案例詳情

一、應(yīng)用背景

在雄安新區(qū)的某智能溫室大棚中，一款采用人形機(jī)身+導(dǎo)航車設(shè)計(jì)的人形采摘機(jī)器人已投入作業(yè)，成功實(shí)現(xiàn)了串番茄的自動(dòng)化采摘。該機(jī)器人憑借廣泛的采摘能力，適配串番茄等多種農(nóng)產(chǎn)品采摘，其搭載的立體視覺系統(tǒng)、靈活的機(jī)械臂、仿人靈巧手及修枝剪等配置，結(jié)合遠(yuǎn)程控制軟件與語音指令操作，能高效完成串番茄的動(dòng)態(tài)巡檢與采摘。這一應(yīng)用為雄安智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了有力支撐，是科技與農(nóng)業(yè)融合的生動(dòng)實(shí)踐，顯著提升了串番茄采摘效率與質(zhì)量。

二、機(jī)器人核心特性與適配性

該機(jī)器人在設(shè)計(jì)上充分考慮了串番茄采摘的需求，具備諸多適配特性。

1. 感知與識(shí)別方面，頭部的偉景自研立體視覺系統(tǒng)，可精準(zhǔn)感知外界環(huán)境，識(shí)別串番茄，配合靈巧手引導(dǎo)機(jī)械臂抓取。頸部能左右旋轉(zhuǎn)、俯仰，擴(kuò)大視野，獲取更多采摘環(huán)境信息，確保準(zhǔn)確找到成熟串番茄。

2. 機(jī)械臂與手部設(shè)計(jì)極具優(yōu)勢。單個(gè)機(jī)械臂有 7 個(gè)關(guān)節(jié)和 7 個(gè)自由度，肩部可側(cè)擺和旋轉(zhuǎn)，大臂、肘部、小臂能旋轉(zhuǎn)，活動(dòng)靈活。左臂末端的靈巧手高度仿人，5 個(gè)手指、16 個(gè)關(guān)節(jié)、7 個(gè)自由度，能適應(yīng)串番茄形態(tài)，實(shí)現(xiàn)柔性采摘，避免損傷果實(shí)。手部的 2 個(gè) Mark 點(diǎn)，結(jié)合眼部視覺系統(tǒng)的手眼伺服技術(shù)，可實(shí)時(shí)定位和追蹤靈巧手，保障采摘?jiǎng)幼骶珳?zhǔn)。右臂末端的專業(yè)修枝剪和 Mark 點(diǎn)，能剪切果梗等枝葉，輔助采摘，保證串番茄完整性，提升采摘效率。

3. 腰部與升降機(jī)構(gòu)作用顯著。腰部連接上身和升降機(jī)構(gòu)，2 個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)和俯仰動(dòng)作，可調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)，擴(kuò)大活動(dòng)和采摘范圍。最大 500mm 行程的上下升降功能，能適應(yīng)不同高度的串番茄，增強(qiáng)了機(jī)器人的靈活性、緊湊性、穩(wěn)定性和安全性。

4. 移動(dòng)與承載能力方面，采摘車負(fù)載達(dá) 150kg，可裝 2 個(gè)采摘籃，滿足串番茄采摘的承載需求。車頭車尾的視覺系統(tǒng)掃描前后環(huán)境，支持在地面或?qū)к壣弦苿?dòng)，方便在溫室大棚內(nèi)穿梭作業(yè)。

三、工作流程

1. 移動(dòng)操控：機(jī)器人啟動(dòng)后，開啟采摘遠(yuǎn)程控制軟件，精準(zhǔn)控制車體旋轉(zhuǎn)角度、行進(jìn)方向和速度，將機(jī)器人移動(dòng)至溫室導(dǎo)軌，確保其處于合適的作業(yè)起始位置。

2. 動(dòng)態(tài)巡檢：發(fā)出 “動(dòng)態(tài)巡檢” 語音指令，機(jī)器人沿導(dǎo)軌自動(dòng)移動(dòng)，利用頭部視覺系統(tǒng)和頸部的視野擴(kuò)展功能，持續(xù)檢測周圍串番茄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)成熟串番茄后自動(dòng)暫停。

3. 采摘番茄：發(fā)出“采摘番茄” 語音指令，機(jī)器人左臂靈巧手依據(jù)視覺系統(tǒng)定位，精準(zhǔn)抓取串番茄果實(shí)，隨后右臂修枝剪剪斷果梗，最后左手將串番茄放入采摘籃中，完成一次采摘作業(yè)。

四、應(yīng)用成效與價(jià)值

1. 果實(shí)保護(hù)：仿人靈巧手的柔性采摘和修枝剪的精準(zhǔn)剪切，最大程度減少了對串番茄的損傷，保證了果實(shí)的完整性和品質(zhì)，提升了商品價(jià)值。

2. 節(jié)省成本：減少了對人工的依賴，降低了人工采摘的勞動(dòng)力成本，相比人工采摘，機(jī)器人可連續(xù)作業(yè)，減少 50% 以上的勞動(dòng)力需求，同時(shí)因采摘效率提高和果實(shí)損傷減少，間接增加了種植戶的收益。

3. 推動(dòng)智能化發(fā)展：該機(jī)器人在雄安溫室大棚的應(yīng)用，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)智能化發(fā)展提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。