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作品名称：采之有道，落果无痕——全驱动苹果采摘末端执行器
学校名称：山东农业大学
参赛队伍：柔控智采团队
队伍编号：204368
参赛学生：袁丙坤赵光泽陈子旭
指导老师：孙林林曹鑫鹏
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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详细说明

本作品是一款智能化低损伤柔性采摘末端执行器，专为苹果等椭球形果实的现代化采摘需求设计。背景是基于中国作为全球最大苹果生产国的实际需求，旨在解决传统机械采摘效率低、果实损伤率高及适应性差等痛点。

开发背景

中国苹果年产量持续增长，但传统采摘末端执行器在精度、效率和果实保护方面仍存在较大局限。现有低自由度设备往往欠缺力反馈控制，容易导致机械性损伤，影响果实品质和存储周期。本项目的目标是设计一款柔性、高精度、全驱动、智能化的采摘执行器，满足复杂果园环境下低损柔性采摘的要求。

结构说明

执行器由果实支撑底座、柔性夹取装置、动力驱动装置和控制系统组成，关键部件包括：

（1）柔性夹爪：采用注塑柔性材料，结合橡胶软垫增强摩擦力，有效防止果实滑脱。

（2）力感知系统：集成FRS400压力传感器、霍尔效应传感器及MPU6050传感器，实现实时力反馈和姿态监控。

（3）动力与控制系统：自主研发控制板并搭载大扭矩电机，基于ATMGA128A-AU芯片，支持高精度全驱动运动控制。

（4）模块集成系统：包含机械臂接口、轮轴卡槽和主控电路板，便于集成和维护。

功能特点

（1）力反馈控制：实时监控抓取力度，动态调整动作，减少果实损伤。

（2）柔性抓取：软体夹爪适应复杂果实形状和分布环境，确保低损采摘。

（4）全驱动精确控制：高精度执行全驱动运动，满足复杂采摘场景需求。

（4）单指姿态调节：实现单爪单控，灵活应对多样化的采摘目标。

使用说明

设备在启动后初始化并进入待机状态，可根据需求选择单果或连续采摘模式。操作过程中，执行器利用力反馈系统动态调整夹取力度，柔性抓取果实并分离枝条，采摘后的果实通过输送系统转移至储存装置。系统支持直观的人机交互，提供安全高效的采摘体验。

总结

本智能化柔性采摘末端执行器以力感知与柔性设计为核心，创新性地结合软体抓取技术与实时反馈控制，显著降低果实采摘损伤，提升采摘效率与适应性，为现代果园机械采收提供了可行的智能化解决方案。