采茶机器人”研发助力茶产业持续发展(采茶机器人高科技)

近年来，国内农业劳动力老龄化趋势明显加剧，招工难、用工贵已成为制约茶产业发展的瓶颈。名优茶的人工采摘消耗占整个茶园管理用工的60%左右，而高档名优茶芽叶采摘时，由于叶梢细嫩，生长的位置、姿态和密集程度不一，特别是在微风和光照不断变换环境下，机器采摘实现难度较大。因此，加大研发智能采茶技术力度，对促进我国茶产业持续发展具有重要意义。  基于图像处理的茶叶识别成研发热点 实现自动化采茶，首先必须解决的是茶树嫩芽的精准识别。近年来，随着计算机技术的发展和应用，基于图像处理的茶叶嫩芽的准确识别成为研究的热点。  末端采摘执行器与智能控制系统取得进展 茶叶的采摘对象是芽叶而非果实，传统的末端采摘执行器难以适用，因此相关研究人员针对茶叶嫩芽开发了新的末端采摘执行器。如2021年设计出一种可夹提式采摘茶叶嫩梢的末端执行器，通过对其控制实现茶园采摘。试验结果表明，一芽一叶的漏采率为2.8%、采摘完整率为91%，一芽二叶的漏采率<3%、采摘完整率为94%。现有的茶叶采摘末端执行器大多采用单纯的机械式结构，基本没有误差补偿能力，无法确保采摘成功率和嫩梢完整率。为解决此问题，设计出一种基于负压导向的名茶采摘末端执行器。这种末端执行器利用负压，以自上而下的方式引导茶芽，从而纠正茶叶的姿势和空间位置。试验结果表明，设计的末端执行器具有偏差容限性能，可以提高拾取成功率。 智能控制系统的功能，主要包括行驶系统的控制和采摘装置的控制。日本在茶园智能机械行驶系统控制上已有一些研究成果，如日本松元株式会社利用人工智能（AI）和传感器开发出在无人驾驶的情况下收获茶叶的“无人采茶机”，并已开始上市销售。在采摘装置的控制上，针对传统往复切割式采收装置，设计了一种基于机器视觉的乘用式智能采茶机，提出了自动识别茶叶嫩芽和割刀自动调平控制方法，该机可解决现有采茶机无选择性切割老叶和嫩芽的弊端。目前，针对采摘手控制系统所控制的末端采摘执行器个数均为单个，采摘效率不高，未来还需针对多个末端采摘执行器、多机械臂协同控制系统进行研发。  研发多末端采摘执行器及其高效控制系统针对茶叶采摘机械臂轻巧、柔顺和高速的需求，可通过结构轻量化设计和相应的运动控制算法，实现采茶专用末端采摘执行器及其控制系统。同时因为单个末端采摘执行器效率过低，为进一步提高采摘效率，未来应研发多末端采摘执行器以及高效控制系统，实现多末端采摘执行器任务分配和运动协同规划，提高茶叶采摘效率。 来源：中国食品报，信息贵在分享，如涉及版权问题请联系删除