苹果采摘装置
一种苹果辅助采摘装置的设计
Vol.370No.10OCT.2020农业技术与装备AGRICULTURAL TECHNOLOGY &EQUIPMENT 我国是世界第一大苹果生产国和消费国，2019年我国苹果总产量高达4200×104t，约占全球总产量的16%。
苹果种植业的迅速发展带动了果园机械的市场需求。
苹果采摘作业所需劳动力占整个生产过程所用劳动力的35%~50%，手工采摘的方式不仅效率低下，而且危险系数大。
现有的小型辅助采摘机械多采用长杆端部带剪刀或各种形状切片的结构形式。
采摘苹果时需要人工手持设备，存在劳动量大、力度不易控制、易伤水果、效率不高等问题。
针对目前苹果采摘的现状，开发一种相对高效、劳动量小、不易伤苹果的辅助人工采摘装置。
1总体设计方案该采摘装置采用模块化设计方法，总共由四大部分构成：收割装置、伸缩及输送装置、自适应装夹装置、分离与收集装置。
1.1收割装置图1双螺旋切割装置Fig.1The double screw cutting device前端采摘部分如图1所示，螺旋转盘部分采用柔软且不易变形的材料，两装盘底部一侧安装有小刀片。
采摘时将壳体开口对准苹果，按下驱动按钮后电机驱动大齿轮，通过齿轮传动驱动轴，轴带动螺旋转盘一起旋转。
苹果被压入壳体后受转盘的挤压继续向下运动，直到果枝碰到刀片，转盘继续旋转，随着苹果所处空间的径向尺寸越来越小，果枝所受扭转力矩越来越大，最终刀片会切断果枝从而将果实顺利采摘下来。
随后果实将顺着长杆落下，进入存储小车中。
对于其强度要求，做以下验证：我们近似采用空间阿基米德螺线，其坐标方程式为：x=（α+βθ）×cosθy=（α+βθ）×sinθz=t 3⎧⎩⏐⏐⏐⏐⎨⏐⏐⏐⏐.（1）dx dt-βcosθ-（α+βθ）sinθdy dt -βsinθ-（α+βθ）cosθdz dt-3t 3⎧⎩⏐⏐⏐⏐⏐⏐⏐⏐⎨⏐⏐⏐⏐⏐⏐⏐⏐.（2）以电机安装处为坐标原点，杆底部连接处A 为危险截面，设其空间坐标为（x,y,z ），由式（1）（2）及相关模型数据代入可得：A 处的方向向量为（0.41，0.49，0.77）。
全国大学生机械工程创新设计大赛获奖案例《旋转式苹果采摘机械手》
旋转式苹果采摘机械手本案例荣获全国大学生机械工程创新设计大赛一等奖1.设计目的我国是世界上最大的苹果生产国和消费国，苹果种植面积和产量占世界总量的40%以上,在世界苹果产业中占有重要地位。
根据苹果树的生长和栽培特性,将所设计苹果釆摘机械手的适用范围设定为：果实直径50〜100 mm,树高3〜4 m,进行采摘作业的人员身高170 cm左右。
目前我国苹果果园面临的一大困难就是没有操作简单且成本低的苹果采摘器，无法高效釆摘苹果。
采摘苹果不仅要耗费大量人力资源，还要花费大量时间与精力进行搬运，且要保证苹果的完整度，同时对离地3 m左右的果实进行采摘具有很大的危险性。
综合以上因素，我们设计了一个危险系数较小、方便果农进行苹果釆摘的旋转式苹果采摘机械手。
2.工作原理1）理论为了实现苹果的采摘功能，所设计的旋转式苹果采摘机械手参照苹果的外形特征，模仿人工采摘苹果的动作来设计。
旋转式苹果釆摘机械手主要由伸缩杆、双手指旋转机械手、牛津伸缩网兜、旋转切割传感器、旋转刀头等机构组成。
（1）伸缩杆。
利用伸缩杆可以随时调节杆的长度，即可以达到采摘不同高度处苹果的目的，提高采摘效率。
当需要伸长或缩短时，放松螺旋紧固件，两个杆之间的摩擦力减小，实现伸长或缩短。
当达到要求长度时，拧紧螺旋紧固件，两杆之间的摩擦力增加，防止相对滑动。
（2）双手指旋转机械手。
本旋转式苹果采摘辅助器的机械手有两根机械手指。
其中比较宽大的一根起到固定和夹紧的作用，另一根机械手指带有旋转刀头。
当伸缩杆对准苹果时,宽大手指会包裹苹果，防止苹果掉落,并在剪切时给予苹果支承。
另一根手指通过旋转切割，可以快速高效地将苹果蒂切断。
（3）旋转切割传感器。
当机械手控制住苹果，控制尖端抵到蒂的底端时，传感器会向下发出信号，开关处接收到传感器的信号时，提示操作人开始剪切。
这样的控制系统能够保证切到苹果蒂的底端，而且可以减少高度差带来的视觉障碍。
2)验证(1)固定装置。
我们设计的水果采摘器的机械结构比较简单，其主体是俯视时圆心角为60。
半自动苹果采摘装置[发明专利]
![半自动苹果采摘装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c69cc8ed90c69ec3d4bb750c.png)
专利名称：半自动苹果采摘装置
专利类型：发明专利
发明人：李彦清,杨晟,张琳,刘欣然,刘紫玉,白文超申请号：CN201810928907.2
申请日：20180815
公开号：CN109076787A
公开日：
20181225
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：半自动苹果采摘装置属于果实采摘技术领域，目的在于解决现有技术存在的人工采摘劳动强度大、采摘效率低以及机器采摘拉线容易断裂并且不能自动运输的问题。
本发明包括：肩背包；一端和肩背包一侧连接的伸缩杆，实现俯仰和伸缩运动；设置在伸缩杆另一端的采摘单元；和采摘单元连接的苹果收容单元，苹果收容单元包括收纳筒和收集装置，收纳筒一端和采摘单元连接，另一端位于收集装置上端；以及设置在肩背包的控制系统，控制系统和采摘单元电连接。
本发明将苹果送入剪切筒采摘，不会损伤苹果，还可以无死角采摘。
减速筒用橡皮筋和弹性面料进行减速，层层缓冲，不仅使采摘可以连续进行，还不会对苹果造成损伤，提高采摘效率。
申请人：长春理工大学
地址：130033 吉林省长春市卫星路7089号
国籍：CN
代理机构：长春众邦菁华知识产权代理有限公司
代理人：王丹阳
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基于自动化的苹果采摘机器人
基于自动化的苹果采摘机器人标题：基于自动化的苹果采摘机器人引言概述：随着科技的不断发展，自动化技术在农业领域的应用越来越广泛。
苹果是一种重要的水果作物，传统的采摘方式需要大量的人力成本，效率低下。
因此，基于自动化的苹果采摘机器人应运而生，可以提高采摘效率，减少人力成本，提高农业生产的效益。
一、机器人的设计与结构1.1 机器人的外观设计：苹果采摘机器人通常采用轮式移动，具有机械臂和传感器等设备。
1.2 机器人的结构设计：机器人的结构设计应考虑稳定性、灵活性和适应性，以适应不同种类的苹果树。
1.3 机器人的操作系统：机器人应配备先进的操作系统，能够实现自主导航、智能采摘和数据分析等功能。
二、机器人的采摘技术2.1 机器人的视觉识别技术：通过摄像头等设备，机器人可以实现对苹果的识别和定位。
2.2 机器人的机械臂技术：机器人的机械臂应具备精准的抓取和摘取能力，以确保采摘的准确性和速度。
2.3 机器人的智能控制技术：机器人应具备智能控制技术，能够根据不同的情况自动调整采摘策略，提高采摘效率。
三、机器人的安全性和稳定性3.1 安全传感器：机器人应配备安全传感器，能够及时检测周围环境，避免碰撞和伤害。
3.2 系统稳定性：机器人的操作系统应具备稳定性，能够长时间稳定运行，不易出现故障。
3.3 紧急停止装置：机器人应配备紧急停止装置，一旦发生意外情况，能够及时停止操作，保障人员安全。
四、机器人的数据分析和管理4.1 数据采集：机器人应具备数据采集功能，能够实时监测采摘情况和果园环境。
4.2 数据分析：机器人应具备数据分析功能，能够分析采摘效率、果实质量等数据，为农民提供决策支持。
4.3 数据管理：机器人应具备数据管理功能，能够将采集的数据进行存储和管理，方便后续分析和应用。
五、机器人的未来发展趋势5.1 智能化发展：未来的苹果采摘机器人将更加智能化，能够实现自主学习和自主决策。
5.2 多功能化发展：未来的机器人将具备更多功能，如喷洒农药、施肥等，实现一体化农业生产。
苹果采摘机器人的机构设计及运动仿真
苹果采摘机器人的机构设计及运动仿真苹果采摘机器人的机构设计及运动仿真近年来，农业机器人的发展迅猛，为农业生产带来了许多便利。
其中，苹果采摘机器人在果园管理中发挥着重要的作用。
本文将探讨苹果采摘机器人的机构设计及运动仿真。
一、机构设计苹果采摘机器人的机构设计需要充分考虑机器人在果园中应对多变环境的能力和采摘苹果的效率。
机构设计应具备以下几个方面的功能：1. 机器人的底盘结构：底盘结构应具备良好的机动性和稳定性，以适应果园地形的不规则性。
采用全地形底盘或者装备可调节高度的轮子，可以让机器人在果园中灵活行走。
2. 机械臂的设计：苹果采摘机器人的机械臂需要具备足够的力量和灵活性，以保证苹果能够准确、迅速地被采摘下来。
机械臂的设计可以参考人手的运动方式，同时结合工程学原理和材料力学的知识，确定机械臂的长度和关节的自由度。
3. 采摘装置的设计：苹果采摘机器人的采摘装置需要具备适应果实不同大小和形状的能力。
可以通过视觉传感器和机器学习算法，实时获取苹果的信息，根据苹果的位置和形态动态调整采摘装置的形状和力度。
二、运动仿真运动仿真是设计苹果采摘机器人的重要环节，通过仿真可以评估和优化机器人的运动性能和操作效率。
以下是运动仿真的几个关键点：1. 运动轨迹规划：通过运动轨迹规划，确定机器人在果园中的行进路线和采摘路径。
车辆动力学和动力学模型可以与果树的空间模型相结合，实现机器人在三维空间中的仿真。
2. 运动学分析：苹果采摘机器人的运动学分析可以确定各关节的位置、速度和加速度等运动参数。
通过运动学仿真，可以模拟机械臂的动作，验证机械臂在采摘过程中的稳定性和准确度。
3. 碰撞检测和安全评估：在仿真中进行碰撞检测和安全评估，可以避免机器人在运行过程中发生碰撞和意外情况。
通过虚拟环境的搭建和模拟苹果采摘的场景，可以检测机器人在采摘过程中可能产生的冲突和风险。
三、结语苹果采摘机器人的机构设计及运动仿真是实现机器人自动采摘苹果的重要步骤。
便携式苹果采摘机操作流程及原理
便携式苹果采摘机操作流程及原理作者：李胜李嘉新来源：《中国科技博览》2019年第01期[摘要]针对目前苹果采摘过程中存在采摘作业复杂、效率低、劳动量大、有安全隐患、容易造成果实损伤等问题。
我们设计了便携式苹果采摘机，利用此装置辅助人工采摘、分类、收集，达到减轻劳动强度，解放劳动力，提高采摘效率，保证水果质量的目的。
[关键字]采摘苹果便携辅助人工中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0059-01引言随着水果种植业的发展，果农对高效实用的果园采摘机械的市场需求日益增加。
目前，我国水果采摘以人工采摘为主，采摘时的劳动力占生产过程总劳动力的33%-50%，采摘过程中存在采摘作业复杂、效率低、劳动量大、有安全隐患、容易造成果实损伤等问题。
降低采摘成本、减轻劳动力和提高采摘效率成为农户迫切需要解决的难题。
1、方案设计本作品分为四个模块：采摘模块、储箱传送模块、传送分类模块和收集升降模块。
采摘模块：使用手持式伸缩杆采摘不同高度的水果，可旋转的机械爪用于采摘苹果。
储箱传送模块：链轮结构的传送带上装有卡爪，可带动收集盒运动。
传送分类模块：高处的苹果可放入带轮结构的传送带中，传送带使用软质皮带，可夹紧苹果使其同步运动，低处苹果可直接放入传送带；分类装置利用v形轨道通过苹果直径大小进行分类。
收集升降模块：用来存放收集满苹果的收集盒，齿轮齿条啮合在电机的带动下实现升降，当收集升降模块的收集盒收集满时，蜂鸣器工作提醒操作人员收取，收取完成后按下侧面开关升降平台复位。
2、便携式苹果辅助采摘机工作流程操作人员首先调整传送装置到合适位置，启动装置。
储箱传送模块工作，将收集盒送到指定位置。
然后操作人员手持采摘杆进行采摘，采摘下的苹果进入传送分类模块，分类模块根据苹果直径的大小进行分级。
当分类装置上方的计数装置检测到收集盒中的苹果收集满后，收集盒被送到收集升降模块，碰到开关后，升降平台下移。
一种新型苹果采摘器的设计
总体效果图 5 本方案的新型苹果采摘器的优点 这款基于伸缩式机械手臂的水果采 摘器的装置设计，构型简单，操作方便。采 用伸缩式手臂，方便可调，适用于不同高 度的采摘作业。采用本采摘器还便于平时 疏 果 ，清 除 坏 果 、次 果 ，便 于 进 行 果 树 管 理。同时如需对某棵果树进行化学疏除， 亦可采用本采果器，不会对好果子造成物 理伤害。并且本采摘器一改现有采摘器的
施力形式，相比于手的握力，向下的拉力 要大很多。本采果器应用较广泛，具有良 好的兼容性。
6 结论 本采摘器，是介于含有自主行动功能 的技术含量极高的且价格昂贵的机器人 类型的采摘器和基本属于纯简单机械的 采摘器两者之间的一种采摘装置，它构型 简单，价格低廉，采摘器以拉动式回力手 柄带动刀片开合运动的方式切割果梗，采 摘速度较快，节省劳动力，且采摘器的方 向可调节，适合各种位置的高枝水果，采 摘水果完好，保质保量，是一种值得推广 的实用的新型设计。 参考文献： [1]付荣利.果实采摘机械的现状及发 展趋势[J].农业开发与装备,2011. [2]杨可桢,程光蕴.机械设计基础（第 六版）[M].高等教育出版社,2013. [3]徐斌.便携式水果分级采摘器的原 理与应用[J].现代农业科技,2007.
作者简介：苗建杰，男，1997 年出生，河北邯郸人，本科，研究方向：能源与动力工程。
2019 年第 6 期
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关键词：采摘；可伸缩；机构设计；剪切式
一种新型苹果采摘器的设计
河北农业大学机电工程学院 苗建杰 焦鹏飞 赵卓阳
前言 21 世纪以来，世界各国不断将高新 科技推广和应用到农业生产中，研制了多 种果蔬采摘器。我国果园机械化起步较 晚，基础相对较弱。目前我国的水果采摘 绝大部分还是依靠人工作业。受采摘环境 等影响因素较大，季节性很强，单纯依靠 人工采摘，不仅效率低下、劳动量大、成本 较高，而且极有可能造成果实损伤，由于 依靠人工作业耗时长，容易导致未能在果 实的最佳采摘期将其采摘下来产生经济 损失。本苹果采摘器具有结构简单、容易 操作、安全舒适等优点，同时适用于不同 高度不同大小的果实采摘，与其他大型采 摘作业机相比更有优势。因此，研究开发 苹果采摘器具有重要意义，这必将带来巨 大的经济效益和广泛的应用前景。 1 本方案的新型苹果采摘器的结构 构成 本新型苹果采摘器的构成由复位弹 簧、活塞杆、X&Y 型绞动支架、手柄、采果 剪、接果袋等构成。 2 本方案的新型苹果采摘器的安装 组合方式 活塞杆与复位弹簧组合套装，从操作 杆顶部穿过其内部的限位孔与操作杆下 部的手柄固定连接。活塞杆与 X&Y 型绞 动支架固定连接，操作杆顶部两侧开沟槽 和定位孔便于 X&Y 型绞动支架完成施 力，并使其定位固定。X&Y 绞动支架下部 与活塞杆顶部连接，上部与水平固定的采 果剪连接。为了防止采下来的果实摔伤， 我们在采果剪正下方的位置设置了一个 缓冲接果袋。
苹果采摘方案新型
苹果采摘方案新型引言苹果是一种非常受欢迎的水果，深受消费者的喜爱。
然而，传统的苹果采摘方案存在一些问题，比如采摘效率低、工作强度大等。
为了提高苹果采摘的效率和质量，我们提出了一种新型的苹果采摘方案。
方案介绍新型的苹果采摘方案基于先进的机器人技术和人工智能算法，能够在保证采摘效果的前提下，提高采摘的速度和准确性。
以下是具体的方案介绍：1. 采摘机器人我们将引入具有机械臂和视觉识别功能的采摘机器人。
该机器人可以自动定位和识别成熟的苹果，并且通过机械臂将其采摘下来。
机器人的视觉识别功能能够准确识别苹果的大小、颜色和成熟度，从而选择最佳的采摘时间和方式。
2. 人工智能算法为了提高采摘的效率和准确性，我们将采用人工智能算法来指导采摘机器人的操作。
通过分析苹果树的生长模式和果实的分布情况，算法可以优化机器人的路径规划，并且在采摘时根据苹果的特征做出最佳的采摘策略。
这样可以提高采摘的效率，并且减少对苹果树的损害。
3. 远程监控系统为了方便管理和监控苹果采摘过程，我们将建立一套远程监控系统。
通过该系统，用户可以实时监视机器人的工作情况，包括采摘进度、采摘质量等。
同时，系统还会收集和分析采摘数据，为后续的优化和改进提供依据。
方案优势相比传统的苹果采摘方案，新型的苹果采摘方案具有以下优势：1.提高采摘效率：机器人和人工智能算法的结合，使得苹果的采摘速度大大提高。
2.提高采摘质量：机器人具有精准的视觉识别能力，能够选择成熟的苹果进行采摘，提高采摘质量。
3.减少人工劳动：引入机器人采摘系统，减少人工的劳动强度，提高采摘效率。
4.远程监控和数据分析：建立远程监控系统，提供实时的采摘监控和数据分析，为管理和决策提供参考。
结论新型的苹果采摘方案基于机器人技术和人工智能算法，能够在提高采摘效率和质量的同时，减少人工劳动和损害。
通过建立远程监控系统，可以实时监视和分析采摘情况，为后续的优化和改进提供依据。
相信这一新型的苹果采摘方案将会为果农和消费者带来更好的体验和效益。
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目录前言 (1)1绪论 (2)1.1水果采摘机械的发展 (2)1.2水果采摘机械的研究应用现状 (2)1.2.1国内研究现状分析 (2)1.2.2国外研究现状分析 (2)1.3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 (3)1.3.1设计所设计的任务要求 (3)1.3.2设计重点研究的内容 (3)1.3.3存在问题的解决思路 (3)2苹果采机械移动系统的结构说明 (3)2.1工作原理 (3)2.2工作过程 (4)3电动机的选择计算 (4)3.1确定电动机的功率 (4)3.2确定电动机型号 (4)3.3各级轴转速 (4)3.4各轴输入功率 (4)3.5各轴的输出功率 (4)3.6各轴输入转矩 (4)4齿轮的设计 (5)4.1确定许用应力 (5)4.2按齿面接触强度设计 (5)4.3验算齿面接触强度 (6)4.4齿轮圆周速度 (6)5轴的结构设计计算 (6)5.1减速器高速轴设计 (6)5.1.1轴径与长度与直径 (6)5.1.3确定轴上圆角及倒角 (7)5.1.4减速器输入轴（高速轴）的校核 (7)5.2减速器低速轴设计 (10)5.2.1轴Ⅱ的结构设计 (11)5.2.2轴上零件的周向定位 (11)5.2.3确定轴上圆角及倒角 (11)5.2.4减速器输出轴（低速轴）校核 (11)6链轮的设计 (14)7联轴器的选 (14)小结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)前言水果是人类生活不可少的食物，种植面积和产量逐年提高。
现在我国已成为世界水果、蔬菜的第一生产大国。
到2000年，水果种植面积达867万公顷，占世界面积的8％；产量6237万吨，占世界产量的13％。
苹果和梨的产量连续8年居世界首位，柑桔产量在巴西和美国之后位居第三，荔枝产量占世界的70％。
蔬菜种植面积达1467万公顷，占世界面积的35％；产量4亿吨，占世界产量的66％，连续5年居世界第一。
目前水果总产量已超过6000万吨，约占全球产量的14％左右，成为我国继粮食、蔬菜之后的第三大种植产品，也日益成为农民增收的重要增长点。
改革开放以来，特别是1984年水果市场放开之后，国家对水果实行多渠道经营，价格随行就市，农民得到了实惠，极大地调动了果农发展生产的积极性，从而促进了水果生产的迅速发展。
“七五以来，水果生产连续保持了十多年高速发展的势头，从生产、加工到销售乃至出口创汇都取得了巨大成绩，在种植业中异军突起，已经成为种植业重要的支柱产业，在农业和农村经济中的作用和地位日益显著主要表现在以下几个方面：1）面积和产量成倍增长，据国家统计局统计1996年全国果园面积发展到853.3多万平方米，总产量达 462.8万吨。
分别比1984年增长2.9倍和3.7倍。
其中苹果面积298.7万万平方米，产量170.2万吨，分别比1984年增长 3倍和4.8倍；柑桔面积128万平方米，产量845.7万吨，分别比1984年增长2.2倍和4.6倍；梨的面积为93.1万亩。
产量580.7万吨，分别比1984年增长2.1倍和1.8倍我国水果在世界水果生产中占据重要的位置从1993年开始，我国水果总产量跃居世界第一位(超过印度、巴西和美国)。
与同期世界水果产量相比1995年我国水果总产量为1214.6万吨，占世界总产量3987.3万吨的10.6％。
其中苹果和梨的产量均居世界各国之首，苹果产量占世界总产量的 28.2 ％，梨的产量约占42.6％。
柑桔占世界总产量的9．2 ％，仅次于巴西和美国，列第三位。
2）品种结构明显优化，近年来，各地在发展大宗水果的同时，以市场为导向，以科技为依托，以效益为目标，积极发展名特优新品种。
加速低产劣质果园的改造。
从而使品种结构得到明显改善，果品质量不断提高。
苹果重点发展了红富士、新红星、乔纳金等优新品种。
目前，全国红富士苹果面积已发展到130.5万亩，1996年的产量近600万吨，分别占苹果面积和产量的43.7和35.1；柑桔主要发展了特早熟和早熟温州蜜柑、芦柑、脐橙、柚类等市场受欢迎的优新品种。
目前，山东省的红富士、新红星、乔纳金、嘎拉等优新苹果品种已占苹果面积75以上。
广东省的柑桔因黄龙病的危害效益有所下降，对此，他们加大了结构调整的力度，开发的重点转向粤西、粤东和粤北山区，因地制宜地发展了荔枝、龙眼、杜果、田柚等热带亚热带名特优水果，这既丰富了果品市场，又发展了山区经济。
自20世纪90年代以来，自走式农业机械的田间自动导航、机器视觉与农业机器人研究得到重视，成为探索在农业机械装备中应用智能控制等高新技术研究的重要方向。
农业机器人是一种高度自动化智能化的农业机械，它集传感技术、监测技术、人工智能技术、通讯技术、图像识别技术、精密及系统集成技术等多种前沿科学技术于一身，代表了机电一体化的最高水平。
作为农业生产领域中新一代的生产工具，农业机器人在提高农业生产力、改变农业生产模式、解决劳动力不足问题等方面显示出极大的优越性。
可以说农业机器人的应用将带来农业生产的一次技术革命，推动现代农业的发展。
因此，广泛应用以农业机器人为代表的新一代农业机械，抓住机遇，大力发展农业机械化，全面提高农业信息化智能化水平是实现我国农业持续稳定健康发展的必然道路。
1绪论水果是果农的一大经济来源，在果实类水果的生产中，需要人工不定时的对果实进行成熟度的判断和收获，并不时地移动梯子，等高或弯腰。
虽然大力推广矮化的种树，方便果农的采摘，可是过分矮化的结果会影响果实的产量，不利于提高阳光的利用率。
现在许多果树的高度往往超过人的高度，采摘是需要借助板凳、短梯等工具，由于果园地面的不平整而存在安全隐患，同时也影响了采摘效率。
因此收获作业是一项劳动强度大，消耗时间长，具有一定风险性的作业。
研究开发适合目前生产实际的水果采摘机械不仅很大程度上减轻劳动强度，提高生产效率，而且具有广阔的市场应用前景[1]。
1.1水果采摘机械的发展水果的种类繁多，其生长部位，成熟期等特征差异很大，而且多数果实不耐碰撞。
因此，果实收获机械化难度比较大。
目前，采收果实的方法主要有手工采收，半机械化采收和机械化采收等方法。
半机械化采收时借助于工具，自动升降台车或行间行走拖车，由人工进行采摘。
机械化采收效率比较高，但是果实损伤比较严重。
采收的果实只要用于果酒，果汁，罐头等，利用机械采收经济效益比较高。
对于鲜食果，为使果品具有比较好品质，较长的保鲜期，采用人工或半机械化采收比较好。
如图1-1所示，是一种多工位自动升降台，它车是在轮式拖拉机或自走式动力地盘上装设多个作业平台，每个平台上的工作人员从不同位置收果实，平台的升降和位置转移由液压系统完成。
机械采收的基本原理：用机械产生的外力，对果柄施加拉，弯，扭等作用，当作用力大于果实与植株的连接力时，果实就在连接最弱处与果柄分离，完成摘果过程。
根据摘果作用力的形式不同，才收集主要有气力式和机械式。
苹果、桃、梨等在碰撞和挤压的作用下很容易受伤，国内外鲜食苹果一般都采用人工采摘，加工用的苹果一般采用振动采集法收获；杏、李子、枣核樱桃等一般也都采用振动采集法收获。
葡萄一般采用门架跨行式机器来收货。
在门架内，每行的两侧装有敲击棒，连续打击藤茎引起的振动使葡萄果实被振落，振落的葡萄掉在鱼尾片式接果架上。
层叠安装的鱼尾片是由弹簧加载，形成封闭的托台，当机器跨行前进时，鱼尾片碰到葡萄藤，弹簧受压使鱼尾片张开，藤茎过去后鱼尾片自动闭合。
鱼尾片向两侧倾斜，将掉落的葡萄引导到两侧的输送带上，然后送往料箱。
1.2水果采摘机械的研究应用现状1.2.1国内研究现状分析我国水果采摘机械发展缓慢，远远落后于种植业机械的发展，在此领域起步较晚，研究成果也较少。
随着国外技术的不断创新与提高，我国在此方面也在进步。
但是由于地域性，生产模式等等各方面的限制，机器人采摘技术在我国发展困难。
所以基于我国的果农的要求来说经济性，操作简单，适合山上作业成为重点。
所以相继出现了很多半自动水果采摘机械手（水果采摘器）的发明。
但是在技术上还是不够成熟，容易伤果。
目前在我国采摘水果时主要以人工为主，一般有三种方式：（1）果农直接用手采摘；（2）用主干自制的一端开口夹摘；（3）直接用手棍装上镰刀头钩采。
以上几种方式存在缺点如下，就地中采摘方法而言，如果果树比较高，树枝又比较脆，照此方法既不安全又容易伤害果树；第二种采摘方式只适合果柄比较长的果子的采摘，但又容易使果柄脱落摔坏果实；第三种采摘方式的缺点是水果容易在蒂处断开落在地上摔坏，枝条的扭断处茬口断裂，影响果枝的成长。
所以结合我国实际设计新型的水果采摘器成为很重要的项目。
1.2.2国外研究现状分析随着计算机和自动控制技术的迅速发展，农业机械迈入高度自动化，智能化时期。
机器人已经渗入到农业生产中，特别是在设施农业的生产过程中。
最早采摘果实的方法是采用机械振摇式和气动振摇式，而美国学者Schertz和Brown于1986年首先提出应该用机器人技术采摘果实。
在日本和欧美等发达国家在果实采摘机器人方面已取得了较大的发展。
采摘机器人是典型的复杂的光电一体化产品，工作环境是非结构的开放系统，涉及到多门学科知识，不确定的因素给采摘机器人的研制带来了很大的困难。
采摘机器人在一定程度上和环境下代替了人类的的工作，但是它的使用并没有达到广泛应用的结果，这主要存在两个关键的问题：（1）采摘机器人智能化的程度没有达到农业生产的要求。
农业生产的特点需要机器人具有相当高的只能和柔性的生产的能力以适应复杂的非结构环境；（2）机器人的成本高，而且其工作季节性强，机器人的使用效率很低。
所以这一系列的采摘机械由于技术等方面不够成熟和完善，存在过时容易损坏，效率不高以及容易采摘到不成熟的果实的缺点，而最重要的是成本高。
但是随着科学技术的不断发展，又由于随着人口老龄化和农村劳动力日益减少，机器人采摘水果将是一种趋势和最终机械。
1.3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路1.3.1设计所设计的任务要求有以下几个成功设计出苹果采摘器移动系统应任务要求：（1）采摘器能准确灵活的移动。
（2）能在果林工作，操作简便，经济实惠。
1.3.2设计重点研究的内容本课题重点研究采摘器的动力机构和传动机构。
在工作时应方便操作。
1.3.3存在问题的解决思路苹果采摘器固定在小车上和小车形成一个整体，小车的动力和传动机构能正常工作。
用电流大小控制小车的速度。
小车和采摘器可以在转向机构的作用下随意转向。
苹果采摘器可以用农机09届学哥张伟的‘水果采摘机’的设计。
2苹果采机械移动系统的结构说明图1 苹果采摘机械的传动示意图1.机器支架2.机器主动轮轴3.大链轮4.小链轮5.联轴器6.一级减速器7.电动机2.1工作原理电动机转动经过减速器减速，带动主动轮转动。
2.2工作过程其一般工作过程是：电动机工作经联轴器把动力传到减速器上，减速器减速后小链轮转动，小链轮给链条一个动力，带动大链轮转动，大链轮带动主动轮转动。