丝瓜采摘机器人的结构设计开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:4447字

1. 研究目的与意义

我国是一个农业大国,虽然农业人口众多,但随着工业化进程的不断加速,可预计农业劳动力将逐步向社会其它产业转移,实际上进人21世纪后,我们将面临着比世界任何国家都要严重的人口老化的问题,农业劳动力不足的问题将逐步变为现实,因此对于农业机器人的研究就刻不容缓,特别在水果,蔬菜等方面,这类农作物的种植面积和产量逐年提高。

在果实类的水果和蔬菜生产中,要人工不定时的对果实进行成熟度判断和收获,并不时地移动梯子登高或弯要。

因此收获作业是一项劳动强度大、消耗时间长、具有一定危险性的作业,与此同时,采摘作业质量的好坏还直接影响到产品的后续加工和储存。

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2. 国内外研究现状分析

1、国外研究现状 首次应用机器人技术进行果蔬收获的是美国学者Schertz和 Brown于 1968年提出的,但当时开发的收获机器人样机只能算是半自动化的收获机械 。

随着 计算机图像处理技术、工业机器人技术以及人工智能 控制等技术的发展和日趋成熟,日本、美国、荷兰、法国、英国、意大利、以色列、 西班牙等国家在采摘机器人的研究上做了大量研究工作,并且试验成功了多种具有人工智能的采摘机器人。

但是由于采摘对象的复杂性和采摘环境的特殊性 ,目前市场上仍没有商品化的采摘机器人。

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3. 研究的基本内容与计划

1.根据丝瓜种植的环境,设计出能适应此环境下的移动平台的型式,移动平台在移动过程中需具备一定的越障能力,防震能力2.根据丝瓜的高度可知,其平台需承载一定重量的机械臂等设备,因此平台需具有较好的承载能力3.在丝瓜采摘过程中,平台上的设备开始工作时,移动平台需保持稳定,不能晃动及侧翻,移动平台整体结构要尽量简单,紧凑,移动速度需设计适当,便于操作人员掌控,易于普及4.丝瓜采摘的时间应尽可能短,且需保证不能对丝瓜造成伤害5.设计丝瓜采摘机械臂时,应注意结构尽量简单,轻巧,降低机械臂的总体质量6.由于农作物随着时间和空间而变化,工作环境是变化的、未知的,是开放性的。

作物生长环境除受地形条件的约束外,还直接受季节、天气等自然条件的影响。

这就要求采摘机器人不仅要具有与生物体柔性相适应的处理功能,而且还要能够顺应变化的自然环境,在视觉、触觉、多传感器融合等知识推理和判断等方面具有相当的智能。

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4. 研究创新点

鉴于研究的基本内容中所提岀的机器人所需满足的要求,给出以下针对性技术路线 1. 丝瓜一般成长在田里藤蔓上中,田地高低不平,坎坷崎岖。

因此适用于丝瓜采摘机器人的移动平台就应满足一定的越障能力,移动速度要较快,这样才能为菜农节约时间。

所以,综合分析轮式移动平台,履带式移动平台,步行式移动平台均可做到,轮式移动平台更能满足这一要求,采用两轮呈对称布置的轮式结构。

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