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    國內外8款智能水果采摘機器人,你鐘意哪一款?

    作者:黎先才時間:2022-08-15來源:高工機器人網收藏


    摘要:采摘作為農業的重要類型,具有很大的發展潛力。當前,國內外農業技術發展迅速,產品迅速跟進,現已取得階段性成果。

    本文引用地址:http://www.me-unplugged.com/article/202208/437314.htm

      【文/黎先才】隨著新農業生產模式和新技術的發展與應用,農業機器人逐步邁向農業生產主力軍的行列,推動的發展。

      采摘機器人作為農業機器人的重要類型,具有很大的發展潛力。當前,國內外農業機器人技術發展迅速,產品迅速跟進,現已取得階段性成果。

      《高工機器人網》通過梳理,盤點了8款當前國內外的智能水果采摘機器人。以下為詳情介紹:

      1、“荔枝采摘機器人”(中國)

      智能水果采摘機器人能一個“人”頂兩個人用,已在廣東一些水果合作社里“赤膊上陣”,對瓜果類產品進行無損采摘作業。

      開發智能采摘機器人的華南農業大學相關團隊負責人稱,該款機器人最突出的長處就是像鐵壁阿童木一樣有著“火眼金睛”,可采用雙目立體視覺在果園中對果實進行定位,獲得視野內多個隨機水果目標,然后再用數學規劃方法,對采摘作業路徑進行自主規劃,最后伸出機械臂末端的擬人夾指來采果子。

      它在摘果的時候不會很粗魯,先用夾指將果枝夾緊,然后以切割的方式來切斷果枝。由于末端的執行器具有一定通用性,因此可對多類瓜果進行作業,包括荔枝、柑橘、黃瓜等。

      開發團隊介紹說,從工作效率來說,機器人每小時能摘40斤荔枝,是人手的兩倍。如果作業地點完成了硬底化建設,到處都有平坦的水泥路的話,機器人加上AGV小車還可進行自由移動,而在一些崎嶇不平的園子里,還是要用小推車載著才能干活。

      2、“蘋果采摘機器人”(中國)

      在我國,現已自行研制了蘋果采摘機器人,該機器人主要由兩部分組成:兩自由度的移動載體和五自由度的機械手。其中,移動載體為履帶式平臺,加裝了主控PC機、電源箱、采摘輔助裝置、多種傳感器;五自由度機械手由各自的關節驅動裝置進行驅動。

      此開鏈連桿式關節型機器人,機械手固定在履帶式行走機構上,采摘機器人機械臂為PRRRP結構,作業時直接與果實相接觸的末端操作器固定于機械臂上。機械臂第一個自由度為升降自由度,中間三個自由度為旋轉自由度,第五個自由度為棱柱關節。

      由于蘋果采摘機器人工作于非結構性、未知和不確定的環境中,其作業對象也是隨機分布的,所以加裝了不同種類的傳感器以適應復雜的環境。其采用的傳感器分為視覺傳感器、位置傳感器和避障傳感器三類。

      其中,視覺傳感器采用Eye—in—hand安裝方式,完成機器人或末端操作器與作業對象之間相對距離,工作對象的品質、形狀及尺寸等任務;位置傳感器包括安裝在腰部、大臂、小臂旋轉關節處和直動關節首尾兩端的8個霍爾傳感器,以用來控制旋轉關節的旋轉角度和直動關節的直行進程,另外還包括末端執行器上的2個切刀限位開關和用于提供所采摘蘋果相對于末端夾持機構位置信息的兩組紅外光電對管;避障傳感器包括安裝在小臂上、左、右三個方向上的五組微動開關和末端執行器前端的力敏電阻,以求采摘機器人在工作過程中能夠有效躲避障礙物。

      3、“黃瓜采摘機器人”(中國)

      黃瓜采摘機器人是利用機器人的多傳感器融合功能,對采摘對象進行信息獲取、成熟度判別,并確定采摘對象的空間位置,實現機器人末端執行器的控制與操作的智能化系統,能夠實現在非結構環境下的自主導航運動、區域視野快速搜索、局部視野內果實成熟度特征識別、及果實空間定位、末端執行器控制與操作,最終實現黃瓜果實的采摘收獲。

      該項成果打破了傳統機器人工作在結構化環境的技術屏障,是對傳統機器人工作模式的挑戰,為農業機器人走出實驗室、進入自然環境的農田作業提供了重要的理論與技術支撐。

      4、“番茄采摘機器人”(日本)

      當下,日本人口老齡化問題日益嚴重,農業勞動力也嚴重短缺,松下透露,擬研發番茄采摘機器人,并計劃在2019年左右開始試銷。

      該番茄采摘機器人使用的小型鏡頭能夠拍攝7萬像素以上的彩色圖像。首先,它通過圖像傳感器檢測出紅色的成熟番茄,之后對形狀和位置進行精準定位。機器人只會拉拽菜蒂部分,而不會損傷果實,平均摘一個西紅柿耗時約6秒鐘。在夜間等無人時間帶也可進行作業。

      5、“柑橘采摘機器人”(西班牙)

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      西班牙科技人員發明的柑橘采摘機器人由一臺裝有計算機的拖拉機、一套光學視覺系統和一個機械手組成,其能夠從柑橘的大小、形狀和顏色判斷出是否成熟,決定可不可以采摘。

      它工作的速度極快,每分鐘摘柑橘60個,而靠手工只能摘8個左右。另外,柑橘采摘機器人通過裝有視頻器的機械手,能對摘下來的柑橘按大小即時進行分類。

      6、“甜橙采摘機器人”(美國)

      在美國,佛羅里達大學進行了橙子采摘機器人的研究。甜橙采摘機器人最新的設計提議是采用兩個相對獨立,有不同功能特點同時又能相互配合無間的機器人,第一個機器人負責尋找和發現各個甜橙的位置,并計算最有效率的采摘路徑,將信息和數據傳至第二個機器人,第二個機器人負責在不損壞甜橙樹的情況下得到果實。

      7、“柔軟手臂機器人”(英國)

      目前,世界上最大的在線連鎖超市英國奧克杜(Ocado)公司目前正在對這種新型的“柔軟”機器人手臂進行測試。

      據了解,該款機器人手臂可以巧妙的對水果和蔬菜進行采摘,并且可以將那些放在倉庫中的水果和蔬菜進行打包,一旦該機器人通過測試,在市面上得到廣泛的應用,將有效的替代人工勞動力,極大的節約人工成本,為公司帶來巨大的效益。

      這款“柔軟”機器人手臂叫做第二代RBO Hand,該款機器人手臂是由一種可彎曲、折疊的新型材料構成的,其工作原理主要是通過調節這種材料內部的空氣壓力來抓取東西,該工具可以有效的替代大量的人工勞動力,節約資源和成本。

      該“柔軟”機器人手臂的唯一的控制組件就是空氣的壓力,當空氣流入機器人手臂時,機器人的手指、手掌以及拇指不斷調節自身的形狀來適應物體的形狀,從而能夠實現在不損壞物體的前提下抓取物體。

      機器人手臂的致動器被安裝在印刷支架上,通過空氣在機器人手臂的特定區域的流動來推動其做出相應的運動。這一舉措簡化了控制步驟,使得環境以及資源得到更加有效的利用。

      8、“草莓采摘童一號”(中國)

      中國農業大學研發的草莓采摘機器人“采摘童1號”成為草莓大會的一大亮點。目前,該機器人已吸引了眾多投資商,未來有望投入到實際種植采摘中。

      身高1米多的“采摘童1號”平穩地“走”到一盆草莓前,伸出“手”來,將盆栽草莓果實采“摘”下來,并放到果盤中,這一過程用了幾秒鐘。

      研發團隊負責人張鐵中教授介紹,該機器人結構小巧、動作靈活,融合了多項最新研究成果,能自主搜索、識別和采摘成熟草莓果實。不僅可為草莓采摘降低人工成本,還可減輕工作強度。

      據了解,該款機器人是高架采摘機器人,主體材質為鋁合金。但實際上,在草莓種植過程中,不少草莓還屬于壟作階段,種植高度通常只有幾十厘米高,所以草莓采摘機器人需要“彎腰”進行操作。

      雖然從單個草莓的采摘時間來看比人工采摘稍慢,但可以24小時運作的機器人從整體效率上來看,是會高過人工采摘的數量。




    關鍵詞: 智慧農業 機器人

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