果蔬分揀機械手研究進展

， 劉梁昊

(南京林業大學，江蘇 南京 210037)

近年來利用人工分揀果蔬成本不斷上升，總體效益降低。市面上的分揀機有滾筒篩式、震動篩式、斜坡式以及直線型變距分揀機等[1]，這些分揀機主要通過大小和重量來分揀果蔬，精度差、成本高且對果蔬有不同程度的損傷。隨著工業機器人技術和圖像處理技術的發展，使分揀機械手能夠根據果蔬的外形、大小、顏色、表面質量等多個指標進行高效精準分揀，且對果蔬的損傷很小，是未來果蔬分揀的主要發展方向。

1 國內外果蔬分揀機械手研究現狀

在分揀領域應用最廣的機械手是DELTA并聯式機械手，目前ABB公司已經推出了與機器視覺相結合的IRB360并聯機械手，其外形如圖1所示，該機械手具備視覺定位系統，可以集圖像識別與抓取為一體，具有穩定高效精準的特點。由于價格較高，分揀機在我國只用于高利潤的大型企業生產線上，另外還有少量用于高危、高精的炸藥包生產線上，在薄利的果蔬分揀領域應用并不廣泛[2]。

傳統機械手在夾持果蔬等柔軟易碎物時容易對其造成損傷，近幾年來各種各樣的軟體機械手不斷被研制出來。軟體機械手表面柔順，操作靈活，適應性和交互性強，再加上材料價格較低，可以考慮用在果蔬分揀領域。

芝加哥大學的研究團隊研發出一種利用裝滿粗糙顆粒的袋裝軟包進行夾持的設備[3]，其工作原理如圖2所示。當軟包與物體接觸時，軟包會根據物體的形狀產生變形從而包裹住物體，然后通過排出軟包內多余的氣體使軟包硬化，從而夾緊物體。……