国内外果园采摘机械研究及发展趋势探讨

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国内外果园采摘机械研究及发展趋势探讨

孔庆军

(华南农业大学 工程学院 广东广州 510642 )

摘要：机械化、智能化农业是21世纪农业生产方式的代表性变化,在新世纪要提高农业现代化水平必须积极地推进农业机械化技术创新。而水果种植业是现代农业的重要组成部分；果园的采摘机械是解决果园采摘作业难的有效手段。本文说明了果实机械化采摘的意义，详细介绍了国内外机械式采摘的发展历程、主要的采摘方式、采摘机械装置、系统组成，以及从采摘机器人机械手的设计、末端执行器的设计、行走装置的设计、果实的识别和定位方面分析了果实采摘机器人的国内外发展现状；并指出了我国果园采摘机械发展中存在的问题，最后分析了果园采摘机械的发展趋势。 关键词：果园；机械采摘；机器人采摘；劳动力；经济效益；机械化；智能化 Domestic and foreign fruit picking mechanical research and trend of

development

Kong Qingjun

(South China Agricultural University Institute of Guangdong Guangzhou

510642)

Abstract: intelligent agriculture mechanization, twenty-first Centuries is the representative change of agricultural production, in the new century is to improve the level of agricultural modernization must actively promote

agricultural mechanization technology innovation. While planting fruit industry is the important part of modern agriculture; orchard picking machine is to solve the orchard picking operation difficult effective way. This paper illustrates the fruit mechanization picking the significance, domestic and foreign are

introduced. Mechanical picking the development course, main picking, picking mechanical device, system composition, as well as from picking robot

manipulator, end-effectors design, walking device design, fruit identification and localization of fruit picking robot at home and abroad to develop the current

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situation, pointed out our country orchard picking machine the problem that

exists in development, analyzes the development trend of fruit picking machine. Key words: orchard; picking machine; robot pickers; labor; economic benefits; mechanization; intelligent

引言

随着计算机和自动化控制技术的迅速发展，农业机械化、自动化、智能化趋势越发明显。机器人技术已渗透到农业生产当中，特别像水果种植业这种对机械化要求比较高的生产中尤为明显，机械化、智能化生产工具的应用将成为21世纪现代化农业的重要标志。

我国是世界第一大水果生产国和消费国。2008年我国的水果产量已经超过6000万吨，约占全球产量的14%。水果种植业的迅速发展对果园机械化和智能化提出了更为严格的要求，同时也促进了其市场需求的进一歩扩大。而水果采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33%-50%，目前我国的水果采摘主要是以人工为主，由于采摘作业比较复杂且季节性差异明显，人工采摘不仅效率低，劳动量大，易对果实造成损伤，而且可能因劳动力不足导致采摘不及时从而产生不必要的经济损失。

此外，由于现在农村劳动力逐渐向社会其他行业转移，世界各国都面临着人口老龄化问题，劳动力不足将成事实。使用机械不仅提高了效率，降低了损伤率，节省了大量劳动力成本，而且也提高了果园的经济效益。因此研究果园机械尤其是水果采摘机械具有重要的意义和巨大经济效益以及广阔的市场前景。

1 国外果园采摘机械现状

1.1 机械式采摘

1．1.1机械式采摘的分类

果园机械式采摘工具主要有振摇式、撞击式和切割式三种类型。

振摇式是利用外力使树体或树枝产生振动或振摇，让果实产生适合加速度，然后使其在连结最弱处与果枝分离、掉落。

撞击式是撞击部件直接冲撞果枝或敲打牵引果枝的棚架振落果实。

切割式是将树枝或果柄切断使果实与果树分离的方式，又分为机械切割式和动力切割式。

1.1.2机械式采摘工具的现状

以美国、法国、英国为首的西方国家从上世纪40年代初就开始对果园采摘机械进行研究， 40 年代中期美国开始研究振动摇摆式机械，用来采摘胡桃和杏等水果，到50 年代中期，利用振摇果树方式收获水果的采摘机械在欧美国家得到了普遍应用，并且出现 2

了以拖拉机驱动的振摇采摘机。至60 年代，振摇采摘机械的结构由单一的定冲程推摇机发展到惯性式振摇机、气力振摇机、使用动力驱动橡胶棒冲撞果枝振落果实的撞击式等多种类型的果园采摘机械。由于当时的机械采摘工作效率普遍较低，损伤率较高，不适用于采收易损伤、要求完好率高的鲜食水果和贮藏用水果。60 年代中期，美国研究出配合采摘工具使用的液压升降平台车，使采摘效率有了大幅度提高。从60 年代后期开始，欧美一些国家将水果采摘机械与果树的培育、修剪结合起来研究，比如修整树形使其适合机械化作业。70 年代出现了各种动力切割式采摘机械，例如油锯、气动剪。比较著名的气动剪厂商有瑞士的FELCO 公司，意大利的CAMPAGNOLA 公司，日本的ARS 公司等。

日本的山地和丘陵面积占其国土总面积的 71%，果园种植地形类似于我 …… 此处隐藏：7466字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……