机器人技术在农业中的应用研究.doc

题 目：系（院）： 机械工程学院 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2014年 10月2日【摘　要】 1 【关键词】 1 引言 1 1.农业机器人的开发要点 1 1.1 良好的适应性 2 1.2 良好的通用性和可编程性 2 1.3 操作对象和价格的特殊性 2 2.农业机器人的国内外研究现状与应用举例 2 2.1嫁接机器人 2 2.2 采摘水果机器人 3 ３.农业机器人的发展展望 3 3.1智能化识别和定位 3 3.2机械本体的优化设计 3 4.结束语 4 【参考文献】 4 机器人技术在农业中的应用研究 【摘　要】 农业生产是季节性强的劳动密集型工作，机器人代替人工作业是发展方向。由于作业对象的特殊性，其结构和控制都比一般工业机器人要求更高。本文介绍了农业机器人的特点和国内外研究现状，并且指出了存在的问题和发展方向，同时介绍了几种典型的农业机器人的应用。 　　【关键词】农业机器人；研究现状；应用 引言 　　随着科学技术的发展，机器人技术越来越被世界各国所重视，已经在许多领域得到了广泛的应用，如工业生产、太空和海洋探索、国防以及人民生活等领域。但在农业领域，由于经济和技术上的特殊性，还没有达到实用化。国际上一些发达国家，特别是日本和一些欧美国家，从上世纪八十年代开始研究，取得了一些成果，开始进入了应用阶段。我国在该领域中的研究还处于起步阶段，必须加快步伐，才能达到世界先进水平。 随着电子技术和计算机技术的发展，智能机器人已在众多领域得到了日益广泛的应用。在农业生产中，由于易对植被造成损害、易污染环境等原因，传统的机械通常存在着这样或那样的缺点。为了解决这个问题，国内外都在进行农业机器人的研究，特别是一些发达国家，农业人口较少，劳动力问题突出，对农业机器人的需求更为迫切。同时，农业机器人相对于传统农业机械能够更好地适应生物技术的新发展。就我国而言，由于机械化、自动化程度比较落后，“面朝黄土背朝天，一年四季不得闲”曾是我国农民的象征。农业机器人的问世，有望改变传统的劳动方式，改善农民的生活劳动状态。因此，世界各国对农业机器人非常重视，投入了大量的资金和人力进行研究开发。 1.农业机器人的开发要点 农业机器人是一种以农产品为操作对象、兼有人类部分信息感知和四肢行动功能、可重复编程的柔性自动化或半自动化设备。它能减轻劳动强度,解决劳动力不足,提高劳动生产率和作业质量,防止农药、化肥等对人体的伤害。具有以下特点:一是作业对象的娇嫩性和复杂性。二是作业环境的非结构性。这就要求农业机器人要在视觉、推理和判断等方面具有相当的智能。三是作业过程的复杂性。农业机器人一般是作业和移动同时进行,而且工作时具有特定的位置和范围。四是使用对象和价格的特殊性。使用者是农民,因此要求农业机器人必须具有高可靠性和操作简单的特点。未来农业机器人最可能得到广泛应用的领域是农产品的自动采摘。机器人能保证采摘质量,工作效率大大高于人工。世界各国都在研究农产品采摘及收获机器人,它们既可用于蔬菜采摘,也可用于水果采摘,甚至可对花生和蘑菇等经济作物进行采摘。该类机器人采用彩色摄像机作为视觉传感器寻找和识别成熟果实,它主要由机械手、终端握持器、视觉传感器和移动机构等主要部分组成,能避开障碍物,终端握持器中间有压力传感器,避免压伤果实。已经投入实际应用的有番茄收摘机器人、黄瓜采摘机器人、葡萄采摘机器人、西瓜收获机器人、柑橘采摘机器人、甜瓜采摘机器人等。 　　农业机器人技术是一门交叉学科，是多领域技术的综合，其研究开发需要各学科相关知识的配套与支援。虽然因为用途的不同，农业机器人的功能和结构有所差异，但一般农业机器人的结构都包括五官、头脑、神经、手脚和心脏等部分。为了使能够适应复杂多变的农作物，研究开发农业机器人时必须注意以下几点： 　　1.1 良好的适应性 　　农业机器人通常工作在恶劣的、危险的和变化的环境中，例如：温室作业经常是在温度超过40度和湿度超过100％的环境中；而露天作业面对的是风沙和强光的照射。农业机器人必须具有良好的适应性，根据环境和机械本身的情况，自动进行调整。 　　1.2 良好的通用性和可编程性 　　由于农业机器人的操作对象具有多样性和可变性，要求具有良好的通用性和可编程性。只要改变部分软、硬件，就能变更判断基准，变更动作顺序，进行多种作业。例如：温室作业的机器人，更换不同的末端执行器就能分别完成施肥、喷药和采摘等作业。 　　1.3 操作对象和价格的特殊性 　　农