農(nóng)業(yè)機器人的應用與發(fā)展現(xiàn)狀(編輯修改稿)
2025-07-22 04:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 余自由度, 能避開障礙物, 有時終端握持器中間有壓力傳感器, 避免壓傷果實。在很多國家已經(jīng)廣泛投入使用的有番茄采摘機器人、黃瓜采摘機器人、葡萄采摘機器人、西瓜收獲機器人和柑橘采摘機器人等。(移植機器人)育苗機器人主要是用于蔬菜、花卉和苗木等種苗的移栽。它把種苗從插盤移栽到盆狀容器中, 以保證適當?shù)目臻g, 促進植物的扎根和生長, 便于裝卸和轉(zhuǎn)運?，F(xiàn)在研制出來的育苗機器人有兩條傳送帶: 一條用于傳送插盤, 另一條用于傳送盆狀容器。其他的主要部件是插入式拔苗器、杯狀容器傳送帶、插漏分選器和插入式栽培器。在許多情況下, 種子發(fā)芽率只有70% 左右, 而且發(fā)芽的苗也存在壞苗, 所以育苗機器人引入圖像識別技術(shù)進行判斷。經(jīng)過探測之后, 準確判別好苗、壞苗和缺苗, 指揮機械手把好苗準確移栽到預定位置上。育苗機器人大大減少了人工勞動, 提高了移栽操作質(zhì)量和工作效率。其他一些特殊的農(nóng)業(yè)機器人(如澳大利亞生產(chǎn)的剪羊毛機器人和荷蘭開發(fā)的擠奶機器人等)已經(jīng)投入生產(chǎn)中, 其技術(shù)已經(jīng)非常成熟。澳大利亞成功研制了剪羊毛機器人。首先將羊固定在可作三個軸心轉(zhuǎn)動的平臺上，然后將有關(guān)羊的參數(shù)輸入計算機，據(jù)此算出剪刀在剪羊毛時的最佳運動軌跡，然后用液壓傳動式剪刀剪下羊毛。由試驗結(jié)果表明，機器人要比熟練的剪毛工剪得快。1992年荷蘭科學家開發(fā)了擠奶機器人，根據(jù)計算機管理的乳頭位置信息，用超聲波檢測器自動找到牛的乳頭位置，用計數(shù)型機械手進行擠奶杯的裝置、奶頭清洗和擠奶等作業(yè)。1994年英國科學家研制了葡萄樹修剪機器人，根據(jù)以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的電腦模型法則，利用攝像機檢測樹枝，用帶剪刀的機械手修剪。農(nóng)業(yè)機器人的使用還沒有完全覆蓋整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域, 一些蔬菜類收獲機械(如白菜收獲、油菜收獲等)雖然已經(jīng)進入研究中, 但是并沒有完全實現(xiàn)自動化。同時, 并不是整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都適應機器人工作?？傊? 發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化與自動化, 改進現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備, 來促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展, 以提高我國國民經(jīng)濟水平, 是目前農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的主要方向和途徑。國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展狀況[1]日本是研究農(nóng)業(yè)機器人最早的國家之一，日本的農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展也最為成熟，這與日本自身島國的自然資源條件是分不開的。早在20世紀70年代后期，隨著工業(yè)機器人的發(fā)展，對農(nóng)業(yè)機器人的研究工作逐漸啟動，已研制出多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機器人，如嫁接機器人、育苗機器人、農(nóng)藥噴灑機器人、扦插機器人、施肥機器人、番茄采摘機器人、移栽機器人、黃瓜采摘機器人和葡萄采摘機器人等理論與應用都居世界前列。2O世紀9O年代以來，“精確農(nóng)業(yè)”技術(shù)的研究與應用在發(fā)達國家受到了普遍的重視，已被國際農(nóng)業(yè)科技界認為是21世紀實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的先導性技術(shù)之一。美國的農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展也非?？?。由于美國自身科學技術(shù)發(fā)達，領(lǐng)土廣闊，農(nóng)業(yè)機械化程度很高,其行走式農(nóng)業(yè)機器人理論技術(shù)發(fā)展得非常成熟。美國新荷蘭農(nóng)業(yè)機械公司投資250萬美元發(fā)明了一種多用途的自動化聯(lián)合收割機器人，很適合在美國一些專屬農(nóng)墾區(qū)的大片規(guī)劃整齊的農(nóng)田里收割莊稼[6]。西班牙發(fā)明的采摘柑橘機器人由一臺裝有計算機的拖拉機、一套光學視覺系統(tǒng)和一個機械手組成，能夠從桔子的顏色、大小和開關(guān)判斷出是否成熟并決定能不能夠采摘。它每分鐘摘柑桔60個，是人工采摘的7倍[7]。另外，采摘柑桔機器人能夠依靠裝有視頻箱的機械手對當即采摘下來的柑桔按大小進行分類。英國西爾索研究所開發(fā)的采蘑菇機器人裝有錄像機、紅外線測距儀和視覺分析軟件，能夠首先確定哪些蘑菇可以采摘以及屬于哪種等級，然后測出其高度以便進行采摘。它每分鐘能摘蘑菇40個，比手工快兩倍[8]。
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