苹果采摘机的设计毕业论文

我个人认为目前采摘机器的问题包括以下四点，

1、辅助采摘机械设计功能单一。现有辅助采摘装置的基本原理类似于剪刀，采用长杆式或伸缩杆式结构，大多采用手持，在采摘刀具下一般都设有网兜，当果实落下兜住果实。一方面此类结构仅适用于采摘高处的果实，当果实位于高处，刀具是否能够与果柄接触存在不确定性，在一定程度上会伤及果实表面；一方面采摘效率极低，果农需要人工定位果柄与枝干的位置，拉动手把等操作才能将果实摘下，若一个接一个把果实放入收集装置，则消耗的时间更多，若一直存放在网兜中果实不仅受到下一个果实撞击还会被枝干等划伤表面；另一方面仍需要人手动将果实放入收集装置，反而增加了果农从网兜中拿取果实的步骤，增加了果农弯腰的次数，在一定程度上增加了劳动强度。目前我国的苹果采摘主要还是靠果农用手一个一个将果实采摘下来，然后放入背篓或者身边的箩筐中，在采摘高处果实时采用梯子，其劳动强度、采摘效率、果实完好率甚至超过一些辅助采摘装置。

2、采摘识别和定位不准确。现有采摘机器人都面临的难题是快速识别和准确定位。苹果采摘机器人采摘作业最关键的一环就是成熟苹果的快速识别和精准定位，然而成熟苹果的快速识别受到很多因素的影响，主要包括苹果本身受光照不同造成着色不均匀、采摘环境自然光线的强弱还有向光还是背光、采摘天气的阴晴和风力情况、苹果表面存在伤疤或者其他果实或枝叶在其表面留有阴影、前一个果实采摘完毕后使得枝干产生振动和枝干、叶片、果实等遮挡，这些因素都是实际采摘过程中面临的具体问题，这些问题往往都是一起出现，这也就加剧了快速识别的困难。定位的精确程度依赖于识别，苹果图像分割的不准确和苹果目标被遮挡是定位不准确的两个主要原因。

3、机械结构设计仍需改进。我国苹果种植主要集中在西北和环渤海地区，此地区多以高原、山地、丘陵为主，目前所设计的采摘机械包括采摘机器人在地势起伏较大的果园完成采摘还具有一定难度，所以采摘机械的移动机构需要适应这些非结构化的工作环境；同时受限于种植密度过大，农艺落后等多因素，大型机械无法在果园进行机械化采收，所以对采摘机械提出了小型化的要求，这样可以灵活自如在树与树的间隙中实现采收，也适当地减少了一些遮挡对识别定位的影响；末端执行器是采摘机械重要的组成部分，末端执行器设计的好坏直接影响了苹果表面质量和后期的经济价值，然而目前很多末端执行装置柔顺性较差，虽然有的在其内表面与苹果接触处添加了弹性体，如橡胶等，但由于力度控制不好仍会在苹果表面留下印痕。

4、农机与农艺发展不协调。我国苹果农艺发展落后于国外，我国苹果主要分户种植，难以形成大片成规模种植产业，同时种植的品种繁杂，种植的果树植株不规则，这些都给机械化采收带来困难。同样，针对我国这种特殊的种植模式，机械化采收还不够智能，灵活程度达不到科研人员和果农的要求，现阶段苹果采摘效率仍然不能满足果农需求，且较为智能的机器人价格又较为昂贵，果农的承受能力有限，无法大面积应用，且不能保证其成本低于人工采收。所以现在苹果采摘仍存在农艺发展水平与农机发展水平不协调的矛盾。

1）成熟度的确定。作为长期贮藏的苹果要求在其生理成熟度的八成采收。一般以下列方法综合确定采收成熟度：果柄与果台联结处形成离层，手掌托住果实轻轻一转，果柄与果台可以分离，即可采收。富士系、秦冠品种170～180天采收，元帅系在盛花后140～150天采收。（2）果实品质要求。果实完好无损，新鲜洁净，无不正常外来水分，农药残留符合标准。果面无碰压伤、刺伤、药害伤、雹伤和明显的病虫伤；无任何可见的真菌或细菌侵染的病斑。果径富士系75～80毫米≥80%。秦冠系80～90毫米≥80%。着色面积≥70%。果形端正，无畸形果，果柄完整，装箱时剪去果柄，剪后果柄稍低于果肩。果肉硬度：富士系≥8千克/厘米2；秦冠≥7千克/厘米2。可溶性固形物：富士系≥15%；秦冠≥13%。总酸含量：富士系≤；秦冠≤。（3）采收时间和方法。采收须在露水干后的上午和下午气温凉爽时进行，不宜在雾天、雨天和烈日暴晒下采收果实。方法：采果人要修剪指甲、戴手套操作，做到轻拿轻放。

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