农业机器人
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农业机器人
2020年5月22日星期五
农业机器人
• 1、农业机器人的基本情况 • 2、现在已开发出的农业机器人 • 3、农业机器人在农业生产中的实例 • 4、农业机器人当前存在的问题和发
展前景
1 农业机器人的基本情况
• 1.1 农业机器人的定义 • 农业机器人是一种集传感技术、监测
技术、人工智能技术、通讯技术、图 像识别技术、精密及系统集成技术等 多种前沿科学技术于一身的机器人。 也是融合检测传感技术、信息处理技 术、自动控制技术、伺服驱动技术、 精密机械技术和计算机技术等多种技 术于一体的交叉学科与综合。
2、现在已开发出的农业机器人
2.1.2 草莓采摘机器人
2、现在已开发出的农业机器人
• 草莓采用高架栽培模式，因此研制出了5自 由度的采摘机器人。草莓采摘机器人的视觉 系统与番茄采摘机器人相似，末端执行器采 用真空系统加螺旋加速切割器。收获时，3 对光电开关检测草莓的位置，视觉系统计算 空间位置，控制机械手移动到预定位置，末 端执行器将草莓吸入；当草莓位于合适的位 置时，腕关节移动，果梗进入指定位置，螺 旋加速驱动切割器旋转切断果梗，完成采摘 。
1 农业机器人的基本情况
• （3）西班牙 • 西班牙发明的采摘柑橘机器人由一台装有计算机
的拖拉机、一套光学视觉系统和一个机械手组成 ，能够从桔子的颜色、大小和开关判断出是否成 熟并决定能不能够采摘。它每分钟摘柑桔60个， 是人工采摘的7倍。另外，采摘柑桔机器人能够依 靠装有视频箱的机械手对当即采摘下来的柑桔按 大小进行分类。
人技术发展也最为成熟，这与日本自身岛国的自然资源条 件是分不开的。早在20世纪70年代后期，随着工业机器人 的发展，对农业机器人的研究工作逐渐启动，已研制出多 种农业生产机器人，如嫁接机器人、育苗机器人、农药喷 洒机器人、扦插机器人、施肥机器人、番茄采摘机器人、 移栽机器人、黄瓜采摘机器人和葡萄采摘机器人等理论与 应用都居世界前列。2O世纪9O年代以来，“精确农业”技 术的研究与应用在发达国家受到了普遍的重视，已被国际 农业科技界认为是21世纪实现农业可持续发展的先导性技 术之一。
1 农业机器人的基本情况
• （7）澳大利亚 • 剪羊毛机器人是澳大利亚于20世纪80年代中期制造出
来的,是世界上第1个可以在活的动物身上进行作业的 机器人。它用一只手按住羊的头部,用两只手按住羊 的脚,把羊按在专用的平台上,还有两只手拿着两把剪 刀,贴着羊的身子飞快地剪羊毛。不论是大羊、小羊 、肥羊和瘦羊,它都能把羊毛剪得干干净净。在剪羊 毛时,羊常常会乱动,但是机器人手中的剪子也不会伤 着羊的皮肉。随着科技的发展,剪羊毛机器人也不断 地发展,出现了一些新型的机器人。
2、现在已开发出的农业机器人
• 2.1.3 葡萄采摘机器人
2、现在已开发出的农业机器人
• 葡萄采摘机器人的机械部分是一只具有5个自由度 的极坐标机械手，末端的臂可以在葡萄架下水平匀 速运动，能够有效地工作。视觉传感器一般采用彩 色摄像辅机助，部若分 采用PSD三维视觉传感器效果会更佳 ，可以检测成熟果实及其距离信息的三维信息。由 于葡萄采摘季节很短，单一的采摘功能会使机器人 的使用效率降低，为提高其使用率，可更换不同的 末端执行器，以完成葡萄枝修剪、套袋和药物喷洒 等作业。
的环境里工作，把大个番茄和小粒樱 桃加以区别，然后分别装运开来。它 还可用来分拣不同大小的土豆，并且 不会碰坏它们。
1 农业机器人的基本情况
• （6）丹麦
• 丹麦科学家研制出一种可用于农田除草的机器人。这 不仅可以减少农民的辛苦，而且能够大幅度减少除草 剂的使用。这种机器人有4只轮子，由电池驱动。除 草机器人使用1 台照相机来完成地面扫描，它还携带 着识别软件，使用15 种不同的参数来描述杂草的大 小和对称性等外部特征，最终通过GPS（全球定位系 统）来给杂草定位。使用这种机器人，可以减少除草 剂的使用量。虽然除草剂很便宜，对农民来说算不了 什么，但减少使用量使环境成了最终的受益者。科学 家认为，要把杂草和庄稼没有错误地区分开是个非常 难的问题，因此还需要更多的研究。
2、现在已开发出的农业机器人
2.3 移栽机器人
• 机器人可提高移栽操作质量和工作效率。台湾 K.C.Ting和Y.Yang等人研制的移栽机器人，把 幼苗从600穴的育苗盘中移植到48穴的苗盘中 。机器人本体部分由4个自由度执行结构和夹 持器组成，位于顶部的视觉传感器确定苗盘尺 寸和苗的位置,力觉传感器保证夹持器夹住而不 损伤蔬菜苗。在苗盘相邻的情况下，单个苗移 栽的时间在2.6～3.25s之内。
2、现在已开发出的农业机器人
2.4 施肥机器人
• 日本开发的能在水田中自动行走，进行深层作业的水稻施 肥机器人。其行走部分是能在狭窄的稻秧间行走的窄型橡 皮车轮，四个轮子均可横向转动90度。施肥装置是把糊状 肥料经过肥料泵加压、由喷嘴向土中施肥，喷嘴两个一组 共有四组，利用喷嘴柄把喷嘴插入土中15cm，进行点注深 层施肥。机器人能沿着水稻垄自动行走，能自动保持作业 部分的深度，自动控制施肥量，机器人工作时无人操纵。 通过前方传感器自动检测地头的土埂，在设定的土坯处自 动停止，转动90度，再横向移动8条稻垄，再转动90度，继 续向相反方向进行作业。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别具一格，它会从不同土 壤的实际情况出发，适量施肥，它的准确计算合理的减少 了施肥的总量，降低了农业成本。由于施肥科学，使地下 水质得到改善。
2、现在已开发出的农业机器人
• 2.1.4 蘑菇采摘机器人 英国Silsoe研究所研制的蘑菇采摘机器人，
可自动测量蘑菇的位置、大小, 并选择性地采摘和 修剪。它的机械手由2个气动移动关节和1个步进电 机驱动的旋转关节组成，末端执行器是带有软衬垫 的吸引器,视觉传感器采用TV摄像头,安装在顶部用 来确定蘑菇的位置和大小。采摘成功率75%左右, 采摘速度6～7个/s。另一种机器人用CCD黑白摄像 机识别作业对象，识别率达84%，使用直角坐标机 械手进行采摘。为防止损伤蘑菇,执行器部分装有 衬垫，吸附后用捻的动作收获，收获率达60%，完 整率达57%。
2、现在已开发出的农业机器人
2.7 除草机器人
• 除草机器人采用了先进的计算机图像识 别技术，GPS系统，它的特点是利用图 像处理技术自动识别杂草，GPS接收器 作出杂草位置的坐标定位图，机械杆式 喷雾器根据杂草种类及数量自动进行除 草剂的喷洒。如果引入田间害虫图像的 数据库，还可根据害虫的种类、数量进 行农药的喷洒，可起到精确除害、保护 益虫、防止农药过量污染环境的作用。
2、现在已开发出的农业机器人
番茄收获机器人是用彩色摄像机作为视觉传感器 寻找和识别成熟果实。当果实被茎叶挡住要避开 茎叶,要求机械手活动范围大,故用7个自由度的工 业机器人末端执行器，其中五自由度垂直多关节 型机械臂和能够上下、前后移动的二自由度直动 关节，可以一边避让茎叶一边接近目标果实，植 株上方和植株下方的果实也能很好地采收。
1 农业机器人的基本情况
• （4）英国 • 英国西尔索研究所开发的采蘑菇机器
人装有录像机、红外线测距仪和视觉 分析软件，能够首先确定哪些蘑菇可 以采摘以及属于哪种等级，然后测出 其高度以便进行采摘。它每分钟能摘 蘑菇40个，比手工快两倍。
1 农业机器人的基本情况
• （5）法国 • 法国研制的分拣机器人能在潮湿肮脏
1 农业机器人的基本情况
• 1.3.2 国内发展状况
• 我国目前已开发出来的农业机器人有：耕耘 机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机 器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘 机器人等。我国已研制成功蔬菜嫁接机器人 并成功进行了试验性嫁接生产
2、现在已开发出的农业机器人
2.1 农产品自动采摘与收获机器人 • 2.1.1 番茄收获机器人
2、现在已开发出的农业机器人
1 农业机器人的基本情况
• 2）美国 • 美国的农业机器人技术发展也非常快。由于美国
自身科学技术发达，领土广阔，农业机械化程度 很高,其行走式农业机器人理论技术发展得非常成 熟。美国新荷兰农业机械公司投资250万美元发明 了一种多用途的自动化联合收割机器人，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。
2、现在已开发出的农业机器人
2.2 嫁接机器人
• 嫁接栽培是克服瓜菜连茬病害和低温障碍的有效途径 ，抗病、增产效果显著，被广泛用于黄瓜、西瓜、甜 瓜、茄子、西红柿栽培。嫁接机器人可大幅提高嫁接 速度，明显降低劳动强度,并提高嫁接成活率。中国农 业大学率先研制成功自动插接法、自动旋切贴合法嫁 接技术，实现了蔬菜幼苗嫁接的精确定位、快速抓取 、良好切削。操作者只需把砧木和穗木放到相应供苗 台上,机器人能完成砧木、穗木的取苗、切苗、接合等 嫁接过程的自动化作业,嫁接速度600棵/h，成功率95% 以上,促进了果蔬生产规模化、产业化
2、现在已开发出的农业机器人
2.6 挤奶机器人
• 1992年荷兰开发了挤奶机器人。根据计算机管理的乳头位 置信息,用超声波检测器自动找到牛的乳头位置,用计数型机 械手进行奶头清洗和挤奶等作业。英国Silsoe研究所开发的 挤奶机器人，装有用激光和摄像机视觉导向的气动“软”机 器人臂,用它放置吸奶杯并清洁和干燥挤奶部位,也可对奶牛 乳房的1/4部位进行挤奶。它可每天24h对40头奶牛进行监 控和挤扔,并自动对奶牛状态进行监控和数据收集，使奶牛 以更接近自然状态的生活周期进食、休息和产奶,最大限度 地减少人为干扰,从而提高挤奶效率并改善奶牛健康状况。 2004年12月2日,中国第1个挤奶机器人被安置在蒙牛澳亚示 范牧场。牧场挤奶示范区展示着机器人式、转盘式等现代 化挤奶平台,其中转盘式平台1次可同时为60头奶牛挤奶,是 目前我国最大的挤奶机。
1 农业机器人的基本情况
• 1.2 农业机器人的特点 • （1）作业对象的娇嫩性和不确定性 • （2）作业环境的非结构性 • （3）作业动作的复杂性 • （4）操作对象和价格的特殊性
1 农业机器人的基本情况
• 1.3 农业机器人的发展状况 • 1.3.1 国外 • （1）日本 • 日本是研究农业机器人最早的国家之一，日本的农业机器
2、现在已开发出的农业机器人
2.1.5 黄瓜采摘机器人
2、现在已开发出的农业机器人
• 日本N.Condo等人研制的6个自由度工业 机器人，利用摄像机，根据黄瓜比叶茎 对红外光的反射率高的原理来识别黄瓜 和叶茎。用剪断方法,先把黄瓜抓住，用 接触传感器找出柄后剪断，采摘速度16 个/s。由于黄瓜是长条形,受叶茎影响大 ，故采摘成功率较低，在60%左右。
பைடு நூலகம்
2、现在已开发出的农业机器人
2.1.6 茄子采摘机器人
• 日本国立蔬菜和茶叶研究所与岐阜大学联合研 制了茄子采摘机器人。该机器人系统由机器视 觉系统、机械手、末端执行器以及行走装置组 成，作业对象是温室中按照V形生长方式种植 的senryo-2号茄子。该机器人在实验室中进行 了试验，采摘成功率为62.5％，工作速度为 64.1个/s。影响成功率的主要原因是机器视觉 系统对采摘位置的判断不正确；同时，视觉系 统也占用了72％的工作时间。
2、现在已开发出的农业机器人
2.5 农产品分级机器人
• 机器人可完成农产品的分级,大幅提高分选的均一性,降低 产品破损率，提高生产率,降低生产成本,改善劳动条件。 日本在果蔬分拣系统及果蔬拣选机器人的研究开发和使 用方面居世界领先地位。英国研制的分拣机器人,采用光 电图像识别和提升分拣机械组合装置,把大的西红柿和小 的樱桃加以区别, 然后分拣装运。也能把土豆进行分类,且 不擦伤外皮。意大利UNITEC公司开发出一系列用于水果 及蔬菜采摘后进行体积、尺寸和颜色识别的专用分拣机, 能使径向尺寸小于40mm的水果分拣速度达到18个/s,大于 40mm的水果达12个/s。1995年美国研制成功的Merling高 速主频计算机视觉水果分级系统,生产率约为40t/h,已广泛 用于苹果、桔子、桃和西红柿等水果的分级。美国每年 有50%以上的苹果经过该设备处理。
2020年5月22日星期五
农业机器人
• 1、农业机器人的基本情况 • 2、现在已开发出的农业机器人 • 3、农业机器人在农业生产中的实例 • 4、农业机器人当前存在的问题和发
展前景
1 农业机器人的基本情况
• 1.1 农业机器人的定义 • 农业机器人是一种集传感技术、监测
技术、人工智能技术、通讯技术、图 像识别技术、精密及系统集成技术等 多种前沿科学技术于一身的机器人。 也是融合检测传感技术、信息处理技 术、自动控制技术、伺服驱动技术、 精密机械技术和计算机技术等多种技 术于一体的交叉学科与综合。
2、现在已开发出的农业机器人
2.1.2 草莓采摘机器人
2、现在已开发出的农业机器人
• 草莓采用高架栽培模式，因此研制出了5自 由度的采摘机器人。草莓采摘机器人的视觉 系统与番茄采摘机器人相似，末端执行器采 用真空系统加螺旋加速切割器。收获时，3 对光电开关检测草莓的位置，视觉系统计算 空间位置，控制机械手移动到预定位置，末 端执行器将草莓吸入；当草莓位于合适的位 置时，腕关节移动，果梗进入指定位置，螺 旋加速驱动切割器旋转切断果梗，完成采摘 。
1 农业机器人的基本情况
• （3）西班牙 • 西班牙发明的采摘柑橘机器人由一台装有计算机
的拖拉机、一套光学视觉系统和一个机械手组成 ，能够从桔子的颜色、大小和开关判断出是否成 熟并决定能不能够采摘。它每分钟摘柑桔60个， 是人工采摘的7倍。另外，采摘柑桔机器人能够依 靠装有视频箱的机械手对当即采摘下来的柑桔按 大小进行分类。
人技术发展也最为成熟，这与日本自身岛国的自然资源条 件是分不开的。早在20世纪70年代后期，随着工业机器人 的发展，对农业机器人的研究工作逐渐启动，已研制出多 种农业生产机器人，如嫁接机器人、育苗机器人、农药喷 洒机器人、扦插机器人、施肥机器人、番茄采摘机器人、 移栽机器人、黄瓜采摘机器人和葡萄采摘机器人等理论与 应用都居世界前列。2O世纪9O年代以来，“精确农业”技 术的研究与应用在发达国家受到了普遍的重视，已被国际 农业科技界认为是21世纪实现农业可持续发展的先导性技 术之一。
1 农业机器人的基本情况
• （7）澳大利亚 • 剪羊毛机器人是澳大利亚于20世纪80年代中期制造出
来的,是世界上第1个可以在活的动物身上进行作业的 机器人。它用一只手按住羊的头部,用两只手按住羊 的脚,把羊按在专用的平台上,还有两只手拿着两把剪 刀,贴着羊的身子飞快地剪羊毛。不论是大羊、小羊 、肥羊和瘦羊,它都能把羊毛剪得干干净净。在剪羊 毛时,羊常常会乱动,但是机器人手中的剪子也不会伤 着羊的皮肉。随着科技的发展,剪羊毛机器人也不断 地发展,出现了一些新型的机器人。
2、现在已开发出的农业机器人
• 2.1.3 葡萄采摘机器人
2、现在已开发出的农业机器人
• 葡萄采摘机器人的机械部分是一只具有5个自由度 的极坐标机械手，末端的臂可以在葡萄架下水平匀 速运动，能够有效地工作。视觉传感器一般采用彩 色摄像辅机助，部若分 采用PSD三维视觉传感器效果会更佳 ，可以检测成熟果实及其距离信息的三维信息。由 于葡萄采摘季节很短，单一的采摘功能会使机器人 的使用效率降低，为提高其使用率，可更换不同的 末端执行器，以完成葡萄枝修剪、套袋和药物喷洒 等作业。
的环境里工作，把大个番茄和小粒樱 桃加以区别，然后分别装运开来。它 还可用来分拣不同大小的土豆，并且 不会碰坏它们。
1 农业机器人的基本情况
• （6）丹麦
• 丹麦科学家研制出一种可用于农田除草的机器人。这 不仅可以减少农民的辛苦，而且能够大幅度减少除草 剂的使用。这种机器人有4只轮子，由电池驱动。除 草机器人使用1 台照相机来完成地面扫描，它还携带 着识别软件，使用15 种不同的参数来描述杂草的大 小和对称性等外部特征，最终通过GPS（全球定位系 统）来给杂草定位。使用这种机器人，可以减少除草 剂的使用量。虽然除草剂很便宜，对农民来说算不了 什么，但减少使用量使环境成了最终的受益者。科学 家认为，要把杂草和庄稼没有错误地区分开是个非常 难的问题，因此还需要更多的研究。
2、现在已开发出的农业机器人
2.3 移栽机器人
• 机器人可提高移栽操作质量和工作效率。台湾 K.C.Ting和Y.Yang等人研制的移栽机器人，把 幼苗从600穴的育苗盘中移植到48穴的苗盘中 。机器人本体部分由4个自由度执行结构和夹 持器组成，位于顶部的视觉传感器确定苗盘尺 寸和苗的位置,力觉传感器保证夹持器夹住而不 损伤蔬菜苗。在苗盘相邻的情况下，单个苗移 栽的时间在2.6～3.25s之内。
2、现在已开发出的农业机器人
2.4 施肥机器人
• 日本开发的能在水田中自动行走，进行深层作业的水稻施 肥机器人。其行走部分是能在狭窄的稻秧间行走的窄型橡 皮车轮，四个轮子均可横向转动90度。施肥装置是把糊状 肥料经过肥料泵加压、由喷嘴向土中施肥，喷嘴两个一组 共有四组，利用喷嘴柄把喷嘴插入土中15cm，进行点注深 层施肥。机器人能沿着水稻垄自动行走，能自动保持作业 部分的深度，自动控制施肥量，机器人工作时无人操纵。 通过前方传感器自动检测地头的土埂，在设定的土坯处自 动停止，转动90度，再横向移动8条稻垄，再转动90度，继 续向相反方向进行作业。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别具一格，它会从不同土 壤的实际情况出发，适量施肥，它的准确计算合理的减少 了施肥的总量，降低了农业成本。由于施肥科学，使地下 水质得到改善。
2、现在已开发出的农业机器人
• 2.1.4 蘑菇采摘机器人 英国Silsoe研究所研制的蘑菇采摘机器人，
可自动测量蘑菇的位置、大小, 并选择性地采摘和 修剪。它的机械手由2个气动移动关节和1个步进电 机驱动的旋转关节组成，末端执行器是带有软衬垫 的吸引器,视觉传感器采用TV摄像头,安装在顶部用 来确定蘑菇的位置和大小。采摘成功率75%左右, 采摘速度6～7个/s。另一种机器人用CCD黑白摄像 机识别作业对象，识别率达84%，使用直角坐标机 械手进行采摘。为防止损伤蘑菇,执行器部分装有 衬垫，吸附后用捻的动作收获，收获率达60%，完 整率达57%。
2、现在已开发出的农业机器人
2.7 除草机器人
• 除草机器人采用了先进的计算机图像识 别技术，GPS系统，它的特点是利用图 像处理技术自动识别杂草，GPS接收器 作出杂草位置的坐标定位图，机械杆式 喷雾器根据杂草种类及数量自动进行除 草剂的喷洒。如果引入田间害虫图像的 数据库，还可根据害虫的种类、数量进 行农药的喷洒，可起到精确除害、保护 益虫、防止农药过量污染环境的作用。
2、现在已开发出的农业机器人
番茄收获机器人是用彩色摄像机作为视觉传感器 寻找和识别成熟果实。当果实被茎叶挡住要避开 茎叶,要求机械手活动范围大,故用7个自由度的工 业机器人末端执行器，其中五自由度垂直多关节 型机械臂和能够上下、前后移动的二自由度直动 关节，可以一边避让茎叶一边接近目标果实，植 株上方和植株下方的果实也能很好地采收。
1 农业机器人的基本情况
• （4）英国 • 英国西尔索研究所开发的采蘑菇机器
人装有录像机、红外线测距仪和视觉 分析软件，能够首先确定哪些蘑菇可 以采摘以及属于哪种等级，然后测出 其高度以便进行采摘。它每分钟能摘 蘑菇40个，比手工快两倍。
1 农业机器人的基本情况
• （5）法国 • 法国研制的分拣机器人能在潮湿肮脏
1 农业机器人的基本情况
• 1.3.2 国内发展状况
• 我国目前已开发出来的农业机器人有：耕耘 机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机 器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘 机器人等。我国已研制成功蔬菜嫁接机器人 并成功进行了试验性嫁接生产
2、现在已开发出的农业机器人
2.1 农产品自动采摘与收获机器人 • 2.1.1 番茄收获机器人
2、现在已开发出的农业机器人
1 农业机器人的基本情况
• 2）美国 • 美国的农业机器人技术发展也非常快。由于美国
自身科学技术发达，领土广阔，农业机械化程度 很高,其行走式农业机器人理论技术发展得非常成 熟。美国新荷兰农业机械公司投资250万美元发明 了一种多用途的自动化联合收割机器人，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。
2、现在已开发出的农业机器人
2.2 嫁接机器人
• 嫁接栽培是克服瓜菜连茬病害和低温障碍的有效途径 ，抗病、增产效果显著，被广泛用于黄瓜、西瓜、甜 瓜、茄子、西红柿栽培。嫁接机器人可大幅提高嫁接 速度，明显降低劳动强度,并提高嫁接成活率。中国农 业大学率先研制成功自动插接法、自动旋切贴合法嫁 接技术，实现了蔬菜幼苗嫁接的精确定位、快速抓取 、良好切削。操作者只需把砧木和穗木放到相应供苗 台上,机器人能完成砧木、穗木的取苗、切苗、接合等 嫁接过程的自动化作业,嫁接速度600棵/h，成功率95% 以上,促进了果蔬生产规模化、产业化
2、现在已开发出的农业机器人
2.6 挤奶机器人
• 1992年荷兰开发了挤奶机器人。根据计算机管理的乳头位 置信息,用超声波检测器自动找到牛的乳头位置,用计数型机 械手进行奶头清洗和挤奶等作业。英国Silsoe研究所开发的 挤奶机器人，装有用激光和摄像机视觉导向的气动“软”机 器人臂,用它放置吸奶杯并清洁和干燥挤奶部位,也可对奶牛 乳房的1/4部位进行挤奶。它可每天24h对40头奶牛进行监 控和挤扔,并自动对奶牛状态进行监控和数据收集，使奶牛 以更接近自然状态的生活周期进食、休息和产奶,最大限度 地减少人为干扰,从而提高挤奶效率并改善奶牛健康状况。 2004年12月2日,中国第1个挤奶机器人被安置在蒙牛澳亚示 范牧场。牧场挤奶示范区展示着机器人式、转盘式等现代 化挤奶平台,其中转盘式平台1次可同时为60头奶牛挤奶,是 目前我国最大的挤奶机。
1 农业机器人的基本情况
• 1.2 农业机器人的特点 • （1）作业对象的娇嫩性和不确定性 • （2）作业环境的非结构性 • （3）作业动作的复杂性 • （4）操作对象和价格的特殊性
1 农业机器人的基本情况
• 1.3 农业机器人的发展状况 • 1.3.1 国外 • （1）日本 • 日本是研究农业机器人最早的国家之一，日本的农业机器
2、现在已开发出的农业机器人
2.1.5 黄瓜采摘机器人
2、现在已开发出的农业机器人
• 日本N.Condo等人研制的6个自由度工业 机器人，利用摄像机，根据黄瓜比叶茎 对红外光的反射率高的原理来识别黄瓜 和叶茎。用剪断方法,先把黄瓜抓住，用 接触传感器找出柄后剪断，采摘速度16 个/s。由于黄瓜是长条形,受叶茎影响大 ，故采摘成功率较低，在60%左右。
பைடு நூலகம்
2、现在已开发出的农业机器人
2.1.6 茄子采摘机器人
• 日本国立蔬菜和茶叶研究所与岐阜大学联合研 制了茄子采摘机器人。该机器人系统由机器视 觉系统、机械手、末端执行器以及行走装置组 成，作业对象是温室中按照V形生长方式种植 的senryo-2号茄子。该机器人在实验室中进行 了试验，采摘成功率为62.5％，工作速度为 64.1个/s。影响成功率的主要原因是机器视觉 系统对采摘位置的判断不正确；同时，视觉系 统也占用了72％的工作时间。
2、现在已开发出的农业机器人
2.5 农产品分级机器人
• 机器人可完成农产品的分级,大幅提高分选的均一性,降低 产品破损率，提高生产率,降低生产成本,改善劳动条件。 日本在果蔬分拣系统及果蔬拣选机器人的研究开发和使 用方面居世界领先地位。英国研制的分拣机器人,采用光 电图像识别和提升分拣机械组合装置,把大的西红柿和小 的樱桃加以区别, 然后分拣装运。也能把土豆进行分类,且 不擦伤外皮。意大利UNITEC公司开发出一系列用于水果 及蔬菜采摘后进行体积、尺寸和颜色识别的专用分拣机, 能使径向尺寸小于40mm的水果分拣速度达到18个/s,大于 40mm的水果达12个/s。1995年美国研制成功的Merling高 速主频计算机视觉水果分级系统,生产率约为40t/h,已广泛 用于苹果、桔子、桃和西红柿等水果的分级。美国每年 有50%以上的苹果经过该设备处理。