农业机器人概况与发展

Байду номын сангаас
进入21世纪，Cho等研发出3 - 自由度机器 人用于收获莴苣,该机器人基于机器视觉和 模糊逻辑控制原理,包括3 - 自由度机械手、 末端执行器、莴苣传送带、吹送风机、机 器视觉装置、6个光电传感器以及模糊逻辑 控制器等部分。该机器人的收获成功率为 94. 12% ,平均收获周期为5 s/个。荷兰农业 与环境工程研究所研发出黄瓜收获机器人, 该机器人的最大优势是可以从不同方位对 某一特定黄瓜进行几次收获作业尝试,可提 高收获成功率。van Henten等利用该机器 人对温室黄瓜进行田间采摘试验,平均收获 成功率为74. 4% ,多数作业失败归因于末端 执行器对果茎的定位不准确。
1 实现功能、用途多样化
2 良好的适应性 3 操作简单化,价格低廉化 4 优化机械构件设计
农业机器人概况与发展
农业机械化水平是一个国家农业现代化水平的 重要标志,而农业机器人技术则更能反映一个国 家的农业机械化科技创新水平。随着国家不断 加大我国农业机械化发展扶持力度,农业机器人 也必将成为中国未来农业技术装备研发的重要 内容。
农业机器人是一种以完成农业生产任务 为主要目的、兼有人类四肢行动、部分 信息感知和可重复编程功能的柔性自动 化或半自动化设备，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，在提高农业生产 力，改变农业生产模式，解决劳动力不 足，实现农业的规模化、多样化、精准 化等方面显示出极大的优越性。
中国农业机器人的研发概况
中国的农业机器人研发起步晚、投资少、发展慢，与发达国 家相比差距还很大，目前还处于起步阶段。20世纪90年代中 期,国内才开始了农业机器人技术的研发。中国农业大学为中 国大陆农业机器人技术早期研发单位之一,研制出的自动嫁接 机器人已成功进行了试验性嫁接生产,可用于黄瓜、西瓜、甜 瓜等幼苗的嫁接,形成了具有自主知识产权的自动化嫁接技术。 随后南京农业大学、东北林业大学等其他高校和科研院所也 相继开展了相关研究,并且随着中国工业化、城镇化和现代化 的快速发展,中国农业机器人的研发范围亦在逐步扩大,目前 在耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、喷机器人、蔬菜 嫁接机器人、收割机器人、采摘机器人等方面有研发。此外, 东北林业大学研制出林木球果采摘机器人,它的应用有望缓解 我国的森林资源危机,改进我国的森林资源利式。
发达国家农业机器人的研发概况
发达国家对农业机器人的研制起步早、投资大、 发展快,这些国家农业规模化、多样化、精确 化和设施农业的快速发展,有效地促进了农业 机器人与其他智能化农业机械的发展。 自20世纪80年代开始，澳大利亚的剪羊毛机 器人,荷兰的挤奶机器人,法国的耕地和分拣机 器人,日本和韩国的插秧机器人,丹麦的农田除 草机器人,西班牙的采摘柑橘机器人,英国的采 蘑菇机器人。
农业机器人的类型
农业机器人种类繁多,按作业对象不同通常可分为以下4类: (1)可完成各种繁重体力劳动的农田机器人,如插秧、除草及 施肥、施药机器人等;
( 2)可实现蔬菜水果自动收获、分选、分级等工作的果蔬机 器人,如采摘苹果、采蘑菇、蔬菜嫁接机器人等;
(3)可替代人养牲畜、挤牛奶、剪羊毛等工作的畜牧机器人, 如牧羊、喂奶及挤奶机器人等;
农业机器人的关键技术
1.机器人智能化连续运动控制技术
2.目标随机位置准确感知和机械手准确定 位技术 3.机械手抓取力度和形态控制技术 4.复杂目标分类和智能控制技术
5.恶劣环境适应技术
当前农业机器人存在的主要问题
1.智能化水平不够完善，不能满足农业生产需
要
2.开发难度大，生产成本高
农业机器人研发要点
( 4)可代替人实现伐木、整枝、造林等工作的林木机器人,如 林木球果采集、伐根清理机器人等。
农业机器人的特点
• 1.作业对象的娇嫩和复杂性。
• 2.作业环境的易变性和难预测性。
• 3.使用对象和价格的特殊性。
国内外农业机器人研发概况
• 进入后工业化的发达国家，随着农业生产的 日趋工业化、规模化及精准化的不断发展， 农业机器人研发早已成为其科研的重点内容 之一，在育苗、移苗、嫁接、农产品收获等 方面得到诸多试验与应用。同时，机器人技 术的发展也有效促进了发达国家农业生产过 程的自动化、智能化和精准化发展。但目前 农业机器人在中国无论是研发还是应用还处 于起步阶段。