农业田间机器人课件.ppt

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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。Therobotharvestedwatermelonin1997August10-27,FinedayYbXbZbExperimentin2001TherobotDCmotorWireDr.S.Sa

6、kaiofKyotoUniversityCucumberTomatoStrawberryGrapeharvestingrobotDevelopedbyOkayamaUniversityCucumberharvestingrobotdevelopedbyOkayamaUniversityCucumberharvestingrobotdevelopedbyOkayamaUniversity日本的N.Kondo等人研制的黄瓜采摘机器人实物图，采用三菱MITSUBISHIRV-E2六自由度工业机器人，利用CCD摄像机，根据黄瓜比其叶茎对红外光的反射率高的原理来识别黄

7、瓜和叶茎。采摘速度为16个/S，由于黄瓜是长条形，受到叶茎的影响更大，所以采摘的成功率较低，大约在60%左右。Cucumberharvestingend-effecterdevelopedbyOkayamaUniversityHarvestingrobotforstrawberrygrownontabletopculturedevelopedbyOkayamaUniversityStrawberryharvestingend-effecterdevelopedbyOkayamaUniversityExternalsensingsystemusinglaser

8、scannerdevelopedbyOkayamaU