針對采摘執(zhí)行器在采摘過程中無法控制采摘壓力導致水果受損的問題，設(shè)計一種基于TRIZ的矛盾沖突理論和物場模型的采摘執(zhí)行器。
研究目的與方法：
為提高果類在適宜采收期內(nèi)的采摘效率，各種類型的水果輔助采摘機械應運而生，而這些采摘機械中的核心部件是末端執(zhí)行器。末端執(zhí)行器是水果采摘機械中完成水果抓取功能的組件，具體包括定位、抓取、采摘和復位等動作的執(zhí)行，但市面上常用的簡易型采摘器所配置的末端執(zhí)行器多是靠人力控制以實現(xiàn)功能，其自動化程度低，采摘耗時耗力。針對現(xiàn)有采摘執(zhí)行器在采摘過程因無法控制水果采摘壓力導致水果易損傷的問題，應用TRIZ矛盾沖突理論和物場模型分析方法進行采摘執(zhí)行器的創(chuàng)新設(shè)計。
通過TRIZ系統(tǒng)組件分析和功能模型進行問題分析，找出采摘執(zhí)行器的有效功能和不足功能；運用TRIZ的技術(shù)沖突理論、物理沖突理論以及物場模型分析得出各種解決方案，經(jīng)綜合比較，最終運用分割原理方案實現(xiàn)執(zhí)行器的壓力可控且安裝簡易，運用空間分離原理實現(xiàn)執(zhí)行器爪頭自動扭轉(zhuǎn)。新型的力度可控執(zhí)行器在壓力傳感器和電機的相互配合下實現(xiàn)水果的無損自動抓取和采摘。
研究結(jié)果與結(jié)論：
1、綜合應用TRIZ矛盾沖突理論和物場分析模型方法，設(shè)計了基于TRIZ理論的新型采摘執(zhí)行器。新型采摘執(zhí)行器主要由爪頭、爪座、傳感器和電機等組成，且采摘壓力可控。從而實現(xiàn)水果的無損自動抓取和采摘，同時適用于不同果品采摘作業(yè)。
2、對采摘執(zhí)行器進行了運動仿真和試驗驗證，進一步證明了采摘執(zhí)行器的穩(wěn)定性和可靠性。試驗結(jié)果表明采摘執(zhí)行器的抓取壓力為2.5 N時采摘效果最佳且水果無擠壓損傷，在30 min的采摘試驗中，平均每個水果的采摘時間約為6 s，采摘成功率為93%。試驗表明，采摘執(zhí)行器的采摘效率和成功率符合采摘創(chuàng)新設(shè)計要求，為后續(xù)采摘器的研究提供了理論參考依據(jù)。
