李 涛，邱 权※，赵春江，谢 丰,3

（1. 北京市农林科学院北京农业智能装备技术研究中心，北京 100097；2. 北京市农林科学院北京农业信息技术研究中心，北京 100097；3. 江苏大学农业工程学院，镇江 212000）

0 引言

中国是世界最大水果生产国和消费国，预计2025年水果行业市场规模将达到27460.1亿元左右[1]。然而国内水果生产综合机械化率与发达国家相比仍较低，仅为28.6%，特别是采摘阶段，采摘机械化率不足3%[2]。随着劳动力成本的上升和人口老龄化问题的加剧，鲜果产业发展面临瓶颈[3]。

近年来，矮化密植栽培标准果园规模不断扩大，为果园智能化、机械化作业提供了有利条件，采摘机器人与新型农艺相结合成为水果产业发展新趋势[4]。目前，果园采摘机器人研究在果实识别定位[5]、路径规划[6]、位姿调节[7]、柔性抓取[8]等方面取得了积极进展。但总体而言，仍普遍存在效率低的问题，难以满足鲜果采摘的实际需求[9]。特别是在矮化密植标准果园规模采摘的需求背景下，提升采摘机器人作业效率迫在眉睫。

针对作业效率问题，Williams等[10]研究了具有4个3自由度（Degree of Freedom，DoF）串联关节型机械臂的猕猴桃采摘机器人，协同开展采摘作业，并能有效避免各机械臂间碰撞；Fu等[11]研制了具有4个3DoF直角坐标机械臂的猕猴桃协同采摘机器人；西班牙AGROBOT公司的草莓采摘机器人[12]配备了24个机械臂，同时开展作业；以色列苹果收获机器人FFRobotics[13]具有4个采摘机械臂，可实现1 s/个的采摘速度。使用多机械臂来提高作业效率，已成为领域内研究者的共识[14]。……