農業機器人
編輯農業機器人是機器人部署用于農業用途。如今,機器人在農業中的主要應用領域是收獲階段。機器人或無人機在農業中的新興應用包括雜草控制、云播種、播種、收獲、環境監測和土壤分析。
一般情況下
編輯采摘水果機器人,無人駕駛拖拉機/噴霧器和剪羊毛機器人旨在替代人工。在大多數情況下,在開始任務之前必須考慮很多因素(例如,要采摘的水果的大小和顏色)。機器人可以用于其他園藝任務,例如修剪、除草、噴灑和監測。機器人也可用于牲畜應用(畜禽機器人),例如自動擠奶、清洗和cast割。這類機器人對農業具有許多好處,包括提高新鮮農產品的質量,降低生產成本以及減少人工需求。它們還可以用于自動化手動任務,例如雜草或蕨菜噴灑,在這種情況下,使用拖拉機和其他載人車輛對操作員來說太危險。
農業機器人的設計
編輯末端執行器
農業機器人中的末端執行器是位于機械臂末端的設備,用于各種農業操作。已經開發了幾種不同類型的末端執行器。在日本的涉及葡萄的農業生產中,末端執行器用于收獲、漿果稀疏、噴霧和裝袋。每個任務都是根據任務的性質以及目標水果的形狀和大小設計的。例如,用于收獲的末端執行器的設計旨在抓緊、切割和推動葡萄串。
漿果稀疏是對葡萄進行??的另一種操作,用于提高葡萄的市場價值,增加葡萄的大小和促進成束過程。對于漿果稀疏、末端執行器由上部、中部和下部組成。上部有兩個板和一個可以打開和關閉的橡膠。這兩個板將葡萄壓縮,以切斷rachis樹枝并提取葡萄串。中間部分包含一個針板,一個壓縮彈簧和另一個在表面上分布有孔的板。當兩個板壓縮時,針刺穿葡萄的孔。接下來,下部具有切割裝置,該切割裝置可以切割束以使其長度標準化。
對于噴涂,末端執行器由連接到操縱器的噴嘴組成。在實踐中,生產商希望確保化學液體均勻地分布在一堆中。因此,該設計通過使噴嘴以恒定速度移動同時與目標保持距離來實現化學品的均勻分配。
葡萄生產的最后一步是套袋過程。套袋末端執行器設計有袋式進料器和兩個機械手指。在裝袋過程中,袋子進料器由狹縫組成,這些狹縫以上下運動的方式連續地將袋子供應到手指。在將袋子輸送到手指時,位于袋子上端的兩個板簧將袋子保持打開狀態。這些袋子的生產是為了把葡萄串成一束。套袋過程完成后,手指張開并放開袋子。這將關閉板簧,從而密封袋并防止其再次打開。
夾爪
該夾持器是用于收獲目標作物的把持裝置。夾具的設計基于簡單性,低成本和有效性。因此,設計通常由兩個機械手指組成,它們在執行任務時可以同步移動。設計的細節取決于正在執行的任務。例如,在需要切割植物以進行收割的過程中,紙器配備了鋒利的刀片。
機械手
該機器人允許抓取器和末端執行器來瀏覽通過他們的環境。機械手由四桿平行連桿組成,可保持抓爪的位置和高度。該機械手還可以利用一個,兩個或三個氣動執行器。氣動?執行器是通過將壓縮空氣轉化為能量而產生線性和旋轉運動的電動機。氣動執行器因其高功率重量比而成為農業機器人最有效的執行器。機械手最經濟高效的設計是單執行器配置,但這是最不靈活的選擇。
農業機器人的發展
編輯農業機器人技術的最早發展可以追溯到1920年代,有關將自動車輛引導納入農業的研究初具規模。這項研究導致了1950年代到60年代的自動駕駛農業車輛的進步。然而,這個概念并不完美,因為車輛仍需要電纜系統來引導其行駛。隨著其他部門的技術也開始發展,農業機器人繼續發展。直到1980年代,隨著計算機的發展,機器視覺引導才成為可能。
盡管機器人已經在室內工業環境中使用了數十年,但用于農業的室外機器人卻被認為更加復雜且難以開發。這是由于對安全性的關注,也是由于受不同環境因素和不可預測性影響的農作物采摘的復雜性。
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