基于需求分析和TRIZ的草莓采摘机器人产品创新方法研究.pdfVIP

包装工程第45卷第22期

114PACKAGINGENGINEERING2024年11月

基于需求分析和TRIZ的草莓采摘机器人产品

创新方法研究

*

席上琳，刘键，付思雯

（北京工业大学，北京100124）

摘要：目的当前我国草莓种植方式普遍较为传统，而草莓的采摘、分拣、收获环节需耗费大量人工劳

动力，因此设计出适用于地垄式栽培的草莓采摘机器人具有现实意义。方法围绕人-机-环境三方面探

究设计需求，提出融合FBS模型与TRIZ理论的设计方法，并探究数字仿真模型如何在设计流程中辅助

功能结构优化。构建草莓采摘机器人设计方法理论框架，同时使用数字内容生成软件搭建场景模型及机

器人模型以辅助生成设计方案。结果使用轨迹仿真与动力学仿真插件，对机器人的机械臂运动空间、

果实夹持组件及行走机构进行模拟，设计方案被初步验证可行。结论该框架能够客观地从多维度信息

中获取产品核心需求，并引入数字仿真工具，将其与功能结构分析和发明问题解决理论结合到设计过程

中，用于农业机器人的创新设计方法探索。

关键词：产品设计；发明问题解决理论（TRIZ）；数字仿真；农业机器人

中图分类号：TB472文献标志码：A文章编号：1001-3563(2024)22-0114-13

DOI：10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.22.012

InnovativeMethodsforStrawberryPickingRobotProducts

BasedonNeedAnalysisandTRIZ

*

XIShanglin,LIUJian,FUSiwen

(BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)

ABSTRACT:ThecurrentstrawberrycultivationmethodsinChinaaregenerallytraditional,andthepicking,sorting,and

harvestingofstrawberriesrequirealotofmanuallabor.Therefore,designingastrawberrypickingrobotsuitableforridge

cultivationhaspracticalsignificance.Thedesignneedswereexploredaroundthethreeaspectsofuser-machine-envi-

ronment.AdesignmethodthatintegratedtheFBSmodelandtheTRIZtheorywasproposed,andthewaystoassistin

structuraloptimizationinthedesignprocessbydigitalsimula