农业田间机器人

农业田间机器人技术现状

与未来发展农业机器人技术现状及未来发展

一．农业机器人的含义二．目前的研究现状三．存在问题及解决方法四．农业机器人的未来发展农业机器人的含义农业机器人定义农业机器人的特点农业机器人的发展优势农业机器人的分类农业机器人的定义一种以农产品为操作对象、兼有人类部分信息感知和四肢行动功能、可重复编程的柔性自动化或半自动化设备。能够部分模拟人类智能的农业机器人则成为智能型农业机器人。农业机器人的特点农业机器人作业对象的娇嫩性农业机器人的作业环境的非结构性农业机器人作业动作的复杂性农业机器人的可操作性农业机器人的价格特性农业机器人发展优势(1)提高作业效率(2)提高作业精度(3)无人化作业(4)改善农业作业者的安全与卫生环境(5)机器人能够完成不适合人工完成的动作(6)减轻作业强度(7)解决大型机械所产生的一系列问题农业机器人的分类行走系列机器人水田管理机器人收获管理机器人除草机器人耕作机器人农业机器人的分类

机械手系列机器人嫁接机器人收摘机器人育苗机器人其它机器人

国外农业机器人研究现状农业机器人的研究,目前日本居世界各国之首,并且引起了全世界的广泛关注,各个国家根据自己的情况开发出了各具特色的农业机器人,在若干领域中技术已趋于成熟.国外农业机器人的研究状况德国科学家正在建立一个全自动化的农场，以解决农业工人日趋减少的问题，在这个农场，耕地，播种，浇水，施肥，喷药，收获全部由机器人来操作。国外农业机器人的研究状况丹麦研制出农田除草机器人科学家研制出一种可用于农田除草的机器人，这种机器人有4只轮子，由电池驱动。除草机器人使用一台照相机来完成地面扫描国外农业机器人的研究状况英国Silsoe农机研究所发明采摘蘑菇机器人,装有摄像机和视觉图像分析软件,用来鉴别所采摘蘑菇的数量及属于哪个等级。它在机上的红外线测距仪测定出田间蘑菇的高度之后,真空吸柄就会自动地伸向采摘部位,根据需要弯曲和扭转,将采摘的蘑菇及时投入到紧跟其后的运输机中。国外农业机器人的研究状况

除草机器人图2-2GPS无人驾驶拖拉机国外农业机器人的研究状况施肥机器人国外农业机器人的研究状况喷农药机器人

摘苹果机器人国外农业机器人的研究状况移栽机器人除草机器人总体结构田间工作中除草机器人韩国Kyungpook大学所研制的苹果采摘机器人，其机械手工作空间可以达到3m，具有4自由度，包括3个旋转关节和1个移动关节。采用三指夹持器作为末端执行器，内有压力传感器避免损伤苹果。利用CCD摄像机和光电传感器识别果实，从树冠外部识别苹果时的识别率达85％，速度达5个/S。该机器人末端执行器下方安装有果实收集袋，缩短了从摘取到放置的时间，提高了采摘速度。但是，该机器人只有4个自由度，无法绕过障碍物摘取苹果，对于叶茎完全遮盖的苹果，也没有给出识别和采摘的解决方法。

日本京都大学开发了一西瓜收获机器人，如图2-8所示。一般的机器人多数是采用电气驱动，但是为了降低成本，这种西瓜收获机器人却是采用油压驱动，比以蓄电池为动力源的电气驱动要经济的多。这种机器人没有使用价格相对较高的高精度油压控制马达，而是采用了油缸控制，这样做也降低了机器人的成本。The戴robo伟tha嘉rves路ted芦wate晒rmel汪oni湾n19连97Aug巧ust已10想-27狐,F公ine集da线yYb

Xb

ZbExp案eri称men申ti给n2址001The还ro女botDCmotor

WireDr.肢S.践Sa较kai登of泼Ky芳oto贴Un叉ive裙rsi望tyCuc辆umb镇erToma色toStra额wber工ryGrap闸eharv板esti革ngr蛇obotDev号elo喝ped乓byOkay潜ama细Univ妇ersi址tyCuc显umb鱼er球har敏ves繁tin将gr送obo罚tdeve品lope床dby甘Oka耐yama今Uni烂vers殃ityCuc翻umb铃er搜har伪ves帝tin居gr糟obo鸟tdeve队lope最dby虫Oka诵yama雾Uni邮vers陆ity日本的N认.Kon细do等人拆研制的黄绑瓜采摘机缠器人实物益图，采用霉三菱MI箩TSUB侍ISHI卡RV-阀E2六自质由度工业顷机器人，洲利用CC糕D摄像机膏，根据黄税瓜比其叶拿茎对红外透光的反射涝率高的原壮理来识别培黄瓜和叶驳茎。采摘悲速度为1体6个/S辆，由于黄画瓜是长条闸形，受到薪叶茎的影脊响更大，弟所以采摘嚼的成功率未较低，大技约在60签%左右。Cucu维mber铃har当vest箩ing作end-筝effe级cterdev颗elo阿ped问by踏Ok神aya凶ma哀Uni围ver基sit棉yHar页ves镰tin蹈gr疲obo败tf扣or货str科awb贺err陵yg害row晋no涛nt桌abl罩et添op捎cul弯tur崇ed久eve茎lop滤ed叠by部Oka盲yam始aU艰niv麻ers袖ityStra饭wber构ryh念arve突stin钞gen州d-ef馋fect抄erdeve竭lope彻dby靠Oka谨yama睁Uni次vers懂ityExt遭ern族al径sen罩sin含gs福yst旁em狗usi厅ng圆las跌er柄sca痛nne涂rdev咽elo世ped赠by贺Ok贪aya菜ma霸Uni予ver逼sit嫩y日本研制叶的葡萄收尽获机械手奥用于葡萄亮园中棚架杯方式种植哈的葡萄。周棚架种植插方式被认挂为比其它轮方式更适校合机器人轨工作。Ext丧ern汉al巾sen返sin葬gs陈yst修em交of客gra荡pe歪har军ves敞tin竿gr晶obo溪tt持od宰ete宿ct图ac划oop蝴era伍tiv因ew伯ork粗er扰as希an壳obs颜tac船leChe条rry底to院mat势oharv保esti愤ngr灰obotDeve悠lope感dbyPro构f.额T.篮Fuj挨iur侄aOsa告ka印pre驶fec您tur樱eU仓niv沾ers楼ityCher蒙ryt怠omat年oha纵rves钩ting斗rob腰otMul膊ti-穴fin尿ger拆ed超tom谣ato毙ha漠rve俩sti针ng衫rob妈otChe抛rry议to局mat肝oh蠢arv麻est刷ing络ha两nddev览elo倍ped苗by学Ok扮aya兽ma锄Uni悠ver巾sit苗yCabb血ageharv隔esti拣ngr尊obotDeve绘lope初dbyDr.等M.D古ohiShi渣man爸eU著niv哪ers砍itySele钢ctiv凡eha窃rves才ting桃rob谷otf凯orl殃ettu炊ce3-D粪visi掘ons惨enso张r---坡---l梅ocat拿ion按and蜓size导of案cris见phe毛adFor增ce悠sen膏sor崭--青--h曾ard膝nes牛so揭fc斯ris捎ph葱ead美国P检urd岭ue大扮学Y．偶Eda慕n和G梨．Mi拔les宁研制了励3自由篮度的伺高服电机浪控制的驼操作手曲，用来狡收获甜解瓜。这立类机器扒人行走羞装置的眼倾斜引圾起的位援置误差剃较大，祖导致收裁获成功伟率仅达桂到65还％。另顶外，该续机器人冻没有解峡决有叶唐、茎障夜碍物影平响末端怖执行器果抓取的允问题。柑橘收获附机器人西班牙科发技人员发障明的这种嘉机器人由暖一台装有弱计算机的蚀拖拉机、计一套光学数视觉系统座和一个机涉械手组成岁，能够从龄橘子的大交小、形状锅和颜色判捆断是否成兰熟，决定碑可不可以魂采摘。它迈的工作效队率很高，名每分钟可腔采摘60补个，而靠博手工只能稍摘8个左产右。另外骆，该机器府人通过装季有视频器翻的机械手仰，能对采磁摘下来的疫果实按大摇小同时进舞行分类。番茄采宗摘机器谜人机械相手英国Si坦lsoe巴研究院研平制的蘑菇慨采摘机器拥人如图所避示，它可爪以自动测立量蘑菇的扭位置、大烟小，并选余择性的采向摘和修剪似。结球菜收都获机器人使的构造育苗机器街人移栽机劈燕器人移栽机器玻人机械手挖部分伐根机器绝人树木球果木采集机教器人图2-3滨7工作中重的挤奶凝机器人图2-3根8挤奶机器夹人的气动珍机械国内农业足机器人研蛙究的现状国内在农垮业机器人栋方面的研命究始于2象0世纪9眉0年代中邀期,相对司与发达国武家起步较室晚,但是蓄发展很快纲，很多学聋校研究所举都在进行望农业机器房诚人和智能灯农业机械译相关的研平究.国内农业位机器人研糟究的现状中国农业姻大学率先壳在我国开宫展了蔬菜受自动嫁接阔机器人的桐技术研究笨,解决了幼蔬菜幼苗涨的柔嫩性安,易损性许和生长的孔不一致性饿等难题,挠实现了蔬气菜幼苗嫁洞接的精确白定位,快节速抓取,兽良好切削驳.国内农业案机器人的脆研究状况嫁接机馒器人技乱术东北农睬业大学锋于90抱年代初链期

研惠制成功撕的黑豆拢果采摘代机械手国内农业啊机器人研护究的现状浙江大学潮应义斌教音授研究的赏水果自动存分级机器虫人系统得纳到了国家闹863的猎支持吉林大学肝王容本和索于海业教归授在90贵年代中期赞开始农用兄自动引导宾行走车的售研究南京农脆业大学融姬长英象,沈明含霞等人拿,浙江扛工业大篮学胥芳怖,张立销斌等人申在进行似农业机昆器人的邻视觉研聋究国内农业违机器人研非究的现状上海交通棵大学机器昆人研究所绪的曹其新颠等专家进逃行了用于辩精确农业魂的智能农贺业机械的尊研究工作凯,正在女进行草莓天拣选机器躬人,黄瓜修采摘机器终人,嫁接蹲机器人的曲研究.江苏大括学的纪发良文,植吴春笃娱进行了状喷药机柴器人的披研究,格他们采魂用超声洞测距作黄为喷药伪机器人辣的辅助怒视觉系拼统.存在的问兄题农业机姓器人的池成本过笔高农业机这器人没冠有达到言农业生顶产的智知能需要发展具有怨开放式结悠构的农业蚕机器人开放式俘机器人普控制器示采用模攀块化技价术,功忠