文献综述
在果蔬生产作业中，收获采摘约占整个作业量的40%，采摘成本约占整体成本的50%-70%，采摘作业质量的好坏直接影响到果蔬的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。由于采摘作业的复杂性和季节性，采摘自动化程度仍然很低，目前国内果蔬采摘作业基本上还是手工完成[1]。随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本的提高，果蔬采摘这个问题已经被人们所重视[2]。
进入后工业化的发达国家对农业机器人的研制起步早、投资大、发展快, 这些国家农业规模化、多样化、精确化和设施农业的快速发展,有效地促进了农业机器人与其他智能化农业机械的发展。机器人技术的发展也有效促进了发达国家农业生产过程的自动化、智能化和精准化发展。总体来看,以日本为首的发达国家在采摘机器人方面做了大量的研究，现已研制出番茄、黄瓜、蘑菇、苹果、西瓜、莴苣等水果和蔬菜收获的多种可用于农业生产的机器人，而目前农业机器人在中国无论是研发还是应用还处于起步阶段[3] [4]。
一、采摘机器人国内外现状
1.1国内发展现状
中国的采摘机器人研发起步晚、投资少、发展慢,与发达国家相比差距还很大，目前还处于起步阶段。 20世纪90年代中期,国内才开始了采摘机器人技术的研发，在此之后我国加大对于这个方面的研究，但是所取得效果仍旧不明显，使得果蔬采摘自动化技术长期处于基础研发的阶段。在我国各高校以及研究所的不懈努力下，近年来我国采摘机器人的研发和应用也取得了一定的进展。
1.1.1 苹果采摘机器人。由黑龙江工程学院徐莉讲师团队研制的苹果采摘机器人的机械部分由采摘机构、上升 机构、行走机构组成。机械手在找到苹果后，通过肘部、肩部的运动使手爪处于苹果下方，上升机构调整高度，手爪收缩，抓紧苹果后机械手腕部旋转，扭断果柄，然后再次通过肘部、肩部运动带动手爪将苹果放回收集位置，由收集装置将苹果收集。该机器人设计简单，成本较低，实用性较强[5]。
1.1.2 番茄采摘机器人。北京工业大学王丽丽设计的番茄采摘机器人由四轮结构型式的行走地盘、串联式灵巧型4自由度机械臂、双目视觉识别与定位系统、激光自动导航系统组成。双目视觉系统对番茄彩色图像进行灰度化、阈值分割等处理之后，识别定位番茄，由激光传感器自动导航，对坐标系进行转换，由开链式关节型结构机械臂带动手抓采摘番茄，该番茄采摘机器人采摘单个番茄平均耗时15s，采摘成功率大于86.7%。该方案理论完备且实地效果较好[6]。
1.1.3 苹果采摘机器人。西安理工大学刘鹏莉设计和研究的苹果采摘机器人采用五自由度的串联结构机械臂，三手指三关节放生夹持 机构夹住苹果，动刀片采用滚珠丝杠传动与定刀片配合剪断果柄，机械手将果实放入喇叭口的收集槽，完成摘果过程。本方案采用自适应PD控制，做出了虚拟样机，参数完备，具有良好的参考价值[7]。
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