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苹果采摘简易机械手苹果采摘简易机械手设计说明书一、引言近年来,随着农业产业机构的调整,林果生产已经成为很多地区经济发展和农民增收的支柱产业,随着种植面积的不断扩大,果园规模化发展和规范化管理的要求日益提高,从而果园机械化日益重要。果园收获机械的发展,能够减轻果农的劳动强度,提高生产效率,节约劳动成本,提高经济效益。由于我国果园作业机械研究起步较晚,基础相对较差,因此,果园作业机械化程度和欧美等国家还是存在差距。所以,针对我国各地林果生产特点研究相应的作业机械,对林果产业的发展有重要意义。 我国是世界第一大水果生产国,也是世界第一大水果消费国。水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33%~50%,当前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。采摘作业比较复杂,季节性很强,若使用人工采摘,不仅效率低、劳动量大,而且容易造成果实的损伤,如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。使用采摘机械不仅提高采摘效率,而且降低了损伤率,节省了人工成本,提高了果农的经济效益,因此提高采摘作业机械化程度有重要的意义。随着现代农业机械化生产,大面积的种植果树,农民朋友的农产品获得丰收,果实的采摘问题也凸显而出,在面对果树高而无法采摘造成了苹果的摔落,因而这些苹果无法上市进行出售,为解决高空采摘苹果难,故设计此苹果采摘简易机械手来解决此问题。(1)  果蔬收获机器人作业环境和工作对象的特殊性 ,机器人的工作位置和障碍往往都能够事先预知,因此机器人的性能能得到很好的体现。和工业机器人相比,果蔬收获机器人有很多独特的特点,主要表现在:  (1)作业环境的非结构性     收获机器人的工作环境往往是非结构性的、,机器人所处的地势可能崎岖不平,天气条件(如光照)也可能随时改变。即使在温室环境中,也必须考虑温度、湿度、天气以及其它环境参数的影响。在这种复杂多变的环境条件中,机器人必须具有智能化的传感、规划和控制能力,要有很强的自适应能力。 (2)作业对象的个体差异和随机分布性    果蔬收获机器人的首要任务是识别和定位水果,而果实有的可能单个生长,有的则是一簇一簇的,形状、尺寸、颜色、成熟度也都不一样,而且果实总是随机分布在田地、藤蔓或树枝上,有的可能被茎杆和叶子遮挡,还要遇到不同的自然条件,如刮风可能导致果实摇动而不断改变其位置,并且果树和藤蔓的形状大小也往往不一样,从而使得机器人检测和接近果实变得异常困难。 (3)作业对象的柔软、易损性    水果等作物一般都比较娇嫩、柔软,收获时很容易遭受机械损伤,、传感器、控制系统等方面加以协调和控制。 (4)收获机器人成本方面的特殊性   农业机器人要想成功地应用,其成本必须低于同样结构的工业机器人,因为农业的利润往往很小,设备也只能季节性地使用。此外,,收获机器人必须结构简单、操作性好、可靠性高,并且价格合理。2采摘机器人的制造成本高、应用推广难 果蔬采摘机器人的采摘对象具有多样性,工作时间具有季节性,设备利用率低,操作对象大部分为农民,这就要求其要具有良好的通用性、可编程性、高可靠性和操作简单性。另外采摘机器人的使用和维护都需要相当高的技术水平和费用。只有当其使用成本低于人工收获成本时,采摘机器人才会真正被普及。因此,成本问题将成为制约采摘机器人市场化的瓶颈问题。3