林果采摘机器人研究现状与展望 被引量：4

1

作者 史孝杰 王树城 +5 位作者 刘惠敏 王少伟 曲慧星 李宁 吴杰 杨化伟 《农业装备与车辆工程》 2024年第6期1-7,共7页

林果采摘是一项季节性和劳动密集型的工作,作业耗时长且由于老龄化带来的劳动力短缺,人工采摘已经不能满足产业发展需求。随着深度学习等技术的发展,结合种植、保存和加工技术的变化,智能采摘机器人成为解决上述问题的有效方法。以苹果... 林果采摘是一项季节性和劳动密集型的工作,作业耗时长且由于老龄化带来的劳动力短缺,人工采摘已经不能满足产业发展需求。随着深度学习等技术的发展,结合种植、保存和加工技术的变化,智能采摘机器人成为解决上述问题的有效方法。以苹果和草莓采摘机器人为例,分析当前国内外林果智能采摘机器人发展现状、特点与制约因素,重点阐述图像识别、果实定位和果实分离三大关键技术的研究进展,从结构化种植环境、识别定位算法、智能末端执行器等方面展望采摘机器人的发展方向,以期为后续林果采摘机器人的进一步研究提供借鉴。 展开更多

关键词 林果采摘 农业机器人 末端执行器 识别定位

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林果采摘末端执行器技术现状与展望

2

作者 陈逸鹏 朱立学 《现代农业装备》 2024年第5期8-14,共7页

本文结合末端执行器在精准抓取、适应性、可靠性与耐久性等方面的要求分析了柔性与刚性末端执行器、剪切与气吸式末端执行器等不同类型末端执行器的技术现状,总结了各种水果夹持技术在提高采摘效率、减少人力依赖方面取得的初步成效,探... 本文结合末端执行器在精准抓取、适应性、可靠性与耐久性等方面的要求分析了柔性与刚性末端执行器、剪切与气吸式末端执行器等不同类型末端执行器的技术现状,总结了各种水果夹持技术在提高采摘效率、减少人力依赖方面取得的初步成效,探讨了林果采摘自动化技术面临的种植模式适配、机器人自主定位等方面的挑战,指出未来需注重农机农艺融合,聚焦种植模式与机器人技术的整合及末端执行器通用能力的提升,以实现林果采摘更高效、更智能化。 展开更多

关键词 末端执行器 自动化技术 林果采摘 智能农场

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基于旋量理论的六自由度林果采摘混联机械臂运动学逆解 被引量：15

3

作者 李立君 刘涛 +3 位作者 高自成 廖凯 李禹卓 许世斌 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期75-82,共8页

针对传统Paden-Kahan子问题求解机械臂运动学逆解时需确定关节轴线交点坐标的问题,对该子问题进行改进。利用末端执行器位姿信息获取轴线交点坐标,建立物体坐标与末端执行器期望位姿的映射关系,结合子问题求解6自由度林果采摘机械臂运... 针对传统Paden-Kahan子问题求解机械臂运动学逆解时需确定关节轴线交点坐标的问题,对该子问题进行改进。利用末端执行器位姿信息获取轴线交点坐标,建立物体坐标与末端执行器期望位姿的映射关系,结合子问题求解6自由度林果采摘机械臂运动学逆解;根据主动关节变量取值范围分析所求逆解的可行性,得到可行封闭解,提高机械臂控制速度、稳定性和准确性。在实验室环境下利用所提出的算法求解10组工作目标位置信息对应的关节值,结果表明,所求逆解能使林果采摘机械臂到达正确位姿,末端执行器最大位置误差不超过夹持器最大开度的3.30%,最大姿态误差不超过1?,满足采摘要求。该算法为机械臂快速、稳定及精确地控制提供技术依据。 展开更多

关键词 机器人 收获机 运动学 旋量理论 逆运动学 Paden-Kahan子问题 混联机械臂 林果采摘

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振动式林果采摘机械的设计 被引量：15

4

作者 刘进宝 韩长杰 +3 位作者 杨宛章 郭辉 龙魁 张静 《中国农机化学报》 北大核心 2014年第3期41-44,58,共5页

为了提高林果采摘效率,节约采摘成本,针对新疆特色林果业的矮化密植模式、主干尺寸较矮的果树,设计了一种结构紧凑、所需作业空间小的机械振动式林果采摘机械.采摘机平台采用拖拉机后牵引形式,通过液压马达带动偏心块转动,偏心块产生的... 为了提高林果采摘效率,节约采摘成本,针对新疆特色林果业的矮化密植模式、主干尺寸较矮的果树,设计了一种结构紧凑、所需作业空间小的机械振动式林果采摘机械.采摘机平台采用拖拉机后牵引形式,通过液压马达带动偏心块转动,偏心块产生的离心力作用于果树主干,使果树产生受迫振动,同时果实运动产生惯性力使其脱落,达到采摘的目的.通过控制支撑液压缸的伸缩,来调节夹持高度,夹持树干直径80～200mm.对采摘机进行虚拟样机设计与分析,为物理样机研制提供了可靠的依据. 展开更多

关键词 林果采摘 收获机械 振动 夹持机构

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基于功能分析与TRIZ的林果采摘装置概念设计 被引量：5

5

作者 于慧伶 郭洁 陈广胜 《安徽农业科学》 CAS 2014年第5期1566-1568,共3页

传统的依赖于产品研发人员经验与灵感的设计方法已经无法满足使用者快速、高质量的功能需求。笔者提出将功能分析与TRIZ矛盾解决工具相结合的林果采摘装置概念设计方法,以采摘剪为例从功能角度加以分析,建立功能模型,挖掘其中的不足功能... 传统的依赖于产品研发人员经验与灵感的设计方法已经无法满足使用者快速、高质量的功能需求。笔者提出将功能分析与TRIZ矛盾解决工具相结合的林果采摘装置概念设计方法,以采摘剪为例从功能角度加以分析,建立功能模型,挖掘其中的不足功能,应用39个通用工程参数和40条发明原理描述和解决问题功能,从而缩短研发时间,实现林果采摘创新设计。研究表明该方法在林果采摘装置设计过程中具有创新加强和有效性。 展开更多

关键词 功能分析 TRIZ 矛盾矩阵 林果采摘装置

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偏心式林果采摘振动系统 被引量：10

6

作者 刘进宝 韩长杰 +1 位作者 郭辉 杨宛章 《农业工程》 2013年第1期68-71,共4页

在降低林果采摘成本、提高采摘效率方面,林果采摘机械发挥着重要作用。国外研究人员对林果采摘技术做了大量深入的研究,而我国这方面的技术还很缺乏。该文分析了果树振动系统的模型,对振动系统的参数计算做了简单介绍,通过分析果实振动... 在降低林果采摘成本、提高采摘效率方面,林果采摘机械发挥着重要作用。国外研究人员对林果采摘技术做了大量深入的研究,而我国这方面的技术还很缺乏。该文分析了果树振动系统的模型,对振动系统的参数计算做了简单介绍,通过分析果实振动后的运动规律,建立了一种果实运动模型,得出模型的动力学微分方程,为研究果实振动时的运动情况和受力情况提供了一些理论依据。 展开更多

关键词 林果采摘 偏心式振动 果实运动 理论分析

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变幅振动式林果采摘机激振机构的解析与仿真 被引量：1

7

作者 周欣 贺占蜀 《机械设计》 CSCD 北大核心 2022年第10期105-113,共9页

文中自行设计了一种新型的变幅振动式林果采摘机激振机构,即通过改变摇杆1夹角α调节振幅,以及通过改变液压马达转速ω调节激振频率,从而使林果采摘机适于采摘多种多样的林果。并且,通过解析与仿真的方法建立其运动学与动力学模型,分析... 文中自行设计了一种新型的变幅振动式林果采摘机激振机构,即通过改变摇杆1夹角α调节振幅,以及通过改变液压马达转速ω调节激振频率,从而使林果采摘机适于采摘多种多样的林果。并且,通过解析与仿真的方法建立其运动学与动力学模型,分析了关键结构参数杆L_(2)(即曲柄长度),α和ω对臂杆的影响规律。结果表明:通过解析与仿真两种方法分别获得的位移s、速度v、加速度a及受力曲线高度吻合,表明结构设计的准确性。L_(2)过大将导致采摘臂杆出现静止不动时刻与受力急剧增大,而L_(2)过小将减小采摘臂杆的振幅调整范围,综合考虑认为L_(2)=200 mm为最优参数。通过在15°~75°范围内调整α,可以在19~371 mm范围内调节采摘臂杆的振幅,从而成功实现林果采摘机激振机构的变幅振动。当林果采摘需要大振幅时则减小α,反之则增大α。随着ω的增大,采摘臂杆的振幅不发生变化,而v,a及受力都快速增大,因此采收率达到一定程度即可,不能为了采摘极少数固有频率较大的果实而一味增大ω。 展开更多

关键词 林果采摘机 激振机构 采摘臂杆 振幅 转速

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背负式林果采摘机的人机工程学评价 被引量：7

8

作者 邓享 阚江明 李文彬 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期131-136,共6页

为了研究背负式林果采摘机的人机工程学特性,通过林果采摘手臂疲劳实验,建立了基于表面肌电信号的上肢肱二头肌疲劳评价模型,并结合心率测试对比分析背负式林果采摘机和手持式采摘机的手臂疲劳特性。结果表明:操作背负式林果采摘机心率... 为了研究背负式林果采摘机的人机工程学特性,通过林果采摘手臂疲劳实验,建立了基于表面肌电信号的上肢肱二头肌疲劳评价模型,并结合心率测试对比分析背负式林果采摘机和手持式采摘机的手臂疲劳特性。结果表明:操作背负式林果采摘机心率增加比小于手持式采摘机;同时手臂疲劳程度也小于手持式采摘机。背负式林果采摘机较手持式采摘机更加省力,能够有效地缓解肌肉疲劳。 展开更多

关键词 林果采摘机 肌电信号 心率 疲劳特性

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图像处理技术在现代林果采摘中的应用 被引量：17

9

作者 唐敏 刘英 +2 位作者 费叶琦 刘阳 缑斌丽 《林业机械与木工设备》 2020年第4期4-7,共4页

在林果采摘作业中应用图像处理技术是实现林果生产自动化和智能化的重要环节,对提高采摘工作效率、降低采摘成本等具有重要意义。在介绍图像处理技术的基础上,对近年来图像处理技术在现代林果采摘中的应用研究成果进行梳理,并对图像处... 在林果采摘作业中应用图像处理技术是实现林果生产自动化和智能化的重要环节,对提高采摘工作效率、降低采摘成本等具有重要意义。在介绍图像处理技术的基础上,对近年来图像处理技术在现代林果采摘中的应用研究成果进行梳理,并对图像处理技术研究方向进行展望,旨在为后续我国相关研究提供理论和技术参考。 展开更多

关键词 图像处理 林果采摘 分割 特征提取

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国内林果采摘设备研究现状分析 被引量：13

10

作者 寇欣 王东 +1 位作者 周建波 汤晶宇 《林业机械与木工设备》 2022年第6期15-21,共7页

林果机械化采摘是实现林果快速收获的途径。针对国内林果采摘设备的发展现状,综述了振动式、拍打式、气吸式、齿梳式和采摘机器人几种结构型式的林果采摘设备的结构、工作原理、适用范围和工作效率,分析了林果采摘设备的发展趋势,以期... 林果机械化采摘是实现林果快速收获的途径。针对国内林果采摘设备的发展现状,综述了振动式、拍打式、气吸式、齿梳式和采摘机器人几种结构型式的林果采摘设备的结构、工作原理、适用范围和工作效率,分析了林果采摘设备的发展趋势,以期为林果采摘设备的发展提供一定借鉴。 展开更多

关键词 林果采摘 机械化 研究现状 发展趋势

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基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统研究

11

作者 吕怡秋 《南方农机》 2023年第23期22-23,35,共3页

【目的】提高林果采摘机器的综合采摘效率,减轻人工作业强度,优化系统数据收集与传输性能,提升系统稳定性。【方法】课题组设计了一款基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统。该系统利用滤波算法实现了网络信息拥堵控制,其工作原理为... 【目的】提高林果采摘机器的综合采摘效率,减轻人工作业强度,优化系统数据收集与传输性能,提升系统稳定性。【方法】课题组设计了一款基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统。该系统利用滤波算法实现了网络信息拥堵控制,其工作原理为:通过高分辨率相机收集林果图像发送至总控系统,使用滤波算法识别目标林果后检测位置信息;由传感器收集林果与机械爪的距离进行位姿计算,运动控制设备发送指令后机械臂到达采摘位置;末端执行设备控制电机运转后操控机械臂完成采摘。【结果】测试表明,系统应用滤波算法的适应性良好,与应用灰狼算法相比,整体运行稳定率达到了92%以上,各项参数指标符合预期。【结论】该林果采摘机器智能控制系统可实现高效智能采摘,推广前景较为良好,本研究可为类似采摘或收获农机装备的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 滤波算法 林果采摘机器 智能控制系统 稳定性

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