櫻桃輔助採摘裝置設計

6. 高大果樹水果採摘裝置的意義

減少採摘的危險性。以輔助密集、高枝水果的採摘。可以降低勞動強度，提升採摘效率，減小採摘時高空作業的危險性，因此研究開發輔助人工水果採摘機械裝置具有重要意義。水果採摘裝置，屬於水果採摘領域。水果採摘裝置包括採摘單元、輸送管及收集單元。採摘單元包括採摘桿及設置於採摘桿頂部的刀具。

7. 如圖是一種可測定呼吸速率的密閉系統裝置．（1）關閉活塞，在適宜溫度下，30分鍾後，讀取有色液滴向_____

（1）在適宜溫度下，裝置內的鮮櫻桃可進行有氧呼吸，該過程會消耗裝置內的氧氣，同時產生的二氧化碳，但產生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，因此裝置中氣體總量減少，壓強變小，有色液滴向左移動．
（2）外界溫度等環境因素也會引起有色液滴的移動，因此為了使測得的有色液滴移動數值更准確，必須設計校正裝置：容器和小瓶中應分別放入與實驗組等量消毒的無活力（如加熱後冷卻）的櫻桃和與實驗組等量的20%NaOH．
（3）①該實驗的目的是探究機械損傷能否引起櫻桃呼吸速率升高，因此自變數是：櫻桃是否機械損傷．
③探究實驗應遵循對照原則和單一變數原則，該實驗的自變數為櫻桃是否機械損傷，因此第二步驟為：向容器內加入與實驗組等量消毒的受到機械損傷後的櫻桃，其它處理及裝置與實驗組完全相同．
故答案為：
（1）左
（2）與實驗組等量消毒的無活力（如加熱後冷卻）的櫻桃、與實驗組等量的20%NaOH
（3）①機械損傷與否
③與實驗組等量消毒的受到機械損傷後的櫻桃

8. 如何利用TRIZ理論創新設計採摘執行器

針對採摘執行器在採摘過程中無法控制採摘壓力導致水果受損的問題，設計一種基於TRIZ的矛盾沖突理論和物場模型的採摘執行器。
研究目的與方法：
為提高果類在適宜採收期內的採摘效率，各種類型的水果輔助採摘機械應運而生，而這些採摘機械中的核心部件是末端執行器。末端執行器是水果採摘機械中完成水果抓取功能的組件，具體包括定位、抓取、採摘和復位等動作的執行，但市面上常用的簡易型採摘器所配置的末端執行器多是靠人力控制以實現功能，其自動化程度低，採摘耗時耗力。針對現有採摘執行器在採摘過程因無法控制水果採摘壓力導致水果易損傷的問題，應用TRIZ矛盾沖突理論和物場模型分析方法進行採摘執行器的創新設計。
通過TRIZ系統組件分析和功能模型進行問題分析，找出採摘執行器的有效功能和不足功能；運用TRIZ的技術沖突理論、物理沖突理論以及物場模型分析得出各種解決方案，經綜合比較，最終運用分割原理方案實現執行器的壓力可控且安裝簡易，運用空間分離原理實現執行器爪頭自動扭轉。新型的力度可控執行器在壓力感測器和電機的相互配合下實現水果的無損自動抓取和採摘。
研究結果與結論：
1、綜合應用TRIZ矛盾沖突理論和物場分析模型方法，設計了基於TRIZ理論的新型採摘執行器。新型採摘執行器主要由爪頭、爪座、感測器和電機等組成，且採摘壓力可控。從而實現水果的無損自動抓取和採摘，同時適用於不同果品採摘作業。
2、對採摘執行器進行了運動模擬和試驗驗證，進一步證明了採摘執行器的穩定性和可靠性。試驗結果表明採摘執行器的抓取壓力為2.5 N時採摘效果最佳且水果無擠壓損傷，在30 min的採摘試驗中，平均每個水果的採摘時間約為6 s，採摘成功率為93%。試驗表明，採摘執行器的採摘效率和成功率符合採摘創新設計要求，為後續採摘器的研究提供了理論參考依據。

9. 目前蘋果採摘存在哪些問題

我個人認為目前採摘機器的問題包括以下四點，

1、輔助採摘機械設計功能單一。現有輔助採摘裝置的基本原理類似於剪刀，採用長桿式或伸縮桿式結構，大多採用手持，在採摘刀具下一般都設有網兜，當果實落下兜住果實。一方面此類結構僅適用於採摘高處的果實，當果實位於高處，刀具是否能夠與果柄接觸存在不確定性，在一定程度上會傷及果實表面；一方面採摘效率極低，果農需要人工定位果柄與枝乾的位置，拉動手把等操作才能將果實摘下，若一個接一個把果實放入收集裝置，則消耗的時間更多，若一直存放在網兜中果實不僅受到下一個果實撞擊還會被枝乾等劃傷表面；另一方面仍需要人手動將果實放入收集裝置，反而增加了果農從網兜中拿取果實的步驟，增加了果農彎腰的次數，在一定程度上增加了勞動強度。目前我國的蘋果採摘主要還是靠果農用手一個一個將果實採摘下來，然後放入背簍或者身邊的籮筐中，在採摘高處果實時採用梯子，其勞動強度、採摘效率、果實完好率甚至超過一些輔助採摘裝置。

4、農機與農藝發展不協調。我國蘋果農藝發展落後於國外，我國蘋果主要分戶種植，難以形成大片成規模種植產業，同時種植的品種繁雜，種植的果樹植株不規則，這些都給機械化採收帶來困難。同樣，針對我國這種特殊的種植模式，機械化採收還不夠智能，靈活程度達不到科研人員和果農的要求，現階段蘋果採摘效率仍然不能滿足果農需求，且較為智能的機器人價格又較為昂貴，果農的承受能力有限，無法大面積應用，且不能保證其成本低於人工採收。所以現在蘋果採摘仍存在農藝發展水平與農機發展水平不協調的矛盾。

10. 櫻桃樹採摘後多久施肥

櫻桃樹採摘後一個月之內施肥比較好。以發酵好的兔子糞、羊欄糞等農家肥為主，配合施用適量的硫酸鉀復合肥。