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我校团队研发智造 “采摘能手” 护航龙江果蔬采收现代化

发布时间:2026-08-23 10:54:24

来源: 机电工程学院

作者: 杜鹏飞

摄影: 杜鹏飞

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8月15日,哈尔滨市道里区榆树镇新乡村的葡萄大棚里,一串串紫黑色葡萄垂在藤下。当天正是第二届“当夏采摘 乐享乡野”葡萄采摘体验日,一位不同寻常的“采摘工”缓缓驶入垄间。这是由我校机电工程学院李健教授团队研制的第二代葡萄采摘机器人在这里开展田间采摘作业演示。摄像头对准果穗,机械臂调整姿态,柔性软爪托住葡萄,剪刀剪断果梗,再把果穗轻放进后方果筐。机械手的一连串动作,让围观的果农既新奇又期待。

“我们的初衷,就是想做一套农民能够用得起的机器人。”机电工程学院副院长李健说道。

李健团队研制的第二代葡萄采摘机器人

李健团队研发的第二代样机在葡萄棚垄间开展田间作业演示

从果农难题中来

这台机器人从哪里来?答案藏在离葡萄藤很近的科技小院里。2025年7月,东北林业大学牵头建设榆树乡新乡村智能葡萄采摘科技小院,依托哈尔滨界友果树种植家庭农场,把课堂、实验室与葡萄园连接起来。团队常驻田间,围绕采摘季用工紧张、重复作业强度大、成熟果实容易挤压损伤等问题开展研发,把果农的“难题清单”转化为装备的“迭代清单”。

“我们的初衷,实际上就是想做一套农民能够用得起的机器人。”面对三农媒体镜头,李健道出了团队的研发初衷。为了让样机适应真实葡萄棚,师生们反复调整底盘尺寸、机械臂结构和末端执行器,并在枝叶遮挡、果穗姿态不一、垄间空间有限等条件下持续测试。经过迭代,第二代样机走出实验室,在采摘节上完成了感知、定位、采摘和回筐的连贯演示。

李健在葡萄园介绍团队面向果农需求开展装备研发三农帮/农业科教视频截图

给葡萄一双“温柔的手”

葡萄果穗形态不规则、果粒密集,既要摘得下来,又要尽量不伤果。团队为机器人设计了一套“先看、再算、后采”的作业流程:摄像头寻找目标果穗并获取位置坐标,控制系统根据感知数据驱动机械臂靠近;到达采摘位置后,前端剪刀剪断果梗,4个自主研发的柔性软爪同步托住果穗,减少刚性夹持造成的挤压;采摘完成,机械臂把葡萄放入后方果筐,再转向下一串。

从视觉识别到柔性托持,从单串采摘到自动回筐,这套闭环不仅考验算法和控制精度,也考验装备对真实农业环境的适应能力。采摘节上的演示不是终点。团队将继续围绕复杂光照和枝叶遮挡下的识别稳定性、末端执行器的保护效果、连续作业效率以及整机成本进行优化,让二代样机在一次次田间测试中更加可靠、更加易用。

二代样机侧视图:移动底盘、机械臂、柔性末端和果筐组成一体化作业平台

让技术在田间留下来

在果农聂国友看来,机械手的出现回应了采摘季最现实的劳动问题。他种葡萄已有十五六年,每年采收都要雇人;如今他和老伴都已六十多岁,长时间托举、剪切、搬运十分辛苦。“我没曾想到,能有机械手来给我摘葡萄。”看过机器人作业后,他说,这样的装备让自己减轻体力劳动有了新期待,也增加了对科技的信心。

机器人柔性软爪托住果穗  三农帮/农业科教频道报道视频截图

一台样机真正走向生产,还要经历更多季节、更多品种和更多工况的检验。对李健团队而言,科技小院的价值正在于此:师生带着技术走进田间,果农把最直接的使用感受反馈给团队,问题在现场被发现,方案在现场被修正。机器人每向葡萄藤靠近一步,科研就向农业生产的真实需要靠近一步。

从第一代到第二代,从实验室验证到采摘节田间演示,这台葡萄采摘机器人记录着校地协同、科技助农的一次次尝试。未来,团队将继续依托科技小院打磨装备、培养学生、服务产业,让更多“长”在论文和图纸上的创新成果,转化为果农看得见、用得上、愿意用的生产工具。

相关视频报道

报道名称:三农帮/农业科教《榆树镇第二届“当夏采摘 乐享乡野”葡萄采摘体验日》

视频链接:https://channels.weixin.qq.com/finder-preview/pages/sph?id=Ac98xxTJWd

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