人形采摘机器人在雄安温室大棚采摘串番茄的应用
一、应用背景
在雄安新区的某智能温室大棚中，一款采用人形机身+导航车设计的人形采摘机器人已投入作业，成功实现了串番茄的自动化采摘。该机器人凭借广泛的采摘能力，适配串番茄等多种农产品采摘，其搭载的立体视觉系统、灵活的机械臂、仿人灵巧手及修枝剪等配置，结合远程控制软件与语音指令操作，能高效完成串番茄的动态巡检与采摘。这一应用为雄安智慧农业发展提供了有力支撑，是科技与农业融合的生动实践，显著提升了串番茄采摘效率与质量。
二、机器人核心特性与适配性
该机器人在设计上充分考虑了串番茄采摘的需求，具备诸多适配特性。
1. 感知与识别方面，头部的伟景自研立体视觉系统，可精准感知外界环境，识别串番茄，配合灵巧手引导机械臂抓取。颈部能左右旋转、俯仰，扩大视野，获取更多采摘环境信息，确保准确找到成熟串番茄。
2. 机械臂与手部设计极具优势。单个机械臂有 7 个关节和 7 个自由度，肩部可侧摆和旋转，大臂、肘部、小臂能旋转，活动灵活。左臂末端的灵巧手高度仿人，5 个手指、16 个关节、7 个自由度，能适应串番茄形态，实现柔性采摘，避免损伤果实。手部的 2 个 Mark 点，结合眼部视觉系统的手眼伺服技术，可实时定位和追踪灵巧手，保障采摘动作精准。右臂末端的专业修枝剪和 Mark 点，能剪切果梗等枝叶，辅助采摘，保证串番茄完整性，提升采摘效率。
3. 腰部与升降机构作用显著。腰部连接上身和升降机构，2 个自由度的旋转和俯仰动作，可调整机器人姿态，扩大活动和采摘范围。最大 500mm 行程的上下升降功能，能适应不同高度的串番茄，增强了机器人的灵活性、紧凑性、稳定性和安全性。
4. 移动与承载能力方面，采摘车负载达 150kg，可装 2 个采摘篮，满足串番茄采摘的承载需求。车头车尾的视觉系统扫描前后环境，支持在地面或导轨上移动，方便在温室大棚内穿梭作业。
三、工作流程
1. 移动操控：机器人启动后，开启采摘远程控制软件，精准控制车体旋转角度、行进方向和速度，将机器人移动至温室导轨，确保其处于合适的作业起始位置。
2. 动态巡检：发出 “动态巡检” 语音指令，机器人沿导轨自动移动，利用头部视觉系统和颈部的视野扩展功能，持续检测周围串番茄，当发现成熟串番茄后自动暂停。
3. 采摘番茄：发出“采摘番茄” 语音指令，机器人左臂灵巧手依据视觉系统定位，精准抓取串番茄果实，随后右臂修枝剪剪断果梗，最后左手将串番茄放入采摘篮中，完成一次采摘作业。
四、应用成效与价值
1. 果实保护：仿人灵巧手的柔性采摘和修枝剪的精准剪切，最大程度减少了对串番茄的损伤，保证了果实的完整性和品质，提升了商品价值。
2. 节省成本：减少了对人工的依赖，降低了人工采摘的劳动力成本，相比人工采摘，机器人可连续作业，减少 50% 以上的劳动力需求，同时因采摘效率提高和果实损伤减少，间接增加了种植户的收益。
3. 推动智能化发展：该机器人在雄安温室大棚的应用，为当地农业智能化发展提供了实践经验，促进了智慧农业技术的进一步推广和应用。