生态采摘果园规划

生态采摘果园规划（精选5篇）

1.生态采摘果园规划 篇一

星星果园，邀请来自地球的你

各位亲们旧们，夏天马上就要来了！风吹来的都是想要出游的躁动，(*^__^*)嘻嘻……，那还等个神马呢？赶快叫上教授，来“星星果园”，货真价实的地球水果，等你来采哦~~

星星果园的由来：

(*^__^*)嘻嘻……，星星是我的名字啦，我就叫星星。我是爸妈的宝，而果园也是爸爸妈妈用心培养出来的哦。爸爸妈妈是地道的果园达人，种植什么的最有一套了，所以水果总是各种丰盈饱满，无论你多矜持，见到这样的果果，总是会原形毕露滴~~果园原本是单纯的种植基地，但是为了让果园更红火，也为了让大家能分享这种原始劳动的快乐，所以星星果园将从今年5月份开始，举行“星星采摘节”~

星星采摘节，为什么要去？ 如果你们是情侣：

哇哦，什么看电影看戏的，的确还算不错，听音乐会也很高大上。但是，不是有一句话叫“没有一起旅行过的情侣总会有遗憾”。大家都忙，请假到南美或者北欧都不切实际，因为出个北京城都很困难。但是北京大，大有大的好处，到郊外放松就是一种性价比和舒适度都很高的方式哦。

情侣采摘，采的是那份清新自然，留的是那份欢声笑语。想象一下，你牵着她的手，走在蓝莓藤蔓间，她很认真地观察每个“蓝精灵”，你不时“捣乱”。她嘟嘴，你恰好得手，马上按下快门：哇哦~原来连发小脾气都这么可爱~~ 如果你们是孩子的超级爸妈：

“爸比，妈咪，我要去星星果园。”“为什么，宝贝？”“因为，因为在那里有和我一样大的小朋友，还有~~嗯嗯，还有小松鼠（没错，就是我，小松鼠，我见到陌生人会很害羞，掉头就跑，但是如果熟悉了，会伸出手向你要水果吃~）、小刺猬（人家是刺猬，但是其实没有那么不友善，我很可爱滴，不要怕我哈~）、小野鸡（我是最容易亲近的小野鸡，但是不要想着连我都采摘哈，只看不卖滴~）、小兔子（胡萝卜，喜欢喜欢，蹦蹦~~）……，我要和小朋友一起吃果果，抓兔兔~。”

我现在很庆幸自己的童年是和田野捆绑在一起的，因为有这样的记忆，让我很宽敞。不是说长得宽敞哈，是心很宽敞。而且一想起脚丫贴着泥土，夹着一种湿润的草呀花呀的芳香，总之和大自然亲近时，会让心很澄澈，让大脑很开阔，整个世界都变得好没好！

如果你们是闺蜜或者好朋友：

一起shopping，一起eating，当然很不错啦~但是一起回到小时候，玩泥巴，上树采果，顺藤摸瓜~远离城市的繁华，吸一口没有被污染的空气，把纯天然美景存在小伙伴的记忆口袋里~我们一个像秋天，一个像夏天，在星星果园，一切都像春天那样的温暖舒服~。

如果你想和她/他成为朋友：

星星果园也是首选哦~人们在自然的状态下，最容易放松心情。果园的方向，阳光的轻柔，几十亩的果园呀，总有一方天地，是属于你和他的~超级性比价的dating place哦~~

星星果园地址：房山区青龙湖镇焦各庄村 星星果园水果：樱桃、蓝莓、桃子、核桃、冬枣、星星采摘节目录：

不要让一份悸动停留太久，想到就去做吧，为了爱人，为了宝贝，为了好朋友~来一次说走就走的采摘旅行~

2.生态采摘果园规划 篇二

1 调研区概况

房山区位于北京市西南部, 全区总面积2019km2, 地貌类型复杂多样, 由西北向东南依次为中山、低山、丘陵、岗台地和冲积平原。其中62%为石质山区和丘陵, 38%为平原。房山区地处暖温带半湿润、半干旱大陆性季风气候, 四季分明, 春季干旱多风, 夏季炎热多雨, 秋季秋高气爽而短促, 冬季寒冷干燥。多年平均气温为10~12℃, 全区范围内无霜期在195~202天左右。全区多年平均降水量为570~650mm, 降水集中在6~月份, 占全年降水量的75%以上, 降雨强度大, 多伴有冰雹和大风等灾害性天气。年平均日照时数为2063.2~2606.0h[3,4]。

2 调查方法

2.1 观光采摘果园综合调查

对房山区市级旅游观光采摘果园做了调查, 分别调查果树的品种组成、果树面积、主要的果品采摘日期等指标。

2.2 观光采摘果园的产业调查

统计观光果园的接待采摘游客的数量、采摘果品总量、采摘收入等的总和。

2.3 观光采摘果园的水土保持效益分析

对观光果园内树种的水土保持作用、机理以及果园的水保效益进行分析研究。

3 结果与分析

3.1 观光采摘果园的综合调查

2010年调研, 房山区拥有148个果园, 其中市级旅游观光采摘果园30个, 对这30个果园按上述指标, 进行了实地调查 (结果见表1) 。从表1看出, 房山区观光采摘园果园分布较广, 果树的品种丰富多样, 包括核桃、磨盘柿、黄金梨、葡萄、草莓、樱桃等多种果树。其中主要分布在长阳镇、琉璃河镇、霞云岭乡等地。其中面积最大的果园, 位于霞云岭乡四马台村, 面积约为5500亩;最小面积的果园为北京长阳云海采摘园和张坊镇西白岱猕猴桃观光采摘园, 面积仅为50亩。果园的平均面积约为1000亩, 平均面积以上的果园占46.7%。有5个单一品种果树种植采摘园分别位于霞云岭乡、长阳镇、张坊镇, 其他果园均为多品种果树复合种植方式。利用果园数量众多且分布较广的优势, 可延长对游人的采摘时间, 从2月一直可以采摘到11月, 9月至10月为采摘高峰期。

3.2 观光果园的产业调查

房山区种植采摘园带动了周边旅游业和果品产业链的发展。初步形成了山区以优质核桃, 丘陵浅区以磨盘柿, 永定河沿岸以优质黄金梨为主的三大果品产业带, 从而带动了果品产业的快速发展。在果品产业化建设中, 房山区结合实际情况, 实施低产园改造, 开发经济沟, 与北京农科院合作开发果品基地建设, 建设房山区“林果之乡”。以房山区特产磨盘柿为例, 磨盘柿种植总面积为6000亩, 主要分部在房山区河北镇半壁店村、佛子庄乡西班各庄村、霞云岭乡上石堡村和张坊镇大峪沟村。林果产业结合农业产业结构调整, 围绕新农村建设, 以提质增效为目标, 通过“抓基地、抓管理、抓品牌”, 林果富民工程取得实效, 林果产业正逐步成为农民增收致富的支柱产业[5,6]。

2010年调查, 房山区148个果园, 共接待采摘游客176.61万人次, 采摘果品436.20万kg, 采摘收入4135.60万元, 促销量358.50万kg, 促销收入1443.30万元, 总收入5578.9万元, 农民人均收入约为3000元。

3.3 采摘果园水土保持作用及效益分析

房山区果树资源丰富, 分布范围广, 品种繁多, 有梨、李子、杏、苹果、桃、核桃、葡萄等。具有很高的水土保护与美化环境的价值。种植果树在防治水土流失、减少土壤侵蚀、改良土壤和改善环境生态因子、局部小气候、美化环境方面都有着不可替代的作用。

果树的茂密的枝叶有阻挡土壤风蚀和养份流失的作用。树冠可以截留一定数量的水, 像雨伞一样承接雨滴, 使雨水顺树干缓缓流下, 便于雨水下渗。不致直接冲击土壤表面, 因而减少了地表径流, 可以减少表土的流失和对表土的冲刷。植被覆盖度越大, 拦截效果就越好。另外, 果树的根系构造也能极大地减少水土流失。树木具有庞大的根系, 固着土壤, 既涵养了水源, 也保持了水土。果树根系保持水土效能的植物学机理是:根系的分布具有明显的成层性和钢筋网络特征, 能创造出多层次的松、紧相间的土体构造, 能促进土壤团聚体的形成, 显著地改善土壤的透水性能, 根系自身具有强大的吸水能力和保水能力[7]。许多研究结果为优先选用果树作水土保持林提供了依据[7,8]。

很多果树具有耐烟尘和抗有毒气体能力, 并能吸收多种有毒气体, 较能适应城市环境。再者, 果树在防风固沙、抗洪抗旱等方面的作用也是显而易见的。例如, 耐干旱瘠薄的核桃等, 抗盐碱能力强的花椒等;耐水浸、抗冲的植物的柿树等。

不仅果树本身具有这些能力, 栽培果树的过程也会加强这些效用。对果树进行施肥、灌水、排水、中耕除草的同时, 结合了工程措施进行。如挖鱼磷坑、蓄水池、排水沟等, 这即是水土保持的工程措施, 又是果树栽培的保水、排涝、增产措施, 二者相辅相成, 事半功倍。而且, 栽植早期合理间作, 如间作蔬菜、药材、山珍等, 创造一个多种类多层次生产的植物复合群体结构, 能够形成一个良好的生态平衡系统。

4 建议

建设观光园, 要具有一定的规模, 注意充分地利用房山区丰富的地理资源优势, 统一规划, 合理布局, 加强养护管理, 体现出房山区地区的地方特色。

4.1 合理布局

根据房山区的观光采摘园的调查, 在采摘园栽培地和树种选择方面, 需要依据果园的自然因素、实际条件和地方特色, 着力打造以几个主要果树树种为主, 辅以其他不同成熟期果品的特色观光采摘园, 在此基础上, 挖掘有潜力的树种, 增加树种及景观的多样性。同时可加强对地被植物的开发利用, 引进具有较高观赏性和可采摘性强的地被植物, 从而改善现有地被植物种类不足的状况[9], 吸引游客专程前往。

果树主栽品种:主栽品种将作为果园特色着力打造。在主栽品种中, 应以乡土树种为主。可供选择的主栽品种有:草莓、核桃、板栗、苹果、梨、桃、葡萄、大枣、山楂 (鲜食品种) 等。

果树辅助品种:辅助品种在果园的种植中起到充分利用土地空间的作用, 还可以丰富游客可采摘的品种, 满足不同游客的采摘需求, 并且提高果园的观赏价值。可选择的辅助品种有:海棠、沙果、槟子、大榛子、杏、李、毛樱桃、桑葚、树莓、枸杞、蓝莓等。

在种植中应考虑早中晚熟品种的搭配, 在不同时间段都能吸引大量游客前往采摘, 延长采摘时间。例如:房山区霞云岭乡上石堡村的紫竹园薄壳香核桃观光园, 在以优质核桃为主栽品种的同时, 还将柿子、杏等作为搭配, 将仅为1个月的采摘时间延长到5个月。在种植过程中, 还需要考虑种植密度的问题。而种植方式可以采用孤植、对植、丛植、群植等方式, 也可以与主栽树种套种栽植[6,7,8,9]。

4.2 养护管理

了解不同品种果树对土、肥、水的适应程度, 确定不同品种果树的养护和修剪方法。

肥水管理:观光采摘园里的果树需要多施加有机肥, 最好结合果园深翻, 将肥料与土拌匀以后埋好。尚未深翻的果园, 要开沟施肥, 一般为30厘米左右深, 需要离树干1米以外。施用的有机肥要充分腐熟, 种类和数量依果树品种而定。同时使用新型肥料--微生物菌肥, 可以提高果树抗病的能力, 并且长期使用, 可以调节土壤的营养物质均衡, 抑制土壤中残留的病菌, 效果优于普通肥料[10,11]。同时, 还要做好采摘园的排灌系统, 保证采摘园“旱能灌, 涝能排”。春季及时锄地, 做好保墒工作。夏季, 浇足水, 沙滩地或者地下水位较高的涝洼地果园, 要着重搞好排水系统, 以免由于排水不良造成果树烂根以致死亡;山地或者丘陵地上的果园, 则要特别注意修好灌水系统, 同时注意防止水土流失。冬季时, 有水浇条件的采摘园, 要结合深翻施肥, 灌足冻水。

修剪整型:观光采摘园里, 冬季修剪时首先要做到轻剪缓放, 保持果树单头延伸, 让树枝积累养分, 春季形成花芽枝。其次要保持大枝稀, 小枝密, 果树要长好, 去掉大枝解决光照, 留小枝结果达到上部枝稀, 下部枝密, 外部枝稀, 中部枝密, 内膛应空。另外, 对果树生长旺盛的枝要进行拉枝, 以减弱其长势, 促进其萌生中短枝, 为营养生长向结果生长转化打下基础。对一些过弱的枝应及时回缩, 保持树势, 做到“空大留, 空小缩, 无空去”。使之达到密不显稠, 稀不显空, 让树保持良好的长势。剪除带病虫的芽和枝梢, 注意挂掉老树皮, 减少病虫越冬场所。

病虫害防治:观光采摘园里, 病虫害防治依据“适时”原则, 根据林果病虫动态 (随时更新) 和《中国园林害虫》做好预测预报工作, 全面加强联防联治。采摘园里的主要病虫害为红蜘蛛、蚜虫、锈病、蛴螬和美国白蛾等。根据采摘园的实际情况, 总结全年校园植物病虫害的发生日历, 并且以展板形式, 提示采摘园员工, 做到采摘园植物病虫害“预防为主, 综合防治”的方针措施。同时, 对采摘园养护的相关数据加以统计、记录和复核, 对重点区域指派专人进行每日巡查, 对养护结果进行严格考核, 使采摘园养护工作逐步走上规范化、科学化的发展轨道。

防寒工作:观光采摘园里需要做好防寒工作, 首先在结冻之前, 在树体地上部分向地下部分交界处培20~30厘米厚的熟土。葡萄、猕猴桃等采用埋土方式越冬最为稳妥, 既能保温又能保持树体水分。其次在树的主干部分用稻草绳缠绕, 这样不仅可有效防冻, 又可消灭越冬的病虫。对于气候较低的地区, 冬季可以在树盘周围用绿肥、秸秆、稻草、地膜等进行覆盖, 能起到保温保湿与防寒的有效作用。特别是幼树, 入冬后在树盘周围覆盖地膜, 然后在地膜上加盖一些秸草, 可增加土壤温度, 防止冻害发生。

3.晚秋采摘季,首选大果园 篇三

中华大果园，采摘在沂源。每年10月前后，到了苹果桃葡萄等水果上市的季节，板栗山楂、柿子等果实也相继成熟。沂源县每年这个季节推出的中华大果园金秋采摘节等系列采摘活动都会吸引众多游客前往吃农家饭住农家屋、看农家景、摘农家果，尽情享受林果观光林果采摘等体验的乐趣。

金秋采摘节上，除了体验果品采摘，还有评选“果王”徒手称水果比赛认养果树农家体验“果为媒”摄影采风等特色活动。中华大果园的特色园分布在山山岭岭间，中庄镇的苹果采摘园悦庄镇的山楂板栗采摘园南麻镇的富硒冬枣采摘园，张庄红提葡萄园，沂源西里中华寿桃园等都各具特色。

作为山东省海拔最高的县，沂源县内山峦起伏，景色秀美，是山东古人类发源地牛郎织女传说之乡中国北方溶洞之乡也是名副其实的“中华大果园”，全县内各类果品70万亩，年产各类果品达到10亿公斤，沂源果品先后获省部优称号38个连续4次在全国绿博会和农产品交易会上获得水果类最畅销产品奖，苹果核桃板栗3个产品曾获“奥运推荐果品”，其中，沂源苹果是2008年北京奥组委从全国范围内选定的直供北京奥运会核心区的唯一苹果。

“一座座青山紧相连，一朵朵白云绕山间，一片片梯田层层绿，一阵阵歌声随风传……”每当听到这首歌响起就会想到沂源的景色，蓝天，白云青翠的山峦，绿油油的果树，还有长着苹果般笑脸的姑娘。秋天来了，跟朋友相约，与家人相伴，到山里去吧，赏山里中清秋的风景，亲手采摘枝头丰收的果实用相机记录美好的瞬间。

一日游线路推荐：

A：牛郎织女景区、燕崖乡苹果采摘园或中庄镇翠屏山苹果采摘园。

B：鲁山国家森林公园、九天洞、北部林果大观园南麻镇采摘园(苹果、冬枣、板栗)。

C：鲁山国家森林公园、九天洞、北部林果大观园悦庄镇采摘园(苹果、山楂、板栗)。

D：三岔乡凤凰山赏红叶、北部林果大观园悦庄镇采摘园(苹果、山楂、板栗)。

两日游线路推荐：

A：D1：鲁山国家森林公园、九天洞(宿县城)：

D2：牛邓织女景区、燕崖乡苹果采摘园或中庄镇翠屏山苹果采摘园。

B：D1：鲁山国家森林公园、九天洞、618战备电台旧址景区(宿广电度假村)；

D2：北部林果大观园悦庄镇采摘园(苹果、山楂、板栗)。

C：D1：唐山景区、张家坡镇苹果采摘园、牛郎织女景区(宿县城)。

D2：鲁山国家森林公园、九天洞。

D：D1：九天洞景区、北部林果大观园悦庄镇采摘园(苹果、山楂、板栗)(宿县城)；

D2：牛邓织女景区、中庄镇翠屏山苹果采摘园。

4.北票生态采摘节 篇四

乡村生态旅游采摘节

暨辽梅-生态休闲观光国际研讨会

策划方案

策划单位：

朝阳市龙翔寺佛教文化旅游开发公司

活动内容

内容分为现场部分和网络部分。

现场活动内容

一、红杏帐篷节（阳光户外2016夏季帐篷节）

阳光户外帐篷节，主要由国内规模比较大，管理比较先进的朝阳阳光户外俱乐部承办，地点在杏府山庄的天池附近，规模初步定300人参加，时间在杏花节开幕前一两天。

二、生态采摘节山地自行车环游活动（自行车协会）

山地自行车邀请赛拟邀请省内多支代表队参加，承办由朝阳市自行车协会、北票市自行车协会承办。

三、千人红杏采摘活动

千人红杏采摘活动由杏府山庄主办，地点在东官镇杏府山庄计划接待人数3000人。

四、辽梅生态休闲国际研讨会

研讨会由北京、沈阳、朝阳林业专家参加。拟邀请清华大学美术学院韩国留学生成叙永博士做韩国生态乡村游介绍，拟邀请东北最大园林设计公司（三板上市），做乡村旅游规划经验介绍。

微信平台宣传。计划总参与人数在5万人。

二、生态采摘节征文大赛

此活动主要是在中小学和文学爱好者中宣传，在至少五家微信平台宣传。总参与人数在1.5万人左右。

三、手机朋友圈摄影大赛

参加生态采摘节活动近万人都是参赛者通过网络投票，评选出最佳手机摄影照片，计划参与人数达到5万人。

四、采摘节诗词大赛

杏花节诗词大赛，通过世界第三大诗词网站宣传，引导国内外众多诗词爱好者参与，最终可以编制围绕北票生态旅游建设的诗集。使北票市成为诗词大市。计划有2000名诗人参加。受众人群5万人。

五、采摘节楹联大赛

朝阳素有楹联之乡美称，北票也有很多楹联爱好者，预计征集楹联200副，参与人数100人，受众5000人。

六、采摘节山水画大赛

此项活动是吸引周边城市画家前来杏花节写生画画，预计参加画家人数50人。后续活动拍卖画幅从事本镇的慈善事业。

七、采摘节微视频大赛

此项活动吸引国内外微电影微视频爱好者参加，预计传播点击量20万人次。

活动时间：

二、宣传费用

宣传费用主要是微信宣传费，报纸宣传费。网络宣传费。

1、微信宣传费主要是20次有影响力微信平台头宣传。费用需要60000元。

2、报纸宣传费、主要是党报和权威行业报纸宣传，需费用

元。

3、网络宣传费用，主要是各大网站首页宣传，费用计划10000元。

4、请专家费用，邀请韩国成博士需费用5000元。

5、其他、彩虹门、条幅场地布置，（略）

三、接待费用

接待费用主要是会议期间主要参会者用餐及住宿。（略）

四、交通车辆

交通车辆，会议期间接送参会嘉宾及记者（略）

五、舞台音响

舞台音响，舞台、音响、背景布。舞台，音响，背景布600元。

六、场地卫生环境

场地卫生环境（略）

七、宣传材料

宣传材料，计划发放宣传单20000份，印制纪念车卷10000份。共计1000元。

八、摄影、摄像、航拍

摄影、摄像、航拍，此项计划支出1000元。

此次活动宣传人数应在200万以上，直接现场参与人数两万人，网络参与人数20万人。通过采摘节活动促使北票市向辽宁文化旅游强市迈进！

经济收入：

1、观光采摘收入，计划有5000人前来采摘，每人收费50元，共计25万元。

2、活动赞助商及广告收入预计5万元。

3、销售农副特产收入，20万元。

4、餐饮小吃收入30万元。

宣传文化收入：

5.生态采摘果园规划 篇五

关键词：苹果采摘机器人,抓持规划,柔顺控制

0 引言

在果蔬生产作业中，收获采摘约占整个作业量的40%[1]，采摘机械的应用对于提高农业自动化，节约成本具有重要意义。由于果蔬的外表较为脆弱，且形状及生长状况复杂，对末端执行器的要求较高，所以末端执行器设计及其抓取控制技术通常被认为是农业收获机器人的核心技术之一[2]。当前果蔬采摘机器人末端执行器的研究多集中在设计及抓取控制技术，而关于果实抓取规划的研究较少，而果实抓取规划研究对于末端执行器的设计以及果实抓取技术的选择具有重要的指导作用，对果实采摘机器人的发展起到重要作用，所以关于果实抓取规划的研究具有重要的意义。

在机械手抓取苹果时，一个重要的指标就是抓取稳定性，即手指与苹果之间不能有相对移动。在农业采摘机器人领域，为了得到合适的抓取力，目前研究者多采用实物实验的方法来获得。李智国等[3]采用压缩番茄的实验获得番茄的抓持力;钱少明等[4]也是通过压缩实验得到黄瓜的夹持力。采用实验的方法只适用于特定的末端执行器、特定的接触点，并且对于体积、质量不一的果实容易造成较大的接触力误差。在其他领域的研究中，机械手抓取力规划多采用分析计算的方法完成，即在满足一定约束的前提下，合理地确定平衡作用在物体上的外力所需要的接触力。姜力等[5]将多指接触力规划问题描述为线性约束正定矩阵对应的平滑流形最优化问题，采用线性约束梯度流方法计算得到抓取力;Nakamura等[6]采用基于Lagrange乘子法的非线性规划方法解决力分配问题，得到满足摩擦约束的最小接触力;刘庆运等[7]通过对灵巧手抓取内力与抓取稳定性关系的分析，建立了具有较高抓取稳定性时确定内力汇交点位置的优化模型，构建了指端接触力的规划算法，将力封闭条件转换为内力的存在条件，将摩擦锥约束条件转换为汇交多边形的存在条件，分别求出接触力的操作力分量和内力分量，以此来得到接触力。

本文以接触力通常分解为抓取力分量和内力分量为基础，采用了文献[7]提出的方法，探讨了内力分量对苹果抓取稳定性的影响，将抓取布局规划和接触力分配融为一个统一的过程，研究了三指手与苹果的接触力规划问题。

1 手指与苹果的接触模型

苹果的形状较规则，近似为圆球，在研究中认为苹果是球体。苹果的硬度比较大，当苹果受到的压力不大时，其形变量很小[8]。正常抓取苹果时的作用力较小，产生的形变很小，在这里认为手指与苹果的接触为硬物之间有摩擦的点接触。根据人手指抓取球形物体的经验，在抓取球形物体的过程中，当手指与物体的接触点分布于过球心的圆形表面时，抓取比较容易达到稳定状态。从控制的方面考虑这也比较容易实现，所以三指手的三个手指与苹果的接触点分布于某个过其球心的圆形表面。

1.1 接触力平衡方程和接触力分解

在苹果的球形模型中，以球心为坐标原点建立物体坐标系。抓取物体时，在物体坐标系中，物体所受的广义外力为Fe∈R6，三指手与苹果的接触力为:fc=fTc1,fTc2,fTc3)T∈R9，其中fci(i=1,2,3)分别是手指i与苹果的接触力。当三指手稳定抓取苹果时，力平衡方程成立，即:

式中，G∈R6×9为抓取矩阵，只与接触点在物体上的分布有关。

接触力fci可以分解为相互正交的两部分[9]，分别是:操作力分量fM和内力分量fN，即:

式中，操作力分量fM=(fTM1,fTM2,fTM3)T∈R9的作用是平衡物体所受的外力或使物体产生所需要的运动，内力分量fN=(fTN1,fTN2,fTN3)T∈R9为作用于物体上合力为零的集合，属于抓取矩阵G的零空间，即:

由式(3)可知，稳定抓取时，三指手作用于苹果的三个内力自成平衡力系，而三力平衡只可能是三力共面且交会于一点或三力共面且平行两种情况，对于三指手与苹果的接触显然是三力共面且交会于一点。设三指与物体的三个接触点分别为C1,C2,C3，构成了△C1C2C3。设其所在平面为S，稳定接触时，接触点C1,C2,C3处的内力fN1,fN2,fN3需满足力平衡条件，所以fN1,fN2,fN3的作用线必定位于△C1C2C3所在的平面内，且相交于平面内某点P并可构成力封闭三角形。示意图如图1所示。

1.2 稳定性条件及内力对稳定性的影响

对于三指手与苹果的接触，抓取满足力封闭条件是稳定抓取的前提。而内力的存在是力封闭的充要条件，所以在抓取之前首先要进行内力存在性判断。根据文献[10]，本文将三指手力封闭抓取的内力存在条件总结为:

(1)三个接触点均满足摩擦扇存在条件。

(2)汇交多边形存在条件。

(3)内力平衡约束条件。

当抓取布局满足内力存在的条件时，抓取内力对接触力具有重要的调整作用，不管操作力分量fM的大小和方向如何变化，总能找到合适大小和方向的内力分量fN，使接触力位于摩擦锥内部，保持抓取的稳定性。因此如何合理地确定三手指施加给苹果内力是能否稳定抓取物体的重要条件。在三指手手指与苹果的接触力中，内力分量为手指对苹果的挤压力，操作力分量为手指施加给苹果的摩擦力。要找到一个合适的挤压力，既不会造成苹果的压伤，在有干扰的时候又能够保持稳定，就是要使内力在满足存在的前提下尽可能的小，但并不是越小越好，满足约束条件的最小内力容易造成抓取力接近摩擦锥约束边界，增大了接触滑移可能性。因此在下面的研究中，以汇交多边形来研究接触力的内力分量。

1.3 汇交多边形及其与抓取稳定性的关系

在各种稳定抓取约束条件基础之上，刘庆运等人结合汇交多边形的概念研究了内力存在性问题、内力与抓取稳定性的关系和内力的计算方法[7,10,11]。

在满足内力存在性条件之下，内力对操作力有重要的调节作用[12]，抓取的稳定性较好。但内力汇交节点在汇多边形内的位置对稳定性有很大的影响:汇交点距离多边形的边界较近时，当受到干扰时，内力汇交点有可能移动到汇交多边形的外部，造成某个接触点的滑动的几率变大，影响整体的抓取稳定性。反之当交汇节点P距离汇交多边形的边界都较远时，当有干扰产生时，交汇节点转移到汇交多边形外部的概率很小，三指手能够继续保持较高的稳定性。这样的汇交节点可以选择汇交多边形的最大内切圆的圆心。此时，说明最靠近摩擦锥边界的内力与摩擦锥边界的距离达到了相对极大值，内力汇交点移动到汇交多边形外部的几率最小。

2 三指手与苹果的接触规划

规划的目的是找到三指手与苹果的稳定接触点，并计算得到合适的接触力。实际抓取中采摘机器人可以根据图像信息得到苹果的轮廓，根据内力存在条件，找到满足内力存在条件的三个点。然后抓取力的计算步骤可以分为如下几步:

(1)找到满足内力存在条件的三个接触点。

(2)根据式(2)计算出接触力的操作力分量。

(3)确定汇交多边形。

(4)确定内力汇交节点的位置，计算内力三角形的内角和内力相对大小，并根据其他条件确定各内力的幅值。

(5)确定点接触力的值。

3 抓持规划实例

如图2-3所示，用半径为3厘米的球体来模拟苹果的抓取力计算，假设其质量为0.3kg，表皮与机械手指的摩擦系数为0.5，则物体受到的外力是3N的重力。设三指与物体的接触点分布在球体的赤道上，下图为球体的切面图，以圆心为原点建立直角坐标系，三手指与物体的接触点C1,C2两点分布在y轴两侧，两点所在半径与y轴的夹角都是50°，C3所在半径与C1,C2所在半径的夹角都是130°。

以球心为原点的三维物体坐标系中，C1,C2,C3的坐标分别是(3sin(50°)，-3cos(50°)，0),(-3sin(50°)，-3cos(50°)，0),(0,3,0)，则抓取矩阵为:

根据式(2)可以求得三指的操作力分量分别是:fm1=(0 0 0.9131)T,fm2(0 0 0.9131)T,fm3(0 01.1738)T

抓取内力的求法:首先设苹果与三指的摩擦系数μ=0.5，得接触点处的摩擦锥角α=arctanμ=26.57°。可以求每个点摩擦扇，以及摩擦扇边界线交点，汇交多边形存在条件满足，即存在边界线的交点位于第三个摩擦扇的严格内部，汇交多边形存在。经过计算可得汇交多边形为六边形，六个顶点分别是:

(0,-1.3796),(-1.8671,-0.9338),(-1.6512,-0.4356),(0,3),(1.6512,-0.4356),(1.8671,-0.9338)。用MATLAB编程求得当圆心为(0,-0.0323)时，R最大为1.3104cm。此时可得三内力作用线所构成的闭合三角形三内角分别是β1=β2=50.4704°，β3=70.0592°可以得到fN1=fN2,fN3=1.2731fN1。不同大小内力所对应接触力fc与摩擦锥角的位置关系如图4所示。(下转第49页)当|fN3|大于2.3476时，三个接触力都满足摩擦锥约束条件。

4 结束语

将三指手与苹果的接触等效为有摩擦的点接触，分析了手指与苹果的接触力。采用汇交对边形为基础的计算方法，将约束问题转化为内力的存在以及汇交多边形的存在问题，使得计算变得简单。将接触点的确定和接触力的求取融合为一个统一过程，最终得到了满足摩擦约束的三指接触力。

该方法对于大小、质量不同的果实，可以得到不同的稳定接触力，与以往对同一种果实不同个体采用相同的接触力相比，具有更好的适应性、柔顺性，对于果实采摘机器人无损采摘具有重要意义。

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