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葡萄品质分级与采摘装置包括所述采摘机构、机械臂机构、机械臂定位装置、收集装置、底盘系统。结构如图1所示。

该装置工作原理是：底盘系统带动机械臂系统和采摘机构移动到合适的位置，通过其上携带的摄像头对葡萄果实进行定位，进而通过机械臂各个关节的调整将采摘机构运送到合适的位置。在电推杆的推动下，采摘罩将整个葡萄果实包住，并由步进电机带动丝杆，进而推动切刀系统中的定位块，通过对葡萄果实茎部的定位，进而完成对整个果实位置的确定。之后采摘机构内的冷光光源启动，完成对整个环境光源的确定，同时光谱相机开机，对葡萄果实的光谱数据进行扫描，通过对数据库内葡萄果实各种品质对应的化合物含量取值范围进行比对，筛选出品质优秀的成熟葡萄。之后安装在采摘机构上方的切刀，在减速电机的带动下，对葡萄的茎部进行切割，切割完成后，在机械臂的带动下，将采摘完毕的葡萄放置于下部的收集装置中，完成一整套采摘流程。之后，重复以上动作，对下一个果实进行扫描采摘。

本装置通过采摘机构营造一种人造的黑箱环境，使用恒定的光源对葡萄进行补光，通过光谱相机分析葡萄光谱图像，预测葡萄内化合物的含量，进而推断其成熟品质，最后对满足条件的优质果实进行采摘。

本技术的特点在于可人工的制造出一个可控光源的黑箱环境，最大限度的减少自然界中的光源对相机扫描的影响，从而高效的完成对葡萄果实的扫描和有选择性的采摘；相较于传统的葡萄采摘装置，本技术将本应放在采摘之后的筛选过程提到了采摘之前，让未发育完全的葡萄果实继续在树上生长，从而最大限度的减少对葡萄的品质浪费并且提高了采摘效率。

本装置可以适用于田间自然环境下的葡萄品质判断，通过人工制造出可控光源的黑箱环境，减少了自然界中的光源的影响，将本应放在采摘之后的筛选过程提到了采摘之前，让未发育完全的葡萄果实继续在树上生长，从而最大限度的减少对葡萄的品质浪费并且提高了采摘效率，在实际生产中可以作为有效的生产辅助工具应用。

刘云玲，中国农业大学信息与电气工程学院副教授，博士，博士生导师。研究农业无人机技术、人工智能的农业应用。以第一作者或通讯作者发表SCI/EI检索论文21篇，其他论文20余篇，作为第一发明人授权发明专利5件。

张天雨，中国农业大学硕士。

本技术可以实现自然环境下原位葡萄的无损品质判断，避免人的主观认知和工作疲劳程度影响判断，对葡萄的采摘作业有着很好的辅助作用，为葡萄生产的自动化智能化作业提供了技术储备，市场需求和潜力巨大。

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