林果業(yè)是種植業(yè)中的第三大支柱產(chǎn)業(yè)，是山區(qū)農(nóng)民增收致富的重要途徑。近年來(lái)，隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，我國(guó)林果產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)。由于缺少實(shí)用的機(jī)械設(shè)備，我國(guó)山區(qū)丘陵地區(qū)的林果采摘主要依靠人工，林果產(chǎn)量的增長(zhǎng)帶來(lái)采收人力成本的攀升，林農(nóng)對(duì)智能化林果采收設(shè)備的需求越來(lái)越迫切，這也逐漸成為農(nóng)林高校機(jī)械相關(guān)學(xué)科關(guān)注的重點(diǎn)課題。
近日，浙江農(nóng)林大學(xué)光機(jī)電工程學(xué)院錢(qián)孟波教授及其學(xué)生團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一款林果采收機(jī)器人——折展式林果采收一體機(jī)，該設(shè)備投入使用后，將大大提高了農(nóng)民采摘林果的自動(dòng)化程度，有望為農(nóng)民減輕采摘負(fù)擔(dān)，增加林果采摘效率，還能在采摘過(guò)程中盡可能減少對(duì)果皮的損害和對(duì)樹(shù)枝的破壞。
“林果采摘存在人工采摘?jiǎng)趧?dòng)強(qiáng)度大、效率低，機(jī)械化采摘技術(shù)滯后，采摘容易損傷果實(shí)與果樹(shù)，果實(shí)易腐爛等問(wèn)題。與此同時(shí)，丘林山地地貌的果林通常還存在著機(jī)器運(yùn)輸難，果類(lèi)多樣難以統(tǒng)一采摘方式等難題。”浙江農(nóng)林大學(xué)光機(jī)電學(xué)院錢(qián)孟波教授說(shuō)，為解決這些難題，他帶領(lǐng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)從2021年開(kāi)始研究攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)折展式的采摘結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)丘林山地的林間作業(yè)環(huán)境，在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生們研發(fā)了折展式采收一體機(jī)。
錢(qián)孟波教授指導(dǎo)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)由10多名學(xué)生組成，既有研究生也有本科生，既有機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生也有林學(xué)等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，他們專(zhuān)業(yè)互補(bǔ)、協(xié)同研發(fā)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)學(xué)生負(fù)責(zé)人、該校研一學(xué)生鄭恒意介紹說(shuō)，他們研發(fā)的機(jī)器人是一款以六連桿折展單元構(gòu)成的倒傘型折展機(jī)構(gòu)作為果實(shí)收集裝置，不需要人在設(shè)備上操作，通過(guò)相關(guān)的的程序進(jìn)行控制。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予其較大的折展比，并通過(guò)伸縮桿的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)收集范圍的靈活調(diào)整，從而提高了機(jī)械的普適性，使其能夠適用于十多種不同類(lèi)型的林果采收。
鄭恒意表示，該設(shè)備還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是盡可能不傷害林果，“通過(guò)震動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)二級(jí)樹(shù)干進(jìn)行搖動(dòng)，使果實(shí)自然脫落至倒傘收集器中，再經(jīng)由機(jī)構(gòu)中心的漏斗槽，將果實(shí)順利導(dǎo)入收集箱，實(shí)現(xiàn)采收的全程自動(dòng)化。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅提高了林果采收的自動(dòng)化程度，降低了勞動(dòng)成本，還大幅提升了采收效率，為農(nóng)民增產(chǎn)增收提供了有力保障。 ”
根介紹，折展式林果采收一體機(jī)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了“即用即開(kāi)”的功能，解決了機(jī)器運(yùn)輸?shù)碾y題。機(jī)械上應(yīng)用的機(jī)械臂可以多角度調(diào)節(jié)，適用于不同的樹(shù)形，承載能力強(qiáng)，適用于多種的果實(shí)。機(jī)械振動(dòng)的功能，可實(shí)現(xiàn)果實(shí)的快速收集，且機(jī)械可多角度自由調(diào)節(jié)，能根據(jù)樹(shù)形調(diào)節(jié)振動(dòng)的位置，防止果樹(shù)受損，從而解決多種地形多種水果的采摘難題。
2023年11月，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的折展式林果采收一體機(jī)獲得了國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，并已成功組裝生產(chǎn)。前不久，研發(fā)團(tuán)隊(duì)與諸暨市千翼網(wǎng)絡(luò)科技工作室達(dá)成合作，在生產(chǎn)設(shè)備的同時(shí)，開(kāi)始在寧波余姚、杭州臨安、衢州開(kāi)化等地進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用。實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，一臺(tái)折展式倒傘型林果收集裝置效率相當(dāng)于20個(gè)農(nóng)民，一臺(tái)采收一體機(jī)工作效率相當(dāng)于48個(gè)農(nóng)民。
經(jīng)過(guò)實(shí)踐運(yùn)行，學(xué)生們研發(fā)的設(shè)備能有效解決林果采收人工采摘強(qiáng)度大、效率低，人工采摘風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。鄭恒意表示，“目前，林果采收機(jī)械在國(guó)內(nèi)比較少見(jiàn)，適用于丘陵山地的機(jī)械更是少之又少，因此我們研發(fā)的機(jī)械，不僅為果農(nóng)們提供了一種全新的采摘方式，也為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新注入了新的活力。”
據(jù)介紹，在學(xué)校和老師的大力支持下，研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前正在研發(fā)第三代采收機(jī)械，爭(zhēng)取在更大程度上，增強(qiáng)機(jī)械的普適性，更好的解決林果機(jī)械化采收的難題。鄭恒意說(shuō)?！跋乱徊剑覀儗哪壳氨容^簡(jiǎn)單的林果采收機(jī)械出發(fā)，向著復(fù)雜的林果采收方向發(fā)展，爭(zhēng)取讓林果都能有合適的機(jī)械進(jìn)行采收。同時(shí)，我們還將與周邊農(nóng)戶(hù)和農(nóng)機(jī)化合作社達(dá)成合作協(xié)議，針對(duì)不同的林果樹(shù)木提供不同的解決方案?！?/p>
潮新聞：2024.4.7
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