HORIZON榛子采摘裝備

作者闡述：我國榛子種植業(yè)正處于快速發(fā)展階段，迫切需要提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。Horizon榛子智能采摘裝備立足智能化、模塊化的設(shè)計思路，提出系統(tǒng)化的解決方案。本設(shè)計分為實體機(jī)械裝備和應(yīng)用系統(tǒng)兩個部分，適用于大型榛子種植基地。主控巡邏車作為主模塊裝備，可自主進(jìn)行路徑規(guī)劃、榛樹生長狀況監(jiān)測、數(shù)據(jù)實時反饋與分析、能源動力控制等工作；振落機(jī)、清掃收集機(jī)等為次模塊裝備，為主模塊所調(diào)用，協(xié)同完成榛果搖落、收集、雜質(zhì)去除、果實儲存等采摘任務(wù)；應(yīng)用系統(tǒng)融裝備信息、農(nóng)務(wù)信息、環(huán)境信息于一體，可合理規(guī)劃榛子生長期間的各類農(nóng)業(yè)事務(wù)、調(diào)配智能裝備，為信息共享、遠(yuǎn)程控制、用戶交流、設(shè)備管理等提供了交互載體。Horizon榛子智能采摘裝備設(shè)計方案旨在提高榛果采收效率，減少人力投入，提升榛子質(zhì)量和產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

導(dǎo)師點評：農(nóng)業(yè)智能化是黨和國家在十四五規(guī)劃中指出的發(fā)展需求，為農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的升級發(fā)展指明了方向。2023年，江蘇大學(xué)繼續(xù)以“耒耜智·惠生活”為產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計主題，“農(nóng)業(yè)智能裝備”產(chǎn)品系統(tǒng)與服務(wù)設(shè)計是其中一個主要方向?！伴蛔又悄懿烧b備設(shè)計”選題是學(xué)生結(jié)合生活周邊的問題確定的，符合主題范疇，也體現(xiàn)了當(dāng)代大學(xué)生“把論文寫在大地上”的真切情懷。

隨著人民生活水平的提高，高端堅果產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。榛子作為“堅果之王”，其需求量激增。但是，相比土耳其、美國等榛子出產(chǎn)國，我國榛子采收主要依靠人工，機(jī)械化程度較低，對于勞動力需求較高，同時榛林種植、施肥、灌溉、采收等農(nóng)林事務(wù)管理缺乏規(guī)范，多依靠農(nóng)民經(jīng)驗來確定，由此果實生產(chǎn)質(zhì)量、采摘效率參差不齊。設(shè)計一款智能榛子采摘裝備迫在眉睫。

設(shè)計前期，充分開展用戶研究。通過現(xiàn)場考察、用戶訪談、專家咨詢等方式提煉用戶需求及痛點。本設(shè)計的用戶人群為榛林實際種植者、管理者，對于他們而言，機(jī)器工作的高效性和舒適性，對設(shè)備的實時狀態(tài)、必要的環(huán)境情況、榛樹的生長狀態(tài)等信息的掌握均非常重要。因此，產(chǎn)品定位于智能采收、輔助管理十分必要。

設(shè)計中，充分開展產(chǎn)品功能分析。通過對比現(xiàn)有同類產(chǎn)品、各類專利的創(chuàng)新特征，分析功能實施的可能性，如：針對綿密沙土或砂石的種植地形，采用履帶式行走裝置；針對輔助管理需求，用戶可通過PAD端實現(xiàn)智能設(shè)備控制、農(nóng)事計劃設(shè)置、設(shè)備巡邏監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、果實采摘等操作；針對多功能需求，采用模塊化設(shè)計，確定了整個系統(tǒng)的組成：主控巡邏車、振落機(jī)、清掃收集機(jī)及智能管理系統(tǒng)。巡邏車為主控裝置，配備智能控制系統(tǒng)，自主規(guī)劃行進(jìn)路線，可完成日常榛園的巡邏監(jiān)測等事項，也可與其他不同功能的模塊設(shè)備組合以達(dá)到不同功能目的；針對復(fù)雜環(huán)境，裝備采用高強(qiáng)度材料，提高產(chǎn)品耐久性，減少后期維護(hù)成本。

通過概念草圖、形態(tài)草圖的多輪推敲，確定了整個設(shè)備的外觀造型、功能區(qū)劃分、使用場景等。通過三維數(shù)模模擬產(chǎn)品功能組件關(guān)系，并完成系統(tǒng)DEMO開發(fā)與演示。Horizon智能榛子采摘裝備，提出了榛子種植采摘的系統(tǒng)化管理方案，結(jié)合無線遠(yuǎn)程控制、圖像識別、數(shù)據(jù)綜合管理等技術(shù)，優(yōu)化了采摘的方式，旨在減少勞動力成本、提高榛子種植質(zhì)量和采摘效果。