效率太.低，8.0年.代后.才開.始研.究和.制造.切割.型采摘.器。果.園.采.摘.野蔥，人.工使.用剪.刀采.摘，發展.到使.用.機.械裝.置采.摘，例.如一.種人.工財.政才.知采.摘器.，夾口.上方.有切.刀，下方.有夾.鉗，可以.將.國屏.先前.住.后.剪.斷。電機.式采.摘器，利.用果.柄引.導突.片，將果.柄引.向.切刀，在.用微型.電機.帶動.的切.刀作.往復.運動，把.國柄.切斷.，還.有一.種振.搖式.采摘.器用撥.叉深.入果枝.用電.機擺.動撥.叉兒，振.落果實.。此后.有了.更多的.輔助.工具，如.液壓.剪枝.升降.平臺.，用來.提高.工作.位置。利.于采.摘作.業。我.國還.曾經.研制.出吹.氣式.采摘.機，由.于其.風機功.率要.求大.，氣.流易.損傷.果枝.果實，.雖然.分選.效果較.好，但.采摘.效果.不佳，很.快就.被市.場淘.汰。.90.年代.開始，市.場因.素帶.動了.果樹種.植的.熱潮，眾.多中.小種.植戶.的需.求帶.動了.簡易.采摘.器的.市場.。其.后，氣動.剪枝.機、.輔助升.降平.臺等.機具.相繼.進.入了.市場。.19.92.年浙.江金.華農.機研.究所.研究.了有.拖拉.機操.作的.用于.采摘水.果的.升降.機，上升.高度.可達.7m.。2.007年.新疆.機械研.究所.研制了我.國第.一臺.多功.能果.園作業.機，.即L.G-.1型.多功能果園.作業.機。.這是.一種.及采.摘、修.剪、噴藥.、運輸.、動.力發.電等.功能的.自走.式作.業機.，其.工作原.理是.汽油發.動機將.一部分動.力分.配到.主機的.變速.箱，由.變速.箱驅.動兩.條橡.膠履.帶行.走，.另一.部分.動力帶.動雙.杠風.冷式.空壓.機，為.氣動.剪枝機.和升.降機.提供動.力。.采用橡.膠履.帶行.走部.件.是針.對果.園土.壤松.軟和.比較潮.濕的.環境.。空.壓機.連接到.升降.平臺.提升高度1…5.m。.該作.業機.的研制.成功.標志.著我.國果.園單.一的采.摘機.械進.入到.了多.功能作.業機.械時.代。
我.國南.方果.園大.部分.處于.丘陵.地帶.，受.限于.地形.，.合適的.采.摘機.械很.少，.機械.化作.業基.本上.處于空.白，.而且存.在費.工以.及作.業危.險性.方面的.問題。我.國臺.灣省.為了.在坡.地果.園上.實施機.械化.省工.經營.，改.良了.適合.坡地.作業.特性.的農.機具.，研.制成.功了v一.種自.走式.牽引振.動采.果機.。該機.以坡.地搬.運車.為主.體，.在振動.機的.下方裝.一個.可做.360°.旋轉的旋.轉盤.，采.果時.轉動圓.盤，使.牽引.推桿.對準.采收樹.枝，.牽引.推桿上.裝有自.動調.整.推桿角.度四.連桿.，可.以使.推桿.處在最.有效.的作.業角.度，當.拉緊套住.樹干.與推.桿頭.間的.繩索.時，果.實受.拉力.即可.掉落。.
我.國自.行研.制了.臍橙采.摘機.器人.，該.機器.人主要.由兩.部分.組.成：.兩自.由.度.的移.動載.體和.五自.由度.的機.械手.。移.動載體.為履.帶式平.臺，.加裝.了主.控PC.機、.電源.箱、采.摘輔.助裝.置、多.種傳.感器；.五自.由度.機械手.由各.自.的關節驅動裝.置.進行.驅動。此開鏈連.桿式關.節型.機器人，機.械手固.定在履.帶式行.走機.構上，.采摘.機器.人機.械臂.為P.RR.RP結.構，.作業.時直.接與.果實.相接觸.的末端.操作器固.定于.機械.臂上.。機.械臂.第一個.自由度為.升降自.由度.，中.間三.個自.由度.為旋.轉自.由度.，第.五個.自由度為.棱柱關.節。.
由.于蘋.果采.摘機.器人.工作于.非結.構性.、未.知和.不確定的.環境中.，其作.業對.象也.是隨.機分.布的.，所.以加.裝了.不同種.類的.傳感.器以.適應.復雜的.環境.。采.用的.傳感.器分.為視覺.傳感.器、.位置傳感器和.避障.傳感.器三.類。.其中.視覺傳感.器采.用Eye—in—hand安裝方式，.完成.機器.人或.末端操.作器.與作.業對.象之.間相.對距離.，工作.對象.的品.質、.形狀及.尺寸.等任.務。.位置.傳感器包.括安.裝在.腰部、.大臂.、小.臂旋.轉關.節處.和直.動關節.首尾.兩端.的8個.霍爾.傳感器.，以.用來控制.旋轉關節的旋.轉角.度和直.動關.節的.直行.進程.，另.外還.包括.末端執.行器.上的.2個.切刀.限位開關和.用于提.供所.采摘蘋.果相.對于.末.端夾持.機構.位置.信息的.兩組.紅外光.電對.管。避.障傳感.器包.括安.裝在.小臂.上、.左、右.三個.方向.上的.五組.微動.開關.和末.端執.行器.前端.的力.敏電.阻，以求采.摘機.器人.在工.作過.程中.能夠.有效躲.避障.礙物.。
1.3.3果.園采.摘機.械的.發展.趨勢.
提.高資.源利用.率和農.業生.產率.、降低.勞動強度，.提高經濟.效益是.現代.農業的.趨勢。.由于技.術和.成本的原.因,在.今后較.長時.間內.機器人采.摘無.法投.入實.際應.用, .在這.種情.況下.,機.械式.采摘將.占據主.流, .其發.展具.有以.下幾.個特.點。
1…多.功能.化
即該.機械.不僅具.有采.摘果.實的.功能還.淋具其.他作業.能,如中.耕、施.肌、剪枝植保等,多.功能.作業機.械.能實.現一.機多.用減.少貼.機投.人同.時又.方便.使用.
2. .采摘.與山.地果.園運.輸結.合起.來。
南方. .丘陵山.地果.園坡陡.,上.山的.肥料、.農藥.和下.山的果.品等.全靠人.力運.輸,勞.動強度.大, .效率.低, .成本.高。.有些山.地雖.能開.辟機.動車.道, .成本.高, .浪費.士地.并易.造成.水土.流…失。.因此.研究.省.力、低.成本.的山.地運.輸機.械成.為當.做。
. . 3. .操.作簡.便、.可靠性高
機器.的操.作者.是農.民, .并不.具備.系統.的機.電外.認這.吸塊.設計合.理可.帶, .使用.
法.簡單, .維修維.護方.便
4.?通用.性好?
在各.種不同的條件下，.如不.同地形.、不.同的.作業地.表、不.同的作.業對.象、不.同的水.果品種.等情形.下，要使.該機.械適.用于.大部分.甚至絕.大部分情.形。
5. 自動. .化和.智能化?
隨.著現.代科.學技.術的.進步.和廣.泛應.用，新.技術必.將進.入到.農業.機械領.域；機.械化.、自.動化、智.能化.水平將.進一步提.高。.如日.本研.制的.自走.式采.摘車.，在.20°以.上的陡.坡地.使用電.視攝.像機和.無線.電遙控.組合控制方.式，.實現無.人駕.駛操.作。在機器.人采摘.研究.方面.，未來.的采.摘機.器人.將朝.著以.下幾.個方.向發.展：.
6.?高.精度.的視覺.系統和.圖像處理技.術?
如使.用視.覺傳.感器配合測距儀來精確定位，使用模.糊神.經網.絡對.圖像進行.智能化.處理。
7.?研發.有多.指及冗.余自.由度的.機械手.爪?
多.指及.冗余自.由度.的機.械手.爪，.有柔.性和靈.巧性.的特點.。機.械手爪.要針.對作.業目標.的物.理、生.物特.性設計.，保證.采摘時.的生.產質量.。采.用合.適的.軌跡.規劃.，使.得行走.和采摘.時能.夠繞.過障.礙物.而不.發生碰.撞。.使用神.經網.絡系.統，.機器人就.能通.過前.次軌.跡而.自我.學習，.下次.自動采.用最.近似.的軌.跡運.動。.
8…?利.用率高?
可以根.據采摘.不同對.象來更.換末.端執.行器.進行采.摘作業.，這樣.大大提高.機器人的利.用率.。?
9.?低成本.的機器.人?
便于推.廣普.及，果農買.得起.，也用.得起。

1.4 本文.研究的目.標、研.究內.容和研.究方.法
1.4.1研究.目.標
像采.摘機械.這. .樣的機…械手.的基.本要. .求是快…速、.準.確.地拾取. .和放… …置.物.體.，并. …攜.帶. .它. .們. .。這.就… .需要…高.精. . . .度、.快速. . . .響應、…一.定的…承載…能.力、足…夠…的. .工作空間、.靈. …活.的自.由. .度以.及在…任.何.位.置. .的自.動定…位。.設. .計和啟.動.機.械手.的原…則.是充.分. .分. .析工. .作對.象和.環.境.，確…定.工. .作的.結構.形…狀和.材. .料特…性.、定. .位精…度.要.求.、抓.取和.搬運過. .程中.的.應.力.特. .性、.尺. .寸和.質. .量參…數，以…進.一步. .確. .定所…需.的條…件.。為機. .械手的.結構. .和操.作控…制.，盡.可.能.選擇定…型.機. .的標.準. .部件，.簡化…設計.和. .制. .造過…程，.并兼…顧.通. .用性.和質…量.。專…用.性. .強，.可. .實. .現靈…活.的運.動和.伸縮.。
1.4.2研.究內容.和研究方法
所. .述的.臍橙.采摘手.臂包. .括伸.縮桿.件，.角度調.整把手.，剪切.動力.機構電機.以及剪斷.機構.剪刀。.臍橙采.摘手.臂通.過大.臂內管.與大.臂外.管的.伸縮.配合.，實.現了.可調.節功能，.既能.采摘高.處的.臍橙.也能.采摘相.對較.矮地.方的.臍橙臂.。在.調整大.臂桿.件長.短的.同時調整.小臂的.尺寸.，以.確保四.桿機.構正.常運.動。.在進.行采.摘作.業時，.需要.人工對.準蘋.果，將.剪刀.調整到蘋.果上.方，.然后通.過觀.察蘋.果果.柄的.位置，.隨時調.整把.手的.角度，以.確保.不傷.果，.而且剪.斷果柄.。角.度調.整完.畢之.后隨.后按.動電.機開.關，.電機轉.動后.，通.過行.星齒.輪減.速器.將速度.降至.整個切.斷并.回到原.位的.時間.為0…5秒鐘，.電機.觸電開.關每.啟動.一次.，剪刀.完成.一次.剪切.運動。.臍橙采.摘機.械手.臂結…構.簡. .單，.成. .本低，效. .率高.，安.全.可靠.。
相.對于機.械化程.度較高.的采摘.機械來講.，不.傷果，運.動靈活.，安全.可靠，實.用方.便。對.于解.決現.在階段.的采摘.問題有.較大幫.助。
根據.已. .有的.一些設…計.方案，.進.行.了優…化設計.。通. .過受. .力分.析，.設. .計了.臍橙采摘.機械手臂.。首.先，.對連.桿機…構、電機.減.速器.的選. .型計.算.、部.分.重要部. .件的.驗.算、動力.剪切系.統的…設.計進.行了…總.體. .方. .案. .設.計。

總結

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