2024年4月2日发(作者：)

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．０１．２０１６　

轮廓，从而降低了果实采摘的精确度。　

２＿２对采摘果实损伤较大　

果实在整个生长过程中都是比较娇嫩的，很容　

易受到外界压力的作用而发生形变，甚至是毁坏，所　

以苹果机器人在采摘果实的过程中必须要注意保证　

果实的采摘质量，以不损伤果实为首要前提。为此设　

计人员在苹果机器人的肢体末端执行器上安装了力　

度传感器，可以苹果机器人更加准确地感知到抓取　

果实需要的力度。但是，在实际的操作过程中，仍然　

避免不了苹果机器人的指端对果实造成的抓伤痕　

迹。此外，设计人员还设计了另外一种采摘果实的方　

法——切断果柄，即在机器人的指端安装锋利的切　

刀，直接对果实的枝干进行切除，这种方法避免了对　

果实造成的抓伤痕迹，但是却容易造成切刀出现磨　

损情况，所以必须要经常更换切刀，增加了劳动成　

本，而且在果实的果柄比较短的时候，这种方法也不　

适用于果实的采摘工作。　

２．３果实采摘耗时较长　

研究人员设计出苹果摘采机器人的最大目的在　

于减轻农民的劳动负担，提高果实采摘的工作效率。但　

目前，我国的苹果摘采机器人的工作效率还没有得到　

大幅度提高，例如，人工采摘一个苹果所需的时间是　

５　ｓ～１０　ｓ，而农业采摘机器人需要１０　ｓ～１５　Ｓ；人工采摘　

一

根黄瓜所需要的时间是８　ｓ　１２　ｓ，而农业采摘机器　

人需要１　５　ｓ￣２５　ｓ．虽然苹果摘采机器人在一定程度上　

减轻了农民的劳动负担，但从以上数据可以看出，苹果　

摘采机器人的采摘效率没有得到很大的改善。　

２．４机器人成本高，难推广　

随着季节的不同，苹果摘采机器人的工作时间　

会相应受到限制，降低了机器设备的利用率，而且苹　

果摘采机器人主要是针对广大农民，所以需要具备　

较高的可操作性以及安全可靠性，同时还要具备良　

好的通用性，可以根据当地果实生长情况对机器人　

的内部程序进行实时编辑，便于果实的采摘过程，但　

是这样就增加了苹果摘采机器人的使用成本及维修　

成本，而且还需要有专业知识水平较高的技术人员　

进行指导。在苹果摘采机器人的推广过程中，只有机　

器人的使用成本低于人工成本时，果农才会选用机　

器人进行工作，因此，成本高难推广成为制约苹果摘　

采机器人发展的关键性因素。　

３苹果采摘机器人的改进发展分析　

３．１重新定位机器人智能程度　

机器人的智能化程度越高就越容易受到人们的　

青睐，但是，如果对苹果摘采机器人的智能化程度期　

１８６　

望过高的话，不仅会增加机器人内部程序的复杂性，　

还会提高机器人的使用成本。目前，在苹果摘采机器　

人的工作过程中，采用人机协作的工作模式进行工作　

是比较理想的状态。此模式的苹果摘采机器人系统满　

足了对机器人智能化程度的逐级控制要求［２１。人工对　

机器人的行走路线、采摘对象的确定以及机器人的导　

航等比较复杂的工作进行操作，而对于手臂的运动轨　

迹以及采摘力度则可以由机器人进行操作。　

３．２采用开放式控制系统　

我国的苹果摘采机器人是在工业机器人的设计　

基础上研究出来的，所以整个设计思路也都沿用了　

工业机器人的设计思路，采用了专用的程序控制系　

统以及语言编程系统，而且整个机器人的机械结构　

也是仿照工业机器人的结构制成的，但是专用的控　

制系统具有一定的封闭性，在一定程度上会大大限　

制机器人灵活性以及扩展性［３Ｊ。而采用开放式的控制　

系统的话，就会使苹果摘采机器人具备良好的扩展　

性和结构重构性，还可以提高机器人的工作灵活性。　

３．３改善机器人末端结构设计　

在苹果摘采机器人的设计过程中，其机械结构　

的复杂程度决定了机器人在采摘过程中的灵活性以　

及在运动过程中的平稳性，所以设计人员在设计的　

过程中要将机器人的机械结构涉及得比较紧凑，更　

加简化。特别是要注意提高机器人的机械手臂以及　

末端执行器的柔韧性和灵活性，使苹果摘采机器人　

在果实的采摘过程可以灵活地躲避障碍物，并提高　

果实采摘率的精确度，降低机器人对果实的损伤率。　

３．４改变栽培模式，扩展机器人通用性　

随着季节的变换，果实的生长情况是不固定的，　

使得苹果摘采机器人很难准确地对采摘果实进行精　

确的定位，所以种植人员可以考虑一下适当地改变　

苹果树的栽培模式，通过降低苹果树生长环境的复　

杂程度以及非结构化，可以使苹果摘采机器人更好　

地形成视觉定位，从而提高对果实的采摘精确度［４１。　

此外，还要扩展苹果采摘机器人的通用性，使一台机　

器人可以实现对不同种类的作物的采摘工作，提高　

苹果摘采机器人的使用效率。　

４结束语　

目前我国对苹果采摘机器人的研究还处于初级　

阶段，且机器人的工作性能还需要进一步完善，随着　

科学技术的发展，我国的苹果摘采机器人的技术水　

平一定会更上一层楼，为我国的农业机器人的发展　

提供更加广阔的平台。　

（下转第１９２页）　

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．０１．２０１６　

Ｂｒｉｅｆ　Ｐｒｏｂｅ　ｉｎｔｏ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｓｈｏｐ　

ＷＥＮ　Ｔｉｎｇ　

（Ｔｈｅ　Ｓａｉｃ—Ｇｍ—Ｗｕｌｉｎｇ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｕｚｈｏｕ　Ｇｕａｎｇｘｉ　５４５０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｓｓｕｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｆｒｏｍ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎ　ＧＡ，Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｉｎｓｕｆｉｃｉｆｅｎｃｙ　ｏｆ　Ｑｕａｌｉｔｙ　

Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓｅｄ　ｔｈａｔ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ａｃｔｕａｌ　ｓｈｏｐ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｎｙ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｓｙｓｔｅｍ．　

Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒ　ｉｓｓｕｅ　ｔｒａｃｋ　ｓｃｈｅｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　

ｒｅｓｏ］ｖｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｓｓｕｅ　ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ．Ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈａｔ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｔａｒｇｅｔｓ　ｃａｎ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｗｈｅｎ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　

ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｍｄ　ｅｎｈａｎｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｑｕａｌｉｔｙ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｇｅｎｅｒａｌ　ｓｈｏｐ；ｑｕａｌｉｔｙ　ｓｙｓｔｅｍ　

受一受一夹　－、　、．受—受—　

（上接第１８２页）　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｎ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｕｂｗａｙ　Ｄｉｅｓｅｌ　Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ　

ＬＩｕ　Ｆｕ－ｃｈｕｎ　

（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｒ＆Ｄ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎ　Ｆｅｂ．７ｔｈ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｃｏｏｌ—ｆａｎ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｍａｔｕｒｅ，ｉｎ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ，ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏ—ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　

ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｐｏｐｕｌａｒ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｉｔｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｄｕｏ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｎｓｉｖｅ　

ｐｕｍｐ　ａｎｄ　ｈｉｇｈｅｒ　ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｏｉｌ．Ａ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｈａｔ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｖａｌｖｅｓ　

ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ｏｆ　ｆａｎ　ａｎｄ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　

ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ；ｃｏｏｌｉｎｇ；ｅｎｅｒｇＹ—ｓａｖｉｎｇ　

受—受一　

（上接第１８６页）　

参考文献：　

【３］刘兆祥．苹果采摘机器人三维视觉传感器设计【Ｊ】．农业机械　

学报，２０１０，２９（３８）：１３—１４．　

【１］程凤仪．苹果采摘机器人机械手避障关键技术研究［Ｄ］．　

南京：江苏大学，２０１３．　

【４】张杰．三自由度苹果采摘机器人本体设计【Ｊ】．计算机工程　

［２】顾宝兴，姬长英，王海青．智能移动水果采摘机器人设计与　

实验［Ｊ】．农业机械学报，２０１２，４３（６）：１５—１６．　

与应用，２０１５，２３（６７）：３８—３９．　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｓｔａｔｕｓ，Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ａｐｐｌｅ　Ｐｉｃｋｉｎｇ　Ｒｏｂｏｔ　

ＬＩ　Ｓｕ—ｙｕｎ．ＴＡＮＧ　Ｘｉａｎ－ｊｉｎ－　

（Ｈｅｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｚｈｏｕ　Ｇｕａｎｇｘｉ　５４２８９９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ　ｏｆ　ａｐｐｌｅ　ｐｉｃｋｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ａｐｐｌｅ　

ｐｉｃｋｉｎｇ　ｒｏｂｏｔ　ｐｉｃｋｉｎｇ　ｒａｎｇｅ，ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｐｉｃｋｉｎｇ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ＣＣＤ　ｃａｍｅｒａ　ａｎｄ　

ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ｔｏ　ｉｄｅｎｔｉｆｙ　ｆｒｕｉｔ，ｔｈｅ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｉｓ　ｕｐ　ｔｏ　８５％．ＰＬＣ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｆｒｕｉｔ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｉｓ　

ａｒｒａｎｇｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｂｏｔ，ｔｈｅ　ｒｏｂｏｔ　ｉｓ　ａｂｌｅ　ｔｏ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｃｏｐｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｂａｔｃｈ　

ｐｉｃｋｉｎｇ，ｆｉｎａｌｌｙ　ｃａｒｒｉｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｍａｋｅｓ　ｉｎ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｅｘｔｅｎｔ，ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｅ　ｐｉｃｋｉｎｇ　

ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｌａｂｏｒ　ｃｏｓｔ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｐｐｌｅ　ｐｉｃｋｉｎｇ；ｒｏｂｏｔ；ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　

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