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 。
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• 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。
农业机器人
2020/7/31
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。
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
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
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。
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。
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• （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。
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。
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• （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。
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• （5）法国 • 法国研制的分拣机器人能在潮湿肮脏
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• 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
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。