水果采摘裝置設計
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- 機械系統設計文獻綜述
0.1水果采摘實現機械化的必然趨勢
在水果的生產作業中，收獲采摘是整個生產中最耗時最費力的一個環節。水果收獲期間需投入的勞力約占整個種植過程的50%~70%。采摘作業質量的好壞直接影響到水果的儲存、加工和銷售，從而最終影響市場價格和經濟效益。水果收獲具有很強的時效性，屬于典型的勞動密集型的工作。但是由于采摘作業環境和操作的復雜性，水果采摘的自動化程度仍然很低，目前國內水果的采摘作業基本上還是手工完成。在很多國家隨著人口的老齡化和農業勞動力的減少，勞動力不僅成本高，而且還越來越不容易得到，而人工收獲水果所需的成本在水果的整個生產成本中所占的比例竟高達33%~50%。高枝水果的采摘還帶有一定的危險性。因此實現水果收獲的的機械化變得越來越迫切，發展機械化的收獲技術，研究開發水果采摘機器人具有重要的意義。
研究和開發果蔬收獲的智能機器人技術對于解放勞動力、提高勞動生產效率、降低生產成本、保證新鮮果蔬品質，以及滿足作物生長的實時性要求等方面都有著重要的意義。采摘機器人是未來智能農業機械化的發展方向，具有廣闊的應用前景。2004年11月1日頒布施行的《中華人民共和國農業機械化促進法》還明確規定國家采取措施鼓勵，扶持農業機械化的發展，機械采摘取代手工作業是必然的發展趨勢。
0.2國外水果機械化采摘裝置研究進展及現狀
水果的機械化收獲技術已有40余年的研究歷史。收獲作業的自動化和機器人的研究始于20世紀60年代的美國，1968年美國學者Schertz和Brown首次提出應用機器人技術進行果蔬的收獲，當時開發的收獲機器人樣機幾乎都需要有人的參與，因此只能算是半自動化的收獲機械。采用的收獲方式主要是機械震搖式和氣動震搖式，其缺點是果實易損，效率不高，特別是無法進行選擇性的收獲。
從20世紀80年代中期開始，隨著電子技術和計算機技術的發展，特別是工業機器人技術、計算機圖像處理技術和人工智能技術的日益成熟，以日本為代表的西方發達國家，包括美國、英國、法國、荷蘭、以色列、西班牙等國家，都在水果采摘機器人方面做了大量的研究工作，涉及到的研究對象主要包括甜橙、蘋果、櫻桃、甜瓜、葡萄、草莓等，試驗成功了多種具有人工智能的收獲采摘機器人。應用機器人技術進行水果的自動化收獲得到了快速的發展。
法國是研究果蔬采摘機器人較早的國家之一，但由于技術、市場和價格等因素的影響，甜橙和蘋果采摘機器人已經停產，采摘機器人的研究工作基本陷于停頓。美國在自動化收獲機器人的研究方面沒有一個很清晰的戰略，研究工作也基本處于停頓狀態。日本近年來開展了大量的收獲機器人研究項目，進展很快，但還未能真正實現商業化。荷蘭收獲機器人的研究工作走在很多國家的前面，但研究的果蔬種類并不多。...
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