山茶采摘平台设计研究开题报告

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1、湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表学主姓名黄利学号200841914725年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化（7）班指导教师及职称李旭讲师开题吋间年月日毕业论文（设计）题目山茶采摘平台设计研究文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）（宋体五号，行间距单倍行距。）研究意义机器人技术的发展是一个国家高科技水平和工业H动化程度的重要标志和体现。机器人集成了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科的发展成果,代表高技术的发展前沿，是当前科技研究的热点方向。21批纪是农业机械化向智能化方向发展的重要历史时期。我国是一个农业大国

2、，要实现农业现代化，农业装备的机械化、智能化是发展的必然趋势。随着计算机和白动控制技术的迅速发展，机器人已逐步进入农业生产领域。采摘机器人作为农业机器人的重要类型，其作用在于能够降低工人劳动强度和尘产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证果实适时采收，冈而具有很人的发展潜力。国内外研究现状收获作业的自动化和机器人的研究始于20世纪60年代的美国（1968年），采用的收获方式主要是机械震摇式和气动震摇式，其缺点是果实易损，效率不高，特别是无法进行选择性的收获。从20世纪80年代中期开始，随着电子技术和计算机技术的发展，特别是工业机器人技术、计算机图像处理技术和人工智能技术的LI益成熟，以II

3、木为代表的西方发达国家，包括荷兰、美国、法国、英国、以色列、西班牙等国家，在收获釆摘机器人的研究上做了人量的工作，试验成功了多种具有人丁•智能的收获采摘机器人，如番茄采摘机器人、葡萄采摘机器人、黄瓜收获机器人、西瓜收获机器人、甘蓝采摘机器人和蘑菇采摘机器人等。1机器人可能成为美国农场的重要组成部分由于美国政府采取了更加严格的边境管理政策，一些依靠外來移民劳动力的农场主正将他们的视野转向一种正在发展中的新一代摘杲机器人。此类机器人可以从事从采集酿酒丿IJ的葡萄直至清洗和摘取萬苣心的工作。目前这类机器人正处于全面发展时期，将成为收获精致水果和蔬菜的基木工具，目前这些工作仍由手工完成。圣地亚哥

4、视觉机器人技术发明者徳里克莫里卡瓦认为：新采摘机器人要依靠先进的运算能力和液压技术，使机器手臂和手指具有近似于人手灵敏度的能力。现代成像技术同样也使机器能够识别和挑选各种品质的水果和蔬菜。方法就是将一台机械化扫描机器送入果园。装备有数字成像技术设备的机器人能够生成一张三维地图，显示位置、成熟度和水果质量。一台采摘机器人按照这些画面,使用他们的长机械臂仔细地采集成熟了的水呆。加州柑橘研究委员会和华盛顿苹果委员会合作开发一-种水果采摘机器人。上个月研究人员对原型机进行了检测，但是距离真正的广泛商业应用还有-很长的路要走。另外，加州州立人学界雷斯诺分校一个制萄酒专家小组正在研制一种口动采摘机器

5、人，H的是使葡萄酒业实现更多的机械化。该新技术包括一种称Z为近红外线分光计的装置，它可以在采摘之前检测葡萄样品中的糖含呆和化学成分。然示利用这些数据绘制一幅全球定位系统地图，收割机器人可以使用这些地图进行导航，在葡萄园屮采摘特定的理想成熟葡萄串。位于萨利纳斯山谷的拉姆齐黑蓝徳公司销售能够部分口动使川带状锯或水刀的机器人，机器人从地面收割萬苣，并将萬苣进行装箱，以便清洗和加工。该公司首席执行官列兰克梅肯纳奇称，拉姆齐黑蓝德公司开发的一种新机器模型已接近完工，这种新机器人可以采摘、淸洗、取心和对萬苣和其他绿色蔬菜进行打包。2日本的果蔬采摘机器人自1983年笫一台西红柿采摘机器人在美国诞牛以来

6、，采摘机器人的研究和开发历经20多年，日本和欧美等国家相继立项研究采摘苹果、柑桔、西红柿、西瓜和葡萄等智能机器人。目前，H本在水果采摘机器人领域屮研究颇丰，其研究出的釆摘机器人主要有以下儿类。2.1西红柿采摘机器人日本Kondo-N等人研制的西红柿收获机器人，由机械手、末端执行器、视觉传感器和移动机构等组成。西红柿一簇可长4-6个果实，各个果实不一定是同时成熟，并且果实有时被叶茎挡住，收获时要求机械手活动范围大，能避开障碍物，所以机器人的采摘机械手设计成具有7口由度，能够形成指定的采摘姿态进行采摘。末端执行器由两个机械手指和一个吸盘组成；视觉传感器主要由彩色摄像机來寻找和识别成熟果实，利

7、用双目视觉方法对目标进行定位；移动机构釆用4轮结构，能在垄间口动行走。釆摘吋，移动机构行走一定的距离后，就进行图像采集，利丿IJ视觉系统检测出果实相对机械手坐标系的位置信息，判断西红柿是否在收获的范围Z内，若可以收获，则控制机械手靠近并摘取果实，吸盘把果实吸住后，机械手指抓住果实，然后通过机械手的腕关节拧下果实。2.2草莓采摘机器人Kondo-N等人还针对草莓的不同栽培模式(高架栽培模式和传统模式)研制出了相应的采摘机器人。高架栽培