一、产品简介
棚架葡萄高速切接采收机器人是一款面向水平棚架鲜食葡萄园的智能化采收装备。整机采用电动履带式移动底盘,配置六关节机械臂、圆盘刀末端执行器、RGB-D深度视觉系统、浮动式升降接果箱及上下位机协同控制系统,可连续完成果穗识别定位、采摘次序规划、果梗快速切割、果穗缓冲承接和底盘走采等作业环节。
产品以“视觉对靶、连续切接、走采协同、低损收获”为主要技术路线,改变传统夹剪一体机器人依赖精细果梗定位、单果往返转运的采收方式。通过多果快速识别、圆盘刀大容差水平切割、机械臂无返回循环连续采摘和果箱自适应升降,实现棚架葡萄的高速、连续、低损采收,重点解决人工采收劳动强度大、季节性用工紧张以及现有采摘机器人作业效率低等问题。
二、产品特点
高速连续切接:采用“圆盘刀切割+下方果箱承接”方式,省去夹持果穗及机械臂往返放果过程,实现机械臂无返回连续采摘。
圆盘刀大容差切割:利用圆盘刀切割半径形成具有较大误差容限的可切接区域,降低对手眼标定和机械臂定位精度的过度依赖,并通过切割高度约束避免刀具损伤棚架网面及葡萄穗体。
浮动接果、低损收获:系统根据果穗高度和机械臂末端位姿,自主调节果箱接果高度;果箱底部及内壁设置缓冲结构,缩短果穗下落距离,降低高速采收过程中的落粒和碰撞损伤。
操作简便、适应性强:具有app控制、开机自检、一键启动、手动与自动模式切换、异常报警停机及续接作业等功能;单臂、单相机和模块化控制架构有利于降低整机成本,便于维护、换刀和功能升级。
适应多种光照条件:机器人可在顺光、逆光和夜间补光等条件下开展作业。
三、主要性能指标
棚架葡萄高速切接采收机器人已完成果园环境下的连续采摘验证,主要性能指标如下:
指标项目 | 参考指标 |
连续行走采摘效率 | 1690 果/小时 |
平均采摘成功率 | 94% |
果实损伤率 | 2% |
平均果实识别成功率 | 98% |
作业幅宽 | 1 m |
适采果实离地高度 | 1.7~1.9 m |
四、主要技术参数
参数项目 | 参数/配置 |
产品名称 | 葡萄高速切接采摘机器人 |
参考型号 | 4A4V-Picker |
移动方式 | 电动差速履带底盘 |
作业幅宽 | 1 m |
适采高度 | 约1.6~1.9 m |
行驶速度 | ≥0.8 m/s |
爬坡能力 | ≥10° |
导航感知 | 激光雷达 + 底盘位姿反馈 |
控制计算 | 工控机,CPU主频≥2.6 GHz,AI算力≥15 TOPS |
供电电压 | 48 V |
参考续航 | 约6 h,支持换电 |
额定功率 | 约13kW |
外形尺寸 | 当前工程平台约1800×1300×1500 mm |
操作方式 | App启动/复位/关机,实体上电、启动及急停按钮,底盘支持遥控操作 |
五、系统组成及作业流程
机器人主要由履带式移动底盘、六关节采摘机械臂、圆盘刀末端执行器、RGB-D深度相机、浮动式升降云台与接果箱、工控机及安全控制系统组成。各模块通过高速通信总线协同运行,实现从目标感知到果穗入箱的连续作业。
1.视觉系统识别葡萄目标并获取三维位置信息;
2.控制系统根据根据果穗空间分布、挂果密度,确定采摘次序,生成机械臂循环采摘路径;
3. 机械臂按照规划路径牵引圆盘刀接近采摘点,以水平旋切方式快速切断果梗;浮动升降机构同步调节果箱高度,使切下的果穗低落差进入缓冲果箱;
4. 当前工作区域采收完成后,底盘移动至下一作业位置;循环完成识别、规划、切割与接果,没有可采目标时自动停止。
六、适用场景与产品价值
本产品主要面向行距约1.5~3.0 m、果穗集中悬挂在约1.8~2.0 m高度范围、具有基本行走通道的水平棚架葡萄园。机器人可适应一定程度的棚架建设误差、地面起伏、果梗长度差异、光照变化及枝叶遮挡,适用于巨峰、夏黑、阳光玫瑰等多种鲜食葡萄的规模化采收,也可通过调整机械臂基座和接果高度适配不同棚架条件。
机器人将每小时采收效率提升至千串级,可显著减少果农长时间仰头、托果和弯腰装箱等高强度重复劳动,缓解集中成熟期“招工难、用工贵、采收窗口短”等问题。其高速切接、低损承接和连续走采能力有助于缩短采收周期、降低人工成本和逾期损失;同时,模块化、低成本的单臂单相机方案具备进一步产品化和批量应用基础,可推动棚架葡萄生产向机械化、智能化和规模化升级。
产地:上海RockTec
