柑橘采摘机械臂

柑橘树的枝丫多，果子的蒂坚硬，还喜欢一簇一簇“挤”着长。采摘一直是柑橘园最繁琐的生产环节之一。

近几年，苹果采摘机械臂、猕猴桃采摘机械臂相继问世，柑橘采摘机器人研发仍是业界难点。

10月17日，长江日报记者走进华中农业大学柑橘试验田看到，橘子橙子挂满枝头，即将成熟。一台高2米、宽1米左右的机械装置正在田间自如行走，科研人员在平板电脑上轻点，机械臂潇洒挥动，将果子握住、剪下，放入筐里，一气呵成。

研发团队人员测试机械臂采摘柑橘。

这是该校工学院团队历时4年研发出的柑橘采摘机械臂，已进入定型试验阶段。它能在“万绿丛中”快速精准识别柑橘方位，计算出最佳采摘路径，不伤果，不伤枝，有望解决柑橘采摘的难题。

————【研发者说】————

讲述人：华中农业大学工学院副教授鲍秀兰 

苹果、猕猴桃之类的水果，轻轻一拽就下来了。但柑橘类的你试试，采摘时必须用剪刀，如果用蛮力拉扯，劳动强度大，还会损伤果实。

这些年，用于苹果、猕猴桃的采摘智能设备都面世了，柑橘采摘设备的研发仍是业界难点。我们花4年研发出一款柑橘采摘机械臂，有“手”有“脚”，还有“眼睛”和“大脑”。

“手”是柔性机械爪，夹爪由柔性材料制成，能在对柑橘进行稳定包裹时，不损伤果实表皮。大到脐橙、小到南方蜜橘，它都能用合适的力道“拿捏”。爪子上方我们设置了一把剪刀，果实被固定后，对准蒂把一剪，之后机械臂带动夹爪把果实放到身后的果筐里。

至于“脚”，是搭载着两条约15厘米宽履带的移动底盘，越障能力很强，即使路况复杂的田间也穿行自如。

在树上找到果实，“眼睛”是关键。我们在机器主体装上三维激光雷达，行走时自己认路，采摘时找树。而“爪子”上方设置了一个深度相机，能对全树扫描，通过颜色和点云，把果实的位置迅速告诉“大脑”。

它的“大脑”最硬核，有自主知识产权的算法，能通过采集到的信息获取果实位置，并向手臂下达夹爪移动和抓取的行动指令。这一步听起来简单，但实现起来不容易，“大脑”需要进行科学的路径规划，既减少对果树及果实的损伤，也减少采摘时间。

此外，机械臂整体有6个关节，实现果树单侧全覆盖采摘。还设置有升降台，可以根据树的高度调整机器的高度。

目前，如果仅是完成采摘这个动作，机械臂效率稍逊于熟练采摘工，但它能快速装筐、搬运。整体来看，工作效率与人工相当。

我们还在研发一种仿人手的灵巧手采摘机器人，在保证稳定采摘的同时，还能够采摘更多种类的果实。我们还在研究多臂采摘机器人，有望实现四个机械臂同时采摘一棵果树的果实，以此提高采摘效率。

————【大众点评】————

讲述人：宜昌市夷陵区新场柑橘专业合作社胡亚

我们合作社目前种植柑橘1200亩，即将迎来全面产出季。今年预计产出300多万斤橙子，全园丰产后可产出700～800万斤，要装140多辆大卡车。

这么多橙子，目前全靠人工采摘。每个工人一天的采摘量1000到1500斤，而且还需要搬运、清点等环节的人员配合，耗费的人力、物力是巨大的。

还有一个现实问题是，农村的劳动力都在60多岁甚至是70岁以上，采摘机械化是急需解决的问题。种再好的橙子，没人收、收不赢，只能烂在地里。

鲍教授团队研发的柑橘采摘机械臂在我们田里多次试验，效果非常不错，不仅能灵活地在田里移动，而且在柑橘的精准定位、精准采摘上都表现很好，不亚于人工采摘速度。