林果業是種植業中的第三大支柱產業，是山區農民增收致富的重要途徑。近年來，隨著鄉村振興戰略的不斷推進，我國林果產量持續增長。由于缺少實用的機械設備，我國山區丘陵地區的林果采摘主要依靠人工，林果產量的增長帶來采收人力成本的攀升，林農對智能化林果采收設備的需求越來越迫切，這也逐漸成為農林高校機械相關學科關注的重點課題。
近日，浙江農林大學光機電工程學院錢孟波教授及其學生團隊研發出了一款林果采收機器人——折展式林果采收一體機，該設備投入使用后，將大大提高了農民采摘林果的自動化程度，有望為農民減輕采摘負擔，增加林果采摘效率，還能在采摘過程中盡可能減少對果皮的損害和對樹枝的破壞。
“林果采摘存在人工采摘勞動強度大、效率低，機械化采摘技術滯后，采摘容易損傷果實與果樹，果實易腐爛等問題。與此同時，丘林山地地貌的果林通常還存在著機器運輸難，果類多樣難以統一采摘方式等難題。”浙江農林大學光機電學院錢孟波教授說，為解決這些難題，他帶領學生團隊從2021年開始研究攻關，發現折展式的采摘結構可以適應丘林山地的林間作業環境，在此基礎上指導學生們研發了折展式采收一體機。
錢孟波教授指導的學生團隊由10多名學生組成，既有研究生也有本科生，既有機械專業學生也有林學等專業的學生，他們專業互補、協同研發。研發團隊學生負責人、該校研一學生鄭恒意介紹說，他們研發的機器人是一款以六連桿折展單元構成的倒傘型折展機構作為果實收集裝置，不需要人在設備上操作，通過相關的的程序進行控制。其獨特的結構賦予其較大的折展比，并通過伸縮桿的調節，實現收集范圍的靈活調整，從而提高了機械的普適性，使其能夠適用于十多種不同類型的林果采收。
鄭恒意表示，該設備還有一個優勢就是盡可能不傷害林果，“通過震動機構對二級樹干進行搖動，使果實自然脫落至倒傘收集器中，再經由機構中心的漏斗槽，將果實順利導入收集箱，實現采收的全程自動化。這一創新設計不僅提高了林果采收的自動化程度，降低了勞動成本，還大幅提升了采收效率，為農民增產增收提供了有力保障。 ”
根介紹，折展式林果采收一體機的結構實現了“即用即開”的功能，解決了機器運輸的難題。機械上應用的機械臂可以多角度調節，適用于不同的樹形，承載能力強，適用于多種的果實。機械振動的功能，可實現果實的快速收集，且機械可多角度自由調節，能根據樹形調節振動的位置，防止果樹受損，從而解決多種地形多種水果的采摘難題。
2023年11月，團隊研發的折展式林果采收一體機獲得了國家發明專利，并已成功組裝生產。前不久，研發團隊與諸暨市千翼網絡科技工作室達成合作，在生產設備的同時，開始在寧波余姚、杭州臨安、衢州開化等地進行實際運用。實測發現，一臺折展式倒傘型林果收集裝置效率相當于20個農民，一臺采收一體機工作效率相當于48個農民。
經過實踐運行，學生們研發的設備能有效解決林果采收人工采摘強度大、效率低，人工采摘風險大等問題。鄭恒意表示，“目前，林果采收機械在國內比較少見，適用于丘陵山地的機械更是少之又少，因此我們研發的機械，不僅為果農們提供了一種全新的采摘方式，也為農業科技創新注入了新的活力。”
據介紹，在學校和老師的大力支持下，研發團隊目前正在研發第三代采收機械，爭取在更大程度上，增強機械的普適性，更好的解決林果機械化采收的難題。鄭恒意說。“下一步，我們將從目前比較簡單的林果采收機械出發，向著復雜的林果采收方向發展，爭取讓林果都能有合適的機械進行采收。同時，我們還將與周邊農戶和農機化合作社達成合作協議，針對不同的林果樹木提供不同的解決方案。”
潮新聞：2024.4.7
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