辅助人工采摘机械发展综述
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果园采摘机械化发展现状及展望汇报人:日期:•果园采摘机械化发展现状•机械化采摘技术及设备•机械化采摘的优势与问题目录•果园采摘机械化发展展望•结论与建议果园采摘机械化发展现状01果园采摘机械化的主要目标是提高采摘效率,减轻人工劳动强度,国外在这方面已经取得了显著成果。
高效省力国外在果园采摘机械化的技术研发方面一直处于领先地位,不断推出新的技术和设备。
技术领先国外果园采摘机械化应用广泛,许多国家已经实现了果园采摘的全面机械化。
应用广泛我国果园采摘机械化起步较晚,整体水平相对较低。
起步较晚技术水平不高应用范围有限我国果园采摘机械化技术水平不高,与国外相比存在较大差距。
我国果园采摘机械化应用范围有限,主要集中在一些大型果园和示范基地。
030201资金瓶颈果园采摘机械化的推广和应用需要大量的资金投入,而一些小型果农无力承担高额的设备购置费用。
技术瓶颈我国果园采摘机械化的发展面临着技术瓶颈的制约,如机械设备的适应性、可靠性、稳定性等方面存在不足。
人才瓶颈果园采摘机械化需要专业的技术人才进行操作和维护,而我国在这方面的人才储备不足。
发展瓶颈机械化采摘技术及设备02通过高精度机械臂模拟人手臂运动,实现水果的精准抓取和采摘。
技术原理高精度、高效率,减少人工成本。
优势技术门槛高,维护成本相对较高。
不足机械臂采摘技术利用激光束照射水果表面,诱导水果瞬间裂开,实现采摘。
技术原理对水果损伤小,适用于多种水果类型。
优势激光切割设备价格较高,技术门槛较高。
不足激光切割技术优势采摘效率高,对水果损伤较小。
不足不适用于所有水果类型,如硬皮水果。
技术原理通过气动装置产生高压气流,将水果从树上瞬间吹落,实现采摘。
气动采摘技术03不足受环境因素影响较大,如地形和光照等。
01技术原理利用移动机器人搭载视觉识别系统,识别并抓取水果进行采摘。
02优势自动化程度高,可实现全天候作业。
机器人采摘技术机械化采摘的优势与问题03机械化采摘能够减轻人工采摘中因疲劳等因素造成的误差,确保果实采摘的准确性和一致性。
水果采摘装置的现状及发展趋势水果采摘是一个需要大量人力的工作,而且由于工作条件恶劣,往往会对采摘工人的身体健康造成伤害。
因此,研发和应用自动化水果采摘装置已经成为当前水果种植行业的研究和应用热点。
现状水果采摘装置的现状是已经取得了较为显著的进展。
目前,水果采摘装置中应用最为广泛的是机器人腕臂。
机器人腕臂采用先进的机械手臂,可以在控制下执行高精度的采摘工作。
其操作方式基本与人类手臂相同,通过关节的运动达到灵活的动作控制,可以满足不同水果采摘的需求。
此外,水果收获机器人还可以利用计算机视觉技术快速和准确地检测和识别水果,使得采摘的效率得到了极大的提高。
此外,因为机器人可以在恶劣的气候和环境条件中工作,所以可以避免因为人力短缺或者极端天气导致的采摘效率低的情况。
发展趋势未来,水果采摘装置的发展将会朝着更高效、更轻便、更多功能化的方向发展。
首先,随着机械臂技术和人工智能技术的发展,机器人腕臂的精度和操作速度将会得到更大的提高。
这样,机器人腕臂将能够操作更小、更柔软的水果,实现真正意义上的全自动化采摘。
其次,未来的水果采摘装置很有可能使用更多的移动机器人(例如无人机和小型车辆),这样可以让机器更加轻便和灵活,同时可以提高采摘的效率和范围。
最后,未来水果采摘装置将采用更多的传感器和监控技术,以实现更精确的操作和更高的采摘效率。
例如,通过分析水果成熟状态和形态特征,机器人可以选择最佳采摘策略,从而同时保证采摘的效率和水果的质量。
总之,未来的水果采摘装置将会得到更大的进一步发展,减少对人力资源的依赖,同时提高采摘效率和水果品质,这将为农民提供更加便利和高效的种植工具,为整个行业迎来更显著的改进和进步。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------果树采摘机器人研究综述中国农业工程学会 2007 年学术年会论文集果树采摘机器人研究综述何蓓,刘刚(“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室,中国农业大学,北京,100083)摘要:农业机器人作为农业智能控制技术研究成果中新一代生产工具,在提高农业生产力、改变农业生产模式、解决劳动生产力不足问题等方面显示出较大的优越性。
其中,果树采摘机器人是当前农业机器人研究领域一个热点。
果树采摘机器人可充分利用机器人的信息感知功能,对被采摘对象的成熟程度进行识别,从而保证采摘果实的质量,并能够提高采摘的工作效率。
本文首先介绍了果树采摘机器人的特点、基本特征。
从采摘机器人机械手的设计、末端执行器的设计、行走装置的设计、果实成熟度的识别和定位等方面,分析了国内外的研究现状,并对国内外发展的情况进行了分析对比。
针对目前果树采摘机器人商品化面临的诸多问题,如采摘效率低、采摘质量差、装置结构简单等,提出了相应的解决方法。
关键词:果树采摘,机器人,研究现状,解决方法中图分类号:S240 引言农业信息化是我国进入 21 世纪后建设现代农业的重大战略选择,是实现农业现代化的重要内容。
实施数字农业,广泛应用农业机器人,以提高资源利用率和农业1/ 18产出率,降低劳动强度,提高经济效益将是现代农业发展的必然趋势。
现代农业技术和其它相关科学技术的发展,不但对农业机器的技术革命提出了要求,而且也奠定了相应的科学技术基础。
农业机器人相对于传统农业机械能更好地适应生物技术的新发展,它的出现是现代高科技在农业上综合运用与发展的结果,是农业现代化发展到一定阶段的必然产物。
其中,果树采摘机器人的使用可以改善农业作业条件,降低劳动强度,提高劳动生产率和作业质量,解决劳动力的不足等问题。
机器人技术在农业采摘中的应用随着科技的不断发展和人工智能的进步,机器人技术正逐渐在各个领域得到广泛应用。
农业采摘作为一个重要的农业环节,也开始受益于机器人技术的应用。
本文将探讨机器人技术在农业采摘中的应用,并探讨其对农业生产的意义。
一、机器人技术在农业采摘中的种类及作用在农业采摘领域,机器人技术主要有以下几种应用形式:1.果实采摘机器人果实采摘机器人是目前应用最广泛的农业采摘机器人。
它通过视觉识别和机器学习等人工智能技术,能够准确地识别出成熟的水果,并进行快速采摘。
采摘机器人的应用可以解决农民劳动力不足的问题,提高采摘效率,降低采摘成本。
2.蔬菜采摘机器人相比果实采摘机器人,蔬菜采摘机器人的研发和应用相对较新。
蔬菜的种类繁多,形态各异,对机器人的视觉识别和抓取技术提出了更高的要求。
目前,一些研究机构和企业正在研发能够应对不同蔬菜的采摘机器人,以提高蔬菜生产的效率和质量。
3.农作物精准施药机器人农作物的病虫害是农业生产中的常见问题,传统的施药方式存在着浪费和环境污染的问题。
而农作物精准施药机器人能够根据作物的实时状况和病虫害情况,精准喷洒药物,避免过度施药和环境污染,提高农作物的产量和质量。
二、机器人技术在农业采摘中的意义机器人技术在农业采摘中的应用,具有以下几方面的意义:1.提高采摘效率和质量传统的农业采摘往往需要人工的参与,且劳动力成本高。
而采摘机器人的应用能够完成大量的采摘任务,提高采摘效率和质量,减轻了农民的劳动负担。
2.解决劳动力短缺问题随着农村劳动力的外流和老龄化问题的加剧,农业劳动力短缺的问题已成为制约农业生产的重要因素。
机器人技术的应用可以有效解决劳动力短缺问题,保证农业生产的正常进行。
3.降低采摘成本采摘机器人的应用可以降低人工成本,提高生产效率,从而降低农业采摘的成本。
这对于提高农产品市场竞争力,增加农民收入具有积极意义。
4.促进农业生产的智能化进程机器人技术的应用在农业采摘中,不仅提高了生产效率,还将农业生产推向智能化的道路。
水果采摘装置中的机械采摘与机器人采摘-农业工程论文-农学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:中国地大物博, 各类水果物产很丰富。
由于我国人口众多, 水果的市场需求量因此也是非常之大, 其中各种水果的采摘目前还是以人工的采摘为主, 使用人工采摘, 容易造成水果采摘的效率低, 人工的劳动量大, 最重要的是人工采摘还容易造成果实的损伤, 从而造成经济上的损失。
因此, 新型的水果采摘装置越来越普及, 新型的水果采摘装置主要是机械采摘和机器人采摘。
文章就新型的水果采摘装置进行了研究和设计。
关键词:水果采摘; 新型装置; 机械采摘; 机器人采摘;Abstract:China has a vast territory and abundant resources, and is rich in various kinds of fruit products. Because of the large population in our country, the market demand of fruit is also very large. At present, all kinds of fruits are picked mainly by artificial picking. The use of manual picking is easy to cause the low efficiency of fruit picking and the large amount of artificial labor. The most important thing is that manual picking is easy to cause fruit damage, resulting in economic losses. Therefore, the new type of fruit picking device is becoming more and more popular, the new type of fruit picking device is mainly mechanical picking and robot picking. In this paper, a new type of fruit picking device is studied and designed.Keyword:fruit picking; new device; mechanical picking; robot picking;当今社会, 科技不断地在进步, 新型水果采摘装置的出现时顺应时代的发展, 以科技解放劳动, 提高水果的采摘效率。
蔬果采摘机器人的研究进展与展望随着全球人口的增长和营养素需求的增加,农业生产的规模和效率成为重要的问题。
在传统的农业生产过程中,蔬果采摘是一个人工劳动密集的环节,需要大量的人力资源和时间。
为了提高农业生产效率和减轻人力负担,蔬果采摘机器人成为了一个备受关注的研究领域。
本文将就蔬果采摘机器人的研究进展和展望进行论述。
1. 研究现状目前,蔬果采摘机器人的研究日益进展,研究内容包括机器人的设计和控制方法。
设计方面,采用机器视觉和智能算法来指导机器人的动作,使得机器人能够识别目标对象和进行自主移动。
控制方面,主要是通过传感器和执行器来实现机器人的操作,并且配备了控制系统来监测机器人的运行状态和调节机器人的行为。
在机器人的设计中,机器人的形状和结构根据目标种类的不同而有所不同,例如森林生长在土壤中的蔬菜采收机器人更具有穴居虫的形状,蔬菜的枝段收割机器人的形状则稍微弯曲,以适应蔬菜底部和的生长环境。
在机器人控制方面,对比机电传动和液压驱动,由于空气动力学的优越性和绿色环保的考虑,电动化已经成为非常流行的选择。
传感器方面,蔬果采摘机器人配备的传感器主要包括相机、雷达和超声波传感器等,可以提供足够的环境感知,使得机器人能在不同种类蔬果的环境下进行高效采摘。
此外,一个完整的采摘过程,机器人在触摸目标作物时,应同时计算出环境中其他植物利用立体视觉技术将其识别出来,以避免机器人伤害到不成熟的作物。
目前,蔬果采摘机器人具备高速度和精准性,能够快速地对任何大小和类型的蔬果进行采摘工作。
与传统的人工采摘相比,机器人能够实现快速、准确的采摘,提高了农产品质量和生产效率。
机器人在农业生产中的应用,也是社会和环境可持续发展的一个重要体现。
2. 展望未来虽然目前蔬果采摘机器人取得了一定的成果,但它依然存在一些挑战和困难。
其一是机器人的效率问题。
机器人处理速度还不够快,容易出现执行器动作不够精确、指向不准确等问题,导致采摘效果较差。
莲藕收获机械研究现状及发展趋势莲藕是一种广泛种植和食用的水生植物,它的种植和收获一直是一个繁琐而费时的过程。
然而,随着科技的不断进步,莲藕收获机械的研究也取得了一些进展。
本文将介绍目前莲藕收获机械的研究现状,并展望其未来的发展趋势。
莲藕收获机械的研究主要集中在两个方面:一是机械化种植和收获技术的研究,二是智能化收获机械的研发。
在机械化种植和收获技术方面,研究人员致力于开发适用于莲藕种植的机械化种植工具和收获设备。
例如,研究人员设计了一种莲藕种植机,可以自动完成莲藕的种植、施肥和灌溉等工作,大大提高了种植的效率和质量。
同时,研究人员还开发了一种莲藕收获机,可以自动完成莲藕的割取和清洗等工作,从而减轻了农民的劳动强度。
在智能化收获机械方面,研究人员将传感器技术和人工智能技术应用到莲藕收获中,以提高收获的效率和质量。
例如,研究人员设计了一种基于机器视觉的莲藕收获机器人,可以通过摄像头实时监测莲藕的生长状态和成熟度,并根据不同的成熟度自动进行收获。
这种智能化的收获机器人不仅可以提高收获的效率,还可以减少对莲藕的损伤。
未来,莲藕收获机械的发展趋势将更加注重智能化和自动化。
随着传感器技术和人工智能技术的不断进步,莲藕收获机械将能够更准确地判断莲藕的成熟度和质量,并实现更精确的收获。
同时,智能化的莲藕收获机械还可以根据不同的种植环境和需求进行调整和优化,提高适应性和灵活性。
莲藕收获机械的发展还需要考虑环保和可持续性。
研究人员应该致力于开发更加节能环保的收获设备,并且在生产和使用过程中减少对环境的污染。
同时,研究人员还应该关注莲藕收获机械的经济效益,使其成为农民的可行选择。
莲藕收获机械的研究目前已经取得了一些进展,但仍然有很大的发展空间。
未来,随着科技的不断进步,莲藕收获机械将更加智能化、自动化和环保化,为农民提供更高效、更便捷的收获解决方案。
希望通过不断的研究与创新,能够为莲藕产业的发展做出更大的贡献。
辅助人工采摘机械发展综述
1651876 陈哲
【摘要】我国是世界第一大水果生产国,也是世界第一大水果消费国。
但我国水果采摘作业机械化程度低,因此水果采摘作业对辅助人工采摘机械有广泛的需求。
为了使该领域的研究人员对当前各种辅助人工采摘机械有较全面的了解,因此对各种辅助人工采摘机械进行了系统论述,即先对辅助人工采摘机械的必要性和设计目的进行论述,然后对一些具体的解决方案进行综述,并对发展趋势进行预测。
【关键词】水果机械辅助采收人工成本发展现状发展趋势
1引言
中国是世界上最大的水果出产国,居全球13个产量超1000万吨的国家之首。
截止2015年末,全国水果(含瓜果)总面积1536.71万公顷,较“十二五”期初增加143.38万公顷,增长10.3%,年均增长1.6%。
其中,园林水果种植面积1281.67万公顷,比“十二五”期初增加127.28万公顷,增长11.03%,年均增长1.62%。
水果采收作为果园生产全过程中的一个重要环节.具有季节性强和劳动密集型的特点.所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的35%~45%[1]。
并且人工采摘劳动强度大,而采用辅助人工采摘机械采收能减轻人们的劳动强度、节省成本、提高效率,并提供更多利润。
加之未来人口老龄化趋势,人工成本必会上升,因此辅助人工采摘必将具有巨大的经济效益和广泛的应用前景。
2设计要求
目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。
采摘作业比较复杂,季节性很强。
若使用人工采摘,不仅效率低、劳动量大.而且容易造成果实的损伤,如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失[2]。
针对这种现状辅助人工采摘应该是能提高劳动生产率,并且还应能长时间续航,对果实果树损伤小,环境友好,除此外,它还应易于操作,并使使用者感到舒适,同时安全性也应该有保证。
当这些要求不能够被同时满足是,应首先满足提高劳动生产率和不损伤果实果树这两点,其次应满足使使用者感到舒适和保证安全性的条件。
3现有解决方案
3.1刀片辅助采摘
此类机械由伸缩杆、落果袋、刀片、电机及电机控制机构构成。
此类机械工作原理为通过电机控制机构控制电机带动刀片切断果柄,使果实落入落果袋中,完成采摘。
此类机械操作简单,较为安全,对环境破坏小,通用性高。
但此类机械由于刀片暴露在外面,操作时容易伤及果实或果树枝干,因此需要精确瞄准,导致采摘效率较低。
3.2电气动辅助采摘
此类机械的包括果柄入口、剪刀、弹力圈、剪刀加长杆、剪刀电机、弯头、采摘头、接头、袋子、空心杆、开关、涵道风机、蓄电池、电路板,其工作原理大致如下:使用涵道风机使采摘头产生较大的吸力,不用极准确地对准水果,吸力就把采摘头吸向所要采摘的水果的下方,持杆人顺势向上一顶,水果就落入采摘头里了,持续的吸力,把水果吸入采摘头里,把果柄拉入圆滑的V型口进入剪刀口,随即被高速剪刀剪掉果柄[3]。
此类机械对小型长柄的水果有较好的采摘效果,操作简便。
但对如枣这种短柄水果采摘就比较困难,极易损伤果肉。
3.3 拉拽式辅助采摘
此类机械包括水果抓取机构、机架、曲柄、连杆及与曲柄连接的第一驱动机构其工作原理是通过果实抓取机构固定果实,再由驱动机带动果实抓取机构旋转,在水果果梗与树枝的连接处产生拉力和剪力,这种拉力和剪力的合力可使水果的果梗与树枝快速分离[4]。
此类机械无刀具使用,不易误伤果树,操作简便。
但无法确定是果梗与树枝连接力大还是果梗与果实连接力大,可能会将果梗扯掉;并且在抓取果实时有可能会损伤果实。
3.4差速摩擦辅助采摘
此类机械包括横向导向机构、推进矫正姿态机构、拧断收获机构以及将上述机构联接的采摘平台机构,主要用于采摘菠萝等在地面上生长的水果。
其作用原理为用两条差速皮带在两侧摩擦菠萝,产生力矩,使菠萝旋转与枝干分离。
但此种机械易对菠萝产生损伤,并且其适用范围较小,对大小不一的菠萝无法进行有效采摘。
4发展前景
为了降低生产成本,在辅助人工采摘机械的研发方面,此种机械会朝以下的数个方向发展:
一是成本更低,以便于推广普及,使果农们能大规模使用,提高劳动生产率。
二是多自由度的转向头,由此可以实现对刀具等的更高效率的控制。
三是高精度控制装置配合小型刀具,例如可以通过摄像头与智能手机的双线无线数据传输来对刀具位置进行监控和调控,进而实现高效率高准确度的采摘水果,并可以有效防止损伤果实。
四是更高的利用率,使用者可以根据不同的采摘对象来选取并更换专用的末端执行器进行采摘作业,这样可以大大提高辅助人工采摘机械的利用率。
【参考文献】
[1]SANDERS K F.Orange harvesting systems review[J].Biosystems Engineering,2005,90(2):115—125.
[2]付荣利.果园采摘机械的现状及发展趋势[J].农业开发与装备,2011,(5):17-19
[3] 黄圭鹏.电气动水果采摘器:中国,CN201610087967.7[P].2016-6-22.
[4] 高改梨;刘钧;程卓.一种拉拽式水果采摘装置:中国,CN201611034247.0[P].2016-11-16.。