摘要： 针对采摘执行器在采摘过程中无法控制采摘压力导致水果受损的问题,设计一种基于TRIZ的矛盾冲突理论和物场模型的采摘执行器。通过TRIZ系统组件分析和功能模型进行问题分析,找出采摘执行器的有效功能和不足功能;运用TRIZ的技术冲突理论、物理冲突理论以及物场模型分析得出各种解决方案,经综合比较,最终运用分割原理方案实现执行器的压力可控且安装简易,运用空间分离原理实现执行器爪头自动扭转。新型的力度可控执行器在压力传感器和电机的相互配合下实现水果的无损自动抓取和采摘。通过运动仿真验证创新方案的可行性,制作实物样机进行每隔0.5 N的压力测试和30 min采摘水果试验。结果表明,创新设计的采摘执行器抓取压力为2.5 N时的采摘效果最佳,平均每个水果的采摘时间约为6 s,采摘成功率为93%。
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