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工業(yè)機(jī)器人在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用探析.pdf

  • 資源ID:16998       資源大?。?span id="k3y27nw" class="font-tahoma">1.45MB        全文頁(yè)數(shù):4頁(yè)
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工業(yè)機(jī)器人在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用探析.pdf

現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 科 技 2 0 2 4 年 第 1 8 期 農(nóng) 業(yè) 裝 備 智 慧 農(nóng) 業(yè) 工 業(yè) 機(jī) 器 人 在 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 中 的 應(yīng) 用 探 析 韓 周 1 李 海 東 1 王 岳 東 1 楊 玉 蓉 1 李 杰 2 1 紅 河 哈 尼 族 彝 族 自 治 州 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 研 究 所 云 南 蒙 自 6 6 1 1 0 0 2 紅 河 學(xué) 院 生 物 科 學(xué) 與 農(nóng) 學(xué) 學(xué) 院 云 南 蒙 自 6 6 1 1 9 9 摘 要 工 業(yè) 機(jī) 器 人 因 其 智 能 化 柔 性 程 度 高 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 為 提 升 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 自 動(dòng) 化 智 能 化 集 約 化 水 平 破 解 制 約 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 瓶 頸 加 快 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 速 度 提 出 將 工 業(yè) 機(jī) 器 人 引 入 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 將 工 業(yè) 機(jī) 器 人 應(yīng) 用 于 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 可 充 分 利 用 溫 室 空 間 且 其 作 業(yè) 對(duì) 象 多 樣 化 適 應(yīng) 多 種 農(nóng) 藝 要 求 有 助 于 解 放 勞 動(dòng) 力 提 升 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 效 率 助 力 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 智 能 化 發(fā) 展 關(guān) 鍵 詞 工 業(yè) 機(jī) 器 人 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 應(yīng) 用 優(yōu) 勢(shì) 作 業(yè) 項(xiàng) 目 中 圖 分 類(lèi) 號(hào) T P 2 4 2 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 A 文 章 編 號(hào) 1 0 0 7 5 7 3 9 2 0 2 4 1 8 0 1 6 4 0 3 D O I 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 5 7 3 9 2 0 2 4 1 8 0 4 1 開(kāi) 放 科 學(xué) 資 源 服 務(wù) 標(biāo) 識(shí) 碼 O S I D 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 是 綜 合 利 用 生 物 技 術(shù) 環(huán) 境 工 程 保 護(hù) 設(shè) 施 以 及 現(xiàn) 代 管 理 技 術(shù) 的 新 型 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 方 式 可 以 充 分 利 用 土 地 資 源 水 資 源 可 為 農(nóng) 民 帶 來(lái) 可 觀 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 1 但 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 搭 建 溫 室 的 成 本 高 配 備 相 關(guān) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī) 械 的 難 度 大 成 本 高 溫 室 自 動(dòng) 化 智 能 化 程 度 比 較 低 此 外 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 的 設(shè) 計(jì) 與 運(yùn) 用 受 空 間 大 小 作 物 種 類(lèi) 農(nóng) 藝 要 求 等 多 方 面 因 素 限 制 發(fā) 展 速 度 較 慢 2 工 業(yè) 機(jī) 器 人 在 工 業(yè) 領(lǐng) 域 已 經(jīng) 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 可 將 其 引 入 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 助 力 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 向 集 約 化 智 能 化 方 向 發(fā) 展 1 工 業(yè) 機(jī) 器 人 在 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 中 的 應(yīng) 用 優(yōu) 勢(shì) 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 發(fā) 展 受 溫 室 內(nèi) 部 空 間 農(nóng) 藝 要 求 溫 室 結(jié) 構(gòu) 等 方 面 因 素 的 限 制 溫 室 內(nèi) 部 空 間 有 限 大 型 農(nóng) 機(jī) 不 易 進(jìn) 入 且 進(jìn) 入 后 作 業(yè) 空 間 小 掉 頭 難 小 型 農(nóng) 機(jī) 雖 然 體 積 小 但 是 功 能 單 一 工 作 效 率 低 對(duì) 人 工 的 消 耗 較 大 此 外 農(nóng) 機(jī) 在 溫 室 內(nèi) 排 放 的 廢 氣 對(duì) 溫 室 環(huán) 境 有 較 大 影 響 易 破 壞 植 物 的 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 且 溫 室 內(nèi) 架 設(shè) 的 管 路 和 立 柱 支 架 等 也 限 制 了 農(nóng) 機(jī) 的 使 用 溫 室 內(nèi) 種 植 作 物 多 樣 化 農(nóng) 藝 要 求 不 同 需 要 配 套 多 種 農(nóng) 機(jī) 具 否 則 需 要 大 量 的 人 工 作 業(yè) 增 加 生 產(chǎn) 成 本 溫 室 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 很 多 蔬 菜 和 花 卉 需 要 搭 架 生 長(zhǎng) 或 是 挖 掘 收 獲 將 溫 室 空 間 碎 片 化 機(jī) 械 作 業(yè) 受 限 目 前 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 仍 然 依 靠 人 力 勞 動(dòng) 溫 室 溫 度 高 空 間 狹 窄 為 搶 農(nóng) 時(shí) 需 要 長(zhǎng) 時(shí) 間 在 溫 室 內(nèi) 勞 作 工 作 強(qiáng) 度 大 且 勞 動(dòng) 效 率 相 對(duì) 較 低 不 利 于 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 工 業(yè) 機(jī) 器 人 具 有 智 能 化 精 度 高 柔 性 度 高 零 排 放 和 電 力 驅(qū) 動(dòng) 的 特 點(diǎn) 已 經(jīng) 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 領(lǐng) 域 廣 泛 運(yùn) 用 現(xiàn) 階 段 廣 泛 運(yùn) 用 的 工 業(yè) 機(jī) 器 人 型 號(hào) 主 要 為 四 軸 六 軸 機(jī) 器 人 經(jīng) 過(guò) 合 理 的 規(guī) 劃 設(shè) 計(jì) 可 以 實(shí) 現(xiàn) 設(shè) 施 種 植 全 周 期 作 業(yè) 機(jī) 器 人 運(yùn) 用 到 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 具 有 以 下 優(yōu) 點(diǎn) 一 是 可 以 實(shí) 現(xiàn) 農(nóng) 作 物 全 生 長(zhǎng) 周 期 機(jī) 械 作 業(yè) 從 播 種 到 收 獲 甚 至 包 裝 出 庫(kù) 都 可 以 依 靠 機(jī) 器 人 完 成 前 提 是 機(jī) 器 人 選 型 正 確 負(fù) 載 能 力 足 夠 運(yùn) 動(dòng) 范 圍 滿(mǎn) 足 工 況 需 求 周 邊 配 套 規(guī) 劃 合 理 二 是 可 替 代 其 他 專(zhuān) 項(xiàng) 農(nóng) 機(jī) 具 機(jī) 器 人 具 有 多 軸 可 達(dá) 性 大 大 提 高 伺 服 電 機(jī) 定 位 精 準(zhǔn) 可 與 周 邊 設(shè) 備 進(jìn) 行 信 號(hào) 交 互 實(shí) 現(xiàn) 聯(lián) 動(dòng) 通 過(guò) 配 備 不 同 的 末 端 執(zhí) 行 件 機(jī) 器 人 可 執(zhí) 行 多 種 不 同 作 業(yè) 三 是 機(jī) 器 人 的 防 護(hù) 等 級(jí) 極 高 溫 室 環(huán) 境 與 工 廠 生 產(chǎn) 環(huán) 節(jié) 相 比 更 干 凈 沒(méi) 有 粉 塵 油 液 鐵 屑 高 溫 等 因 素 機(jī) 器 人 的 使 用 壽 命 可 以 更 長(zhǎng) 維 護(hù) 成 本 更 低 因 為 工 況 良 好 所 以 周 邊 配 套 設(shè) 備 如 管 線 包 導(dǎo) 軌 齒 輪 拖 鏈 氣 管 線 管 等 可 以 選 擇 質(zhì) 量 中 等 防 護(hù) 等 級(jí) 較 低 的 產(chǎn) 品 這 樣 可 以 降 低 成 本 有 利 于 機(jī) 器 人 在 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 的 推 廣 2 工 業(yè) 機(jī) 器 人 在 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 中 的 應(yīng) 用 2 1 工 業(yè) 機(jī) 器 人 工 作 原 理 可 以 根 據(jù) 種 植 作 物 高 度 設(shè) 置 種 植 層 數(shù) 在 兩 個(gè) 種 第 一 作 者 韓 周 1 9 7 6 男 農(nóng) 業(yè) 推 廣 碩 士 高 級(jí) 工 程 師 從 事 農(nóng) 機(jī) 新 機(jī) 具 新 技 術(shù) 的 推 廣 試 驗(yàn) 示 范 及 小 型 農(nóng) 機(jī) 具 研 制 開(kāi) 發(fā) 工 作 E m a i l 5 1 0 9 4 9 1 3 4 q q c o m 通 信 作 者 E m a i l g s a u 2 3 1 2 6 c o m 收 稿 日 期 2 0 2 4 0 1 1 0 1 6 4植 架 之 間 鋪 設(shè) 導(dǎo) 軌 導(dǎo) 軌 的 兩 端 設(shè) 置 行 程 開(kāi) 關(guān) 導(dǎo) 軌 上 有 機(jī) 器 人 平 臺(tái) 平 臺(tái) 通 過(guò) 伺 服 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 導(dǎo) 軌 上 有 齒 條 與 平 臺(tái) 上 的 齒 輪 嚙 合 傳 動(dòng) 從 而 實(shí) 現(xiàn) 平 臺(tái) 的 移 動(dòng) 并 帶 動(dòng) 機(jī) 器 人 移 動(dòng) 導(dǎo) 軌 長(zhǎng) 度 可 以 根 據(jù) 種 植 架 長(zhǎng) 度 進(jìn) 行 拼 接 機(jī) 器 人 可 以 在 兩 個(gè) 種 植 架 之 間 進(jìn) 行 作 業(yè) 圖 1 選 擇 機(jī) 器 人 時(shí) 應(yīng) 根 據(jù) 種 植 層 數(shù) 作 物 果 實(shí) 重 量 進(jìn) 行 選 擇 主 要 目 的 是 使 機(jī) 器 人 能 夠 到 達(dá) 所 有 的 種 植 區(qū) 域 進(jìn) 行 作 業(yè) 可 以 負(fù) 載 較 大 的 農(nóng) 作 物 果 實(shí) 一 般 要 留 有 一 定 的 選 擇 余 量 在 機(jī) 器 人 運(yùn) 動(dòng) 范 圍 上 要 留 有 一 個(gè) 末 端 法 蘭 直 徑 的 余 量 重 量 方 面 則 需 要 留 有 額 定 負(fù) 載 2 0 的 余 量 確 保 機(jī) 器 人 作 業(yè) 順 暢 保 障 較 長(zhǎng) 的 使 用 壽 命 機(jī) 器 人 在 負(fù) 載 量 接 近 額 定 負(fù) 載 時(shí) 作 業(yè) 時(shí) 末 端 執(zhí) 行 件 會(huì) 出 現(xiàn) 抖 動(dòng) 現(xiàn) 象 影 響 作 業(yè) 效 果 2 2 工 業(yè) 機(jī) 器 人 的 作 業(yè) 項(xiàng) 目 2 2 1 播 種 機(jī) 器 人 攜 帶 特 定 工 具 能 夠 實(shí) 現(xiàn) 作 物 的 播 種 作 業(yè) 配 套 相 應(yīng) 的 播 種 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 可 適 應(yīng) 不 同 外 形 不 同 質(zhì) 地 的 種 子 以 種 植 大 豆 綠 豆 等 圓 球 形 作 物 為 例 機(jī) 器 人 可 以 攜 帶 小 吸 盤(pán) 和 氣 缸 小 直 徑 吸 盤(pán) 吸 取 種 子 將 種 子 投 放 到 種 床 上 然 后 旋 轉(zhuǎn) 法 蘭 氣 缸 頂 出 將 種 子 壓 入 基 質(zhì) 或 土 壤 機(jī) 器 人 可 配 合 導(dǎo) 軌 使 用 用 伺 服 電 機(jī) 拖 動(dòng) 向 前 導(dǎo) 軌 安 裝 編 碼 器 根 據(jù) 農(nóng) 藝 要 求 設(shè) 置 機(jī) 器 人 前 進(jìn) 距 離 和 氣 缸 頂 入 土 壤 深 度 播 種 時(shí) 可 以 采 用 立 體 化 種 植 如 果 作 物 株 高 為 7 0 8 0 c m 則 可 以 設(shè) 置 兩 層 種 植 基 質(zhì) 導(dǎo) 軌 可 以 安 裝 在 空 中 離 地 高 度 要 在 機(jī) 器 人 運(yùn) 動(dòng) 范 圍 內(nèi) 保 證 機(jī) 器 人 能 夠 兼 顧 兩 層 種 植 區(qū) 2 2 2 移 栽 傳 統(tǒng) 移 栽 方 法 一 般 依 靠 人 工 和 機(jī) 具 其 中 人 工 移 栽 多 采 用 整 缽 移 栽 需 要 剝 掉 營(yíng) 養(yǎng) 缽 耗 時(shí) 耗 力 機(jī) 具 移 栽 實(shí) 現(xiàn) 難 度 大 可 靠 度 低 機(jī) 器 人 攜 帶 柔 性 的 末 端 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 可 以 精 準(zhǔn) 夾 持 幼 苗 進(jìn) 行 移 栽 一 些 中 藥 材 的 移 栽 需 要 識(shí) 別 末 端 和 上 端 如 三 七 籽 條 機(jī) 器 人 通 過(guò) 視 覺(jué) 傳 感 器 能 夠 精 準(zhǔn) 識(shí) 別 幼 苗 姿 態(tài) 即 使 幼 苗 有 堆 疊 也 可 以 精 準(zhǔn) 識(shí) 別 每 株 幼 苗 的 姿 態(tài) 以 正 確 的 姿 勢(shì) 進(jìn) 行 抓 取 2 2 3 施 肥 目 前 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 一 般 采 用 履 帶 式 拖 拉 機(jī) 移 動(dòng) 小 車(chē) 等 施 肥 成 本 高 效 率 低 通 過(guò) 性 差 3 機(jī) 器 人 則 可 較 好 地 完 成 施 肥 作 業(yè) 如 果 是 顆 粒 肥 或 綠 色 肥 料 可 制 造 合 適 的 工 具 如 勺 狀 工 具 安 裝 在 機(jī) 器 人 法 蘭 上 再 將 肥 料 筐 置 于 導(dǎo) 軌 上 與 機(jī) 器 人 同 步 運(yùn) 動(dòng) 設(shè) 定 機(jī) 器 人 每 次 取 肥 的 進(jìn) 給 深 度 保 障 每 次 取 肥 量 一 致 即 可 實(shí) 現(xiàn) 精 準(zhǔn) 定 位 精 準(zhǔn) 定 量 施 肥 如 果 是 液 體 肥 料 則 可 直 接 攜 帶 橡 膠 管 和 噴 嘴 配 合 電 磁 閥 實(shí) 現(xiàn) 開(kāi) 關(guān) 機(jī) 器 人 移 動(dòng) 到 植 株 位 置 后 將 噴 嘴 深 入 到 植 株 根 部 電 磁 閥 打 開(kāi) 肥 料 噴 出 施 肥 量 可 以 精 準(zhǔn) 控 制 達(dá) 到 設(shè) 定 的 施 肥 量 后 電 磁 閥 關(guān) 閉 機(jī) 器 人 收 回 噴 嘴 向 前 移 動(dòng) 到 下 一 個(gè) 植 株 2 2 4 授 粉 部 分 蔬 菜 需 要 在 花 期 進(jìn) 行 授 粉 戶(hù) 外 自 然 環(huán) 境 下 可 以 通 過(guò) 風(fēng) 或 蜜 蜂 進(jìn) 行 授 粉 但 是 溫 室 環(huán) 境 內(nèi) 需 要 人 工 授 粉 部 分 花 期 較 長(zhǎng) 的 作 物 在 一 段 周 期 內(nèi) 每 天 都 要 進(jìn) 行 授 粉 費(fèi) 工 費(fèi) 時(shí) 如 果 其 他 蔬 菜 需 要 搶 成 熟 期 上 市 則 會(huì) 因 勞 動(dòng) 力 短 缺 而 無(wú) 法 及 時(shí) 授 粉 或 者 無(wú) 法 及 時(shí) 搶 期 收 獲 造 成 經(jīng) 濟(jì) 損 失 機(jī) 器 人 可 以 攜 帶 授 粉 工 具 和 視 覺(jué) 傳 感 器 能 識(shí) 別 雌 花 和 雄 花 然 后 進(jìn) 行 授 粉 2 2 5 收 獲 一 些 蔬 菜 類(lèi) 作 物 的 成 熟 期 不 固 定 如 辣 椒 番 茄 的 成 熟 期 較 長(zhǎng) 其 間 成 熟 和 未 成 熟 果 實(shí) 混 雜 生 長(zhǎng) 需 要 人 工 每 天 選 擇 性 采 摘 耗 費(fèi) 人 力 機(jī) 器 人 可 以 攜 帶 視 覺(jué) 傳 感 器 識(shí) 別 青 色 與 紅 色 采 摘 已 經(jīng) 成 熟 變 紅 的 果 實(shí) 且 不 會(huì) 誤 采 機(jī) 器 人 有 四 軸 或 六 軸 協(xié) 作 具 有 較 高 的 柔 性 具 圖 1 機(jī) 器 人 與 溫 室 種 植 架 安 裝 放 置 韓 周 等 工 業(yè) 機(jī) 器 人 在 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 中 的 應(yīng) 用 探 析 1 6 5現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 科 技 2 0 2 4 年 第 1 8 期 農(nóng) 業(yè) 裝 備 智 慧 農(nóng) 業(yè) 備 良 好 的 避 障 作 業(yè) 能 力 在 采 摘 成 熟 果 實(shí) 時(shí) 不 碰 觸 花 朵 或 未 成 熟 果 實(shí) 可 以 保 護(hù) 作 物 植 株 不 受 損 傷 保 障 作 物 產(chǎn) 量 對(duì) 于 一 些 收 獲 時(shí) 有 明 確 尺 寸 規(guī) 定 且 成 熟 果 實(shí) 與 未 成 熟 果 實(shí) 無(wú) 明 顯 顏 色 區(qū) 分 的 作 物 機(jī) 器 人 可 以 通 過(guò) 二 維 激 光 視 覺(jué) 傳 感 器 識(shí) 別 作 物 果 實(shí) 的 具 體 尺 寸 按 照 系 統(tǒng) 設(shè) 定 的 尺 寸 進(jìn) 行 采 摘 2 2 6 裝 箱 機(jī) 器 人 在 導(dǎo) 軌 上 移 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 時(shí) 可 將 機(jī) 器 人 平 臺(tái) 尺 寸 做 大 在 平 臺(tái) 上 放 置 收 集 筐 或 者 包 裝 箱 機(jī) 器 人 將 采 摘 的 農(nóng) 作 物 直 接 放 入 收 集 筐 或 者 包 裝 箱 這 種 同 平 臺(tái) 操 作 方 式 僅 需 要 一 個(gè) 伺 服 電 機(jī) 成 本 較 低 但 是 要 考 慮 到 機(jī) 器 人 移 動(dòng) 的 平 穩(wěn) 性 和 伺 服 電 機(jī) 的 功 率 單 電 機(jī) 承 載 能 力 有 限 可 以 單 獨(dú) 制 造 一 個(gè) 移 動(dòng) 平 臺(tái) 跟 隨 機(jī) 器 人 移 動(dòng) 兩 個(gè) 獨(dú) 立 的 平 臺(tái) 需 要 兩 個(gè) 伺 服 電 機(jī) 進(jìn) 行 驅(qū) 動(dòng) 且 需 要 設(shè) 計(jì) 專(zhuān) 門(mén) 的 控 制 電 路 將 兩 個(gè) 移 動(dòng) 平 臺(tái) 信 號(hào) 交 互 雖 然 成 本 高 但 是 承 載 能 力 大 適 用 于 距 離 較 長(zhǎng) 的 溫 室 單 次 作 業(yè) 能 力 強(qiáng) 2 2 7 生 長(zhǎng) 情 況 精 準(zhǔn) 檢 測(cè) 除 植 物 本 身 生 長(zhǎng) 所 需 的 作 業(yè) 項(xiàng) 目 外 植 物 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 的 檢 測(cè) 也 非 常 重 要 傳 統(tǒng) 的 溫 室 環(huán) 境 監(jiān) 測(cè) 依 靠 安 裝 于 固 定 位 置 的 傳 感 器 監(jiān) 測(cè) 區(qū) 域 固 定 且 面 積 小 如 果 需 要 監(jiān) 測(cè) 多 個(gè) 區(qū) 域 就 必 須 安 裝 多 個(gè) 傳 感 器 成 本 高 且 無(wú) 法 監(jiān) 測(cè) 農(nóng) 作 物 密 集 種 植 區(qū) 域 需 要 人 工 攜 帶 傳 感 器 進(jìn) 行 測(cè) 量 不 僅 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 而 且 容 易 破 壞 農(nóng) 作 物 影 響 監(jiān) 測(cè) 穩(wěn) 定 性 人 工 重 復(fù) 定 位 精 度 差 如 果 使 用 機(jī) 器 人 攜 帶 傳 感 器 進(jìn) 行 監(jiān) 測(cè) 則 可 以 通 過(guò) 離 線 編 程 或 者 示 教 盤(pán) 進(jìn) 行 編 程 機(jī) 器 人 能 夠 進(jìn) 入 任 何 生 長(zhǎng) 區(qū) 域 采 集 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 的 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 并 且 具 有 高 精 度 重 復(fù) 采 集 數(shù) 據(jù) 的 能 力 只 需 要 一 個(gè) 傳 感 器 就 能 夠 完 成 多 個(gè) 點(diǎn) 位 的 監(jiān) 測(cè) 機(jī) 器 人 可 以 全 方 位 監(jiān) 測(cè) 種 植 區(qū) 域 的 生 態(tài) 參 數(shù) 包 括 水 分 溫 度 C O 2 濃 度 各 種 元 素 含 量 等 靶 向 施 肥 或 者 澆 水 能 夠 節(jié) 約 肥 料 和 水 資 源 提 升 作 物 產(chǎn) 量 4 將 傳 感 器 與 機(jī) 器 人 以 及 各 種 控 制 元 件 如 電 磁 閥 以 及 水 肥 加 溫 管 道 等 進(jìn) 行 整 合 機(jī) 器 人 能 夠 全 方 位 移 動(dòng) 監(jiān) 測(cè) 溫 室 生 態(tài) 環(huán) 境 根 據(jù) 監(jiān) 測(cè) 結(jié) 果 自 主 調(diào) 節(jié) 控 制 元 件 進(jìn) 行 水 肥 溫 度 等 補(bǔ) 給 作 業(yè) 實(shí) 現(xiàn) 完 全 自 動(dòng) 化 2 2 8 成 品 碼 垛 碼 垛 作 業(yè) 不 需 要 較 高 的 精 度 機(jī) 器 人 很 容 易 就 可 以 完 成 重 復(fù) 碼 垛 作 業(yè) 農(nóng) 作 物 裝 箱 完 成 后 被 集 中 輸 送 到 一 處 當(dāng) 需 要 裝 車(chē) 運(yùn) 輸 時(shí) 如 果 采 用 人 工 搬 運(yùn) 裝 車(chē) 不 僅 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 而 且 容 易 造 成 農(nóng) 作 物 碰 撞 摔 壞 導(dǎo) 致 不 必 要 的 經(jīng) 濟(jì) 損 失 機(jī) 器 人 重 復(fù) 定 位 精 度 高 能 夠 實(shí) 現(xiàn) 毫 米 級(jí) 的 抓 取 搬 運(yùn) 碼 垛 可 將 碰 撞 降 低 到 最 低 程 度 如 果 使 用 吸 盤(pán) 吸 取 水 果 蔬 菜 包 裝 紙 箱 不 采 用 機(jī) 械 抓 取 方 式 農(nóng) 作 物 受 擠 壓 和 碰 撞 的 概 率 更 低 機(jī) 器 人 碼 垛 效 率 高 適 用 于 包 裝 規(guī) 則 的 紙 箱 包 裝 袋 木 箱 和 塑 料 箱 2 2 9 其 他 功 能 其 他 功 能 可 根 據(jù) 需 求 進(jìn) 行 開(kāi) 發(fā) 比 如 產(chǎn) 品 的 檢 測(cè) 病 蟲(chóng) 害 的 監(jiān) 測(cè) 與 清 理 雜 草 清 除 等 也 可 以 輔 助 進(jìn) 行 農(nóng) 藥 殘 留 檢 測(cè) 新 品 種 研 發(fā) 無(wú) 菌 操 作 等 此 外 工 業(yè) 機(jī) 器 人 還 可 以 用 于 設(shè) 施 養(yǎng) 殖 業(yè) 可 以 利 用 機(jī) 器 人 進(jìn) 行 自 動(dòng) 投 料 自 動(dòng) 清 掃 生 長(zhǎng) 情 況 監(jiān) 測(cè) 溫 濕 度 監(jiān) 測(cè) 疫 苗 注 射 屠 宰 等 工 業(yè) 機(jī) 器 人 在 農(nóng) 業(yè) 方 面 的 運(yùn) 用 尚 處 于 起 步 階 段 經(jīng) 過(guò) 一 段 時(shí) 間 的 發(fā) 展 與 實(shí) 踐 必 將 助 力 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 朝 著 智 能 化 集約 化和 去人 工化 方向 發(fā)展 3 安 全 防 護(hù) 問(wèn) 題 機(jī) 器 人 運(yùn) 作 時(shí) 為 確 保 安 全 需 要 人 機(jī) 隔 離 如 果 采 用 可 協(xié) 作 型 機(jī) 器 人 則 不 需 要 考 慮 安 全 方 面 的 問(wèn) 題 可 在 種 植 區(qū) 域 的 分 界 處 設(shè) 置 黃 色 或 紅 色 安 全 圍 欄 起 到 安 全 警 示 作 用 在 圍 欄 上 設(shè) 置 安 裝 安 全 光 柵 的 活 動(dòng) 門(mén) 當(dāng) 安 全 光 柵 監(jiān) 測(cè) 到 門(mén) 開(kāi) 后 立 即 將 機(jī) 器 人 斷 電 關(guān) 門(mén) 后 機(jī) 器 人 才 會(huì) 繼 續(xù) 作 業(yè) 機(jī) 器 人 的 防 護(hù) 等 級(jí) 一 般 較 高 溫 室 環(huán) 境 不 會(huì) 對(duì) 機(jī) 器 人 造 成 精 度 和 安 全 方 面 的 影 響 4 結(jié) 束 語(yǔ) 機(jī) 器 人 的 運(yùn) 用 使 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 更 具 有 發(fā) 展 潛 力 可 以 實(shí) 現(xiàn) 全 周 期 無(wú) 人 化 操 作 機(jī) 器 人 柔 性 度 高 可 在 溫 室 內(nèi) 隨 意 移 動(dòng) 作 業(yè) 能 夠 發(fā) 展 多 層 種 植 模 式 最 大 限 度 利 用 溫 室 空 間 提 升 產(chǎn) 量 增 加 經(jīng) 濟(jì) 收 益 機(jī) 器 人 可 以 完 成 多 項(xiàng) 作 業(yè) 可 覆 蓋 種 植 植 保 收 獲 等 環(huán) 節(jié) 避 免 了 專(zhuān) 用 機(jī) 械 的 重 復(fù) 開(kāi) 發(fā) 和 重 復(fù) 購(gòu) 入 降 低 使 用 和 維 護(hù) 成 本 也 可 降 低 人 力 需 求 5 機(jī) 器 人 較 之 某 些 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 而 言 成 本 方 面 具 有 一 定 優(yōu) 勢(shì) 有 些 專(zhuān) 業(yè) 農(nóng) 機(jī) 具 售 價(jià) 幾 十 萬(wàn) 元 甚 至 上 百 萬(wàn) 元 并 且 需 要 多 種 農(nóng) 機(jī) 具 購(gòu) 入 與 維 修 成 本 較 高 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 所 用 機(jī) 器 人 僅 需 機(jī) 器 人 單 體 導(dǎo) 軌 及 周 邊 設(shè) 施 即 可 因 為 工 作 環(huán) 境 比 工 廠 環(huán) 境 好 所 以 在 周 邊 配 套 設(shè) 施 方 面 不 需 要 選 擇 價(jià) 格 較 為 昂 貴 的 進(jìn) 口 產(chǎn) 品 可 選 下 轉(zhuǎn) 第 1 7 0 頁(yè) 1 6 6現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 科 技 2 0 2 4 年 第 1 8 期 農(nóng) 業(yè) 裝 備 智 慧 農(nóng) 業(yè) 3 4 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 上 傳 樹(shù) 木 防 蟲(chóng) 膠 帶 自 動(dòng) 纏 繞 裝 置 采 用 E S P 3 2 作 為 系 統(tǒng) 的 主 控 制 器 配 合 激 光 測(cè) 距 傳 感 器 溫 濕 度 傳 感 器 攝 像 頭 G P S 紅 外 傳 感 器 舵 機(jī) 4 G 云 平 臺(tái) 模 塊 O L E D 顯 示 屏 可 以 把 各 傳 感 器 的 數(shù) 據(jù) 直 觀 地 顯 示 到 串 口 屏 上 采 用 有 人 云 物 聯(lián) 網(wǎng) 平 臺(tái) 可 將 樹(shù) 木 溫 濕 度 地 理 位 置 樹(shù) 木 半 徑 生 長(zhǎng) 速 率 等 數(shù) 據(jù) 上 傳 到 云 端 并 對(duì) 傳 感 器 監(jiān) 測(cè) 的 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 存 儲(chǔ) 管 理 分 析 等 基 于 這 些 數(shù) 據(jù) 可 以 進(jìn) 行 優(yōu) 化 改 進(jìn) 提 升 裝 置 的 可 靠 性 效 率 和 節(jié) 能 性 同 時(shí) 通 過(guò) 物 聯(lián) 網(wǎng) 技 術(shù) 可 以 建 立 故 障 預(yù) 警 系 統(tǒng) 報(bào) 警 程 序 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 包 括 語(yǔ) 音 程 序 顯 示 程 序 和 指 示 燈 程 序 便 于 及 時(shí) 發(fā) 現(xiàn) 設(shè) 備 故 障 和 異 常 情 況 并 可 遠(yuǎn) 程 診 斷 和 維 護(hù) 減 少 停 機(jī) 時(shí) 間 和 維 修 成 本 8 物 聯(lián) 網(wǎng) 連 接 的 樹(shù) 木 防 蟲(chóng) 膠 帶 自 動(dòng) 纏 繞 裝 置 可 以 與 其 他 相 關(guān) 設(shè) 備 和 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 共 享 和 協(xié) 同 工 作 實(shí) 現(xiàn) 生 產(chǎn) 流 程 的 無(wú) 縫 對(duì) 接 和 信 息 的 實(shí) 時(shí) 交 互 這 有 助 于 提 高 整 體 生 產(chǎn) 效 率 和 管 理 水 平 可 以 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 測(cè) 裝 置 的 運(yùn) 行 狀 態(tài) 纏 繞 效 果 膠 帶 消 耗 等 關(guān) 鍵 指 標(biāo) 能 及 時(shí) 發(fā) 現(xiàn) 異 常 情 況 并 采 取 相 應(yīng) 的 控 制 措 施 保 證 纏 繞 質(zhì) 量 和 穩(wěn) 定 性 4 結(jié) 束 語(yǔ) 隨 著 人 們 綠 色 環(huán) 保 意 識(shí) 的 不 斷 提 升 樹(shù) 木 防 蟲(chóng) 膠 帶 自 動(dòng) 纏 繞 裝 置 在 設(shè) 計(jì) 時(shí) 比 較 注 重 其 環(huán) 保 性 能 節(jié) 能 性 能 等 同 時(shí) 隨 著 智 能 化 自 動(dòng) 化 等 科 技 的 快 速 發(fā) 展 樹(shù) 木 防 蟲(chóng) 膠 帶 自 動(dòng) 纏 繞 裝 置 正 逐 步 向 智 能 化 自 動(dòng) 化 的 方 向 發(fā) 展 通 過(guò) A I 技 術(shù) 傳 感 器 技 術(shù) 等 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 檢 測(cè) 自 動(dòng) 纏 繞 等 功 能 此 外 樹(shù) 木 防 蟲(chóng) 膠 帶 自 動(dòng) 纏 繞 裝 置 的 技 術(shù) 和 應(yīng) 用 已 經(jīng) 比 較 成 熟 涉 及 的 領(lǐng) 域 包 括 林 業(yè) 農(nóng) 業(yè) 等 方 面 具 有 廣 泛 的 市 場(chǎng) 需 求 和 應(yīng) 用 前 景 參 考 文 獻(xiàn) 1 謝 斐 牟 思 思 國(guó) 內(nèi) 外 零 碳 產(chǎn) 業(yè) 園 區(qū) 建 設(shè) 情 況 及 政 策 啟 示 J 當(dāng) 代 金 融 研 究 2 0 2 2 5 1 2 6 6 7 3 2 程 樂(lè) 文 李 茂 春 城 市 園 林 綠 化 樹(shù) 蟲(chóng) 害 發(fā) 生 及 預(yù) 防 對(duì) 策 J 現(xiàn) 代 園 藝 2 0 1 4 1 2 4 6 4 7 3 吳 明 明 王 興 玉 一 種 樹(shù) 木 防 寒 防 蟲(chóng) 漆 自 動(dòng) 涂 刷 裝 置 設(shè) 計(jì) J 佳 木 斯 職 業(yè) 學(xué) 院 學(xué) 報(bào) 2 0 1 7 1 2 4 8 0 4 楊 海 復(fù) 合 材 料 纖 維 纏 繞 機(jī) 器 人 關(guān) 鍵 技 術(shù) 研 究 D 哈 爾 濱 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 2 0 2 0 5 陳 梓 昶 母 線 黑 膠 自 動(dòng) 纏 繞 機(jī) 的 研 發(fā) D 武 漢 武 漢 紡 織 大 學(xué) 2 0 2 1 6 張 慧 敏 佘 曉 磊 王 慧 藝 等 全 自 動(dòng) 線 束 纏 繞 機(jī) 研 發(fā) J 包 裝 工 程 2 0 1 8 3 9 3 1 9 4 2 0 0 7 李 海 晟 纖 維 纏 繞 復(fù) 合 材 料 彎 管 C A D C A M 系 統(tǒng) D 杭 州 浙 江 大 學(xué) 2 0 0 2 8 林 澤 天 基 于 機(jī) 器 視 覺(jué) 的 玻 璃 纖 維 纏 繞 機(jī) 斷 紗 檢 測(cè) 系 統(tǒng) 的 研 究 D 武 漢 武 漢 理 工 大 學(xué) 2 0 2 2 上 接 第 1 6 6 頁(yè) 用 國(guó) 產(chǎn) 配 件 價(jià) 格 優(yōu) 惠 質(zhì) 量 可 靠 非 常 適 合 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 使 用 6 此 外 用 于 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 的 機(jī) 器 人 不 需 要 毫 米 級(jí) 精 度 生 產(chǎn) 成 本 大 幅 降 低 工 業(yè) 機(jī) 器 人 在 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 方 面 的 運(yùn) 用 還 有 待 多 方 面 研 究 本 文 僅 對(duì) 其 在 作 物 種 植 中 的 應(yīng) 用 進(jìn) 行 了 初 步 探 討 后 續(xù) 還 會(huì) 進(jìn) 一 步 進(jìn) 行 實(shí) 際 的 試 驗(yàn) 和 研 究 參 考 文 獻(xiàn) 1 王 洪 健 周 麗 娜 王 新 宇 等 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 土 壤 生 態(tài) 環(huán) 境 存 在 的 問(wèn) 題 及 對(duì) 策 J 吉 林 農(nóng) 業(yè) 2 0 1 8 1 6 3 5 2 徐 寧 我 國(guó) 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 技 術(shù) 發(fā) 展 存 在 的 問(wèn) 題 分 析 J 南 方 農(nóng) 機(jī) 2 0 1 8 4 9 2 9 1 3 黃 肖 玲 農(nóng) 業(yè) 自 動(dòng) 化 噴 施 技 術(shù) 的 推 廣 應(yīng) 用 J 南 方 農(nóng) 機(jī) 2 0 1 7 4 8 1 5 2 8 2 9 4 趙 堉 涵 馬 春 光 潘 陽(yáng) 自 動(dòng) 控 制 技 術(shù) 在 大 田 農(nóng) 業(yè) 中 的 推 廣 應(yīng) 用 J 南 方 農(nóng) 機(jī) 2 0 1 7 4 8 6 9 6 5 袁 小 西 勾 紅 梅 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 中 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 的 應(yīng) 用 J 南 方 農(nóng) 機(jī) 2 0 1 6 4 7 7 3 8 6 吳 海 華 方 憲 法 胡 小 鹿 等 我 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 器 人 創(chuàng) 新 發(fā) 展 研 究 J 中 國(guó) 農(nóng) 機(jī) 裝 備 2 0 2 3 7 1 0 1 3 1 7 0

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