河北农业大学研发智能采摘装备 破解苹果机械化采收难题

问题——苹果采收高度依赖人工,是制约果园降本增效的关键环节;苹果产业链中,采摘最依赖人力、时间窗口最集中、劳动强度也最大。果农凭经验“看果、选果、摘果”,方式灵活,但在劳动力紧缺、用工成本上升以及集中上市期抢收压力加大的情况下,传统采摘已难以适配现代果园规模化、标准化的发展节奏。我国苹果产量在全球占比高,但采收环节机械化水平仍偏低,提升空间明显。 原因——果园环境复杂、果实易损、标准化不足,长期制约机械采摘推广。一上,树冠结构、枝条分布与果实遮挡等因素,使目标识别与定位难度较大;另一方面,苹果表皮娇嫩、果柄连接强度差异明显,既要提高速度,也要控制力度与稳定性,对末端执行器与力控策略提出更高要求。此外,不同地区果园坡度、地面条件和行距差异显著,装备需要兼顾通过性与安全性。部分果园建设不够规范,行距不规整、地面不平整,也继续抬高了机械化作业门槛。 影响——智能装备正从“能用”向“好用”升级,带动果园作业组织方式发生变化。以自走式多功能果园采摘平台为例,集成自动对行行走、果实输送与收集、采摘作业平台、底盘自动调平等功能,可在标准化种植果园内组织多人协同作业,最多支持8人同时工作。田间试验显示,该平台的采摘效率相较果农使用梯凳的传统方式明显提高,可达到5倍以上,有助于在同等时间内完成更多采收任务,缓解集中用工压力,降低“抢收”带来的品质波动风险。此外,单臂结构移动采摘机器人试验平台通过履带式自走底盘、关节型机械臂与视觉感知系统组合,具备较强爬坡能力,可适应多地形果园作业,并实现果实自主识别与无损抓取,显示出向精细化、少人化作业发展的趋势。 对策——以“标准化果园建设+适配装备推广+服务体系完善”形成合力,推动采收机械化落地。业内专家指出,提高采摘机械应用比例,既需要装备持续迭代,也需要果园端为机械作业创造条件:一是推进高标准果园建设,优化行距、树形与道路条件,为通行、对行和稳定作业打基础;二是围绕主产区典型地形与种植模式开展适配研发,形成平台型装备与机器人型装备的组合方案:平台装备侧重多人协作与效率,机器人装备侧重精细化与适应性;三是完善农机社会化服务与培训体系,通过“合作社+服务组织+农户”模式降低单户购置门槛,提高装备利用率;四是建立田间验证与质量评价机制,将采摘效率、损伤率、适应性与安全性作为核心指标,推动从试验示范走向规模应用。 前景——采收机械化将成为果业转型升级的重要抓手,智能化与协同化趋势更加明显。随着视觉感知、路径规划、柔性夹持与力控技术持续进步,采摘装备将更强调“看得准、抓得轻、走得稳、收得快”。在产业层面,采收效率提升有望带动分级、冷链与加工环节更稳定衔接,减少因采收延误造成的损耗;在经营层面,用工成本压力减轻、作业组织效率提升,将增强果园应对市场波动的能力。可以预见,围绕苹果等优势果品的智能农机创新,既是应对农村劳动力结构变化的现实选择,也是提升现代农业竞争力的重要路径。

科技创新正在重塑农业生产方式,也为乡村振兴提供更扎实的支撑。当更多智能装备走进田间地头,农业现代化将在一线生产场景中加速落地。面向未来,如何加快科技成果转化、完善产业配套与服务体系,将成为推动农业高质量发展的关键议题。