(1.34)-2.4.2农业农林机器人机器人概论

12.4特种机器人2.4.1医用机器人2.4.2农业农林机器人2.4.3安防机器人2.4.4军用机器人2正在农田里工作的机器人2.4.2农业农林机器人“面朝黄土背朝天，滴汗入土苦作甜”作为一种传统的劳作方式，已经延续了几千年。近年来，随着各种农林业机器人的问世，传统的劳作方式有望得到改变。在农林业机器人研发方面，目前日本居于世界各国之首。使用农林业机器人有很多好处，如可以提高劳动生产率，解决劳动力的不足；改善农业的生产环境，防止农药、化肥等对人体的伤害；提高作业质量。32.4.2农业农林机器人农林业机器人有如下特点：（1）农林业机器人一般要求边作业边移动。（2）农林业领域的行走不是连接出发点和终点的最短距离，而是具有狭窄的范围、较长的距离及遍及整个田间表面的特点。（3）使用条件变化较大，如气候影响、道路的不平坦和在倾斜的地面上作业，还需考虑左右摇摆的问题。（4）价格问题，工业机器人所需大量投资由工厂或工业集团支付，而农林业机器人以个体经营为主，如果不是低价格，则很难普及。（5）农林业机器人的使用者是农民，不是具有机械电子知识的工程师，因此要求农林业机器人必须具有高可靠性和操作简单的特点。4施肥机器人施肥机器人由美国明尼苏达州一家农业机械公司的研究人员推出的施肥机器人。它经过准确计算，可以合理减少施肥的总量，降低农业成本。2.4.2农业农林机器人5除草机器人大田除草机器人，德国农业专家采用计算机、全球定位系统（GPS）和灵巧的多用途拖拉机综合技术，研制出可准确施用除草剂除草的机器人。首先，由农业工人领着机器人在田间行走。当到达杂草多的地块时，机器人身上的GPS接收器便会显示出确定杂草位置的坐标定位图。农业工人先将这些信息当场按顺序输入便携式计算机，返回场部后再把上述信息数据资料输入到拖拉机上的一台计算机中。当他们日后驾驶拖拉机进入田间耕作时，除草机器人便会严密监视行程位置。如果来到杂草区，它的机载杆式喷雾器的相应部分会立即启动，让化学除草剂准确地喷洒到所需地点。2.4.2农业农林机器人6菜田除草机器人除草机器人菜田除草机器人，英国科技人员开发的菜田除草机器人所使用的是一部摄像机和一台识别野草、蔬菜和土壤图像的计算机组合装置，利用摄像机扫描和计算机图像分析，层层推进除草作业。2.4.2农业农林机器人7收割机器人收割机器人2013年，美国新荷兰农业机械公司投资250万美元研制了一种多用途的自动化联合收割机器人。所开发的全自动联合收割机器人很适合在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里收割庄稼，其中的一些高产田的产量是一般农田的十几倍。2.4.2农业农林机器人8采摘机器人采摘柑橘机器人，西班牙科技人员发明了一种采摘柑橘机器人，它能够从柑橘的大小、形状和颜色判断出柑橘是否成熟，决定可不可以采摘。采摘蘑菇机器人，该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，从而决定运作程序。西瓜收获机器人，这种机器人采用油缸控制，降低了机器人的成本。机械手是由4个由4节连杆构成的手指组成的系统，在手指的尖端装有滑轮。2.4.2农业农林机器人9西红柿采摘机器人采摘机器人西红柿采摘机器人，该机器人能通过精密传感器及摄像头识别果实的颜色，锁定成熟的西红柿。在对果实串的状态进行分析后，机械手负责完好无损地摘取果实，随后搬运至推车，自动更换新的收获箱。2.4.2农业农林机器人10果实分拣机器人果实分拣机器人日本研制的西红柿分选机每小时可分选出成百上千个西红柿。日本研制的苹果自动分送机可以根据苹果的颜色、光泽、大小进行分类，并将苹果送入不同的容器中。日本研制的自动选蛋机，每小时可处理几千个蛋。2.4.2农业农林机器人11嫁接机器人嫁接机器人操作者只需把砧木和穗木放到相应的供苗台上，其余嫁接作业均由机器人自动完成。嫁接机器人，可以进行黄瓜、西瓜、甜瓜苗的自动嫁接，为蔬菜、瓜果自动嫁接技术的产业化提供了可靠条件。2.4.2农业农林机器人12林木球果采集机器人采集机器人林木球果采集机器人由机械手、行走机构、液压驱动系统和单片机控制系统组成。其中，机械手由回转盘、立柱、大臂、小臂和采集爪组成，整个机械手共有5个自由度。这种机器人采摘林木球果时，对母树破坏较小，采净率高，对森林生态环境的保护及林业的可持续发展有益。2.4.2农业农林机器人13智能型伐根清理机器人伐根机器人东北林业大学研制出一种先进、经济适用、效率高、对地表破坏程度小、伐根收集率高、清除伐根程度符合森林更新要求、对环境没有污染的智能型伐根清理机器人。使用智能型伐根清理机器人在一个停靠位置上即能清理周围半径8m范围内的伐根，是人工挖根的50多倍。2.4.2农业农林机器人14喷药机器人喷药机器人日本开发了喷农药的机器人。这种机器人的外形很像一部小汽车，机器人上装有感应传感器、自动喷药控制装置（一台能处理来自各传感器的信号及控制各执行元件的计算机）及压力传感器。机器人在作业时，不需要手动控制，能够完全自动对树木进行喷药。2.4.2农业农林机器人15放牧机器人放牧机器人由澳大利亚研究人员研发的放牧机器人，能够完全替代牧民和牧羊犬照看牲畜。通过内置的传感器和卫星定位系统，这款机器人能够根据牛群的运动状态来驱赶它们移动。2.4.2农业农林机器人16喷药机器人挤奶机器人在剑桥大学