study are still required. Gripper, as a key part of robot, is playing the important role in robot achievements. In the other hand, a proper design of gripper jaws depend on geometrical and mechanical properties of crops. The objective of this study was the assessment of primary parameters for gripper design and also non-contact sensing of crucial factors for gripper control during automatic harvesting of sweet pepper. For this purpose, properties such as mass, dimensions and sweet pepper friction with aluminum, Teflon and rubber have measured. Moreover, mechanical tests were performed to measure the allowed force imposed on sweet peppers from gripper. It was revealed that the average of compression force was 77.11 N which lead to biological yield point. Eventually, sweet pepper properties including mass, dimensions, projected area and radius of curvature were accurately estimated using image processing technique