水果采摘装置设计.doc

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水果采摘 装置 设计
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在水果的生产作业中，收获采摘是整个生产中最耗时最费力的一个环节。水果收获期间需投入的劳力约占整个种植过程的50%~70%。采摘作业质量的好坏直接影响到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。水果收获具有很强的时效性，属于典型的劳动密集型的工作。但是由于采摘作业环境和操作的复杂性，水果采摘的自动化程度仍然很低，目前国内水果的采摘作业根本上还是手工完成。在很多国家随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，劳动力不仅本钱高，而且还越来越不容易得到，而人工收获水果所需的本钱在水果的整个生产本钱中所占的比例竟高达33%~50%。高枝水果的采摘还带有一定的危险性。因此实现水果收获的的机械化变得越来越迫切，开展机械化的收获技术，研究开发水果采摘机器人具有重要的意义。
研究和开发果蔬收获的智能机器人技术对于解放劳动力、提高劳动生产效率、降低生产本钱、保证新鲜果蔬品质，以及满足作物生长的实时性要求等方面都有着重要的意义。采摘机器人是未来智能农业机械化的开展方向，具有广阔的应用前景。2004年11月1日公布施行的?中华人民XX国农业机械化促进法?还明确规定国家采取措施鼓励，扶持农业机械化的开展，机械采摘取代手工作业是必然的开展趋势。

水果的机械化收获技术已有40余年的研究历史。收获作业的自动化和机器人的研究始于20世纪60年代的美国，1968年美国学者Schertz和Brown首次提出应用机器人技术进展果蔬的收获，当时开发的收获机器人样机几乎都需要有人的参与，因此只能算是半自动化的收获机械。采用的收获方式主要是机械震摇式和气动震摇式，其缺点是果实易损，效率不高，特别是无法进展选择性的收获。
从20世纪80年代中期开场，随着电子技术和计算机技术的开展，特别是工业机器人技术、计算机图像处理技术和人工智能技术的日益成熟，以日本为代表的西方兴旺国家，包括美国、英国、法国、荷兰、以色列、西班牙等国家，都在水果采摘机器人方面做了大量的研究工作，涉及到的研究对象主要包括甜橙、苹果、樱桃、甜瓜、葡萄、草莓等，试验成功了多种具有人工智能的收获采摘机器人。应用机器人技术进展水果的自动化收获得到了快速的开展。
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法国是研究果蔬采摘机器人较早的国家之一，但由于技术、市场和价格等因素的影响，甜橙和苹果采摘机器人已经停产，采摘机器人的研究工作根本陷于停顿。美国在自动化收获机器人的研究方面没有一个很清晰的战略，研究工作也根本处于停顿状态。日本近年来开展了大量的收获机器人研究工程，进展很快，但还未能真正实现商业化。荷兰收获机器人的研究工作走在很多国家的前面，但研究的果蔬种类并不多。

我国的国家专利中有上百种的水果采摘器，包括机械式、电动式、气动式的果品采摘器，其中有的实现单方向的水果采摘，有的可改变方向能实现全方位的水果采摘。不过目前市场上商品化的采摘器品种还比拟单一，且价格昂贵操作不便。
我国在农业机器人领域的研究始于20世纪90年代中期，相对于兴旺国家起步较晚，果蔬采摘机器人的研究还处于起步阶段。目前我国不少院校、研究所都在进展采摘机器人和智能农业机械相关的研究。东北林业大学的陆怀民研制了林木球果采摘机器人，它主要由5个自由度机械手、行走机构、液压驱动系统和单片机控制系统组成。郭峰等运用彩色图像处理技