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該智能采摘機(jī)器人主要由兩部分組成:兩自由度的移動(dòng)載體和五自由度的機(jī)械手。其中,移動(dòng)載體為履帶式平臺(tái),加裝了主控PC機(jī)、電源箱、采摘輔助裝置、多種傳感器;五自由度機(jī)械手由各自的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此開鏈連桿式關(guān)節(jié)型機(jī)器人,機(jī)械手固定在履帶式行走機(jī)構(gòu)上,采摘機(jī)器人機(jī)械臂為PRRRP結(jié)構(gòu),作業(yè)時(shí)直接與果實(shí)相接觸的末端操作器固定于機(jī)械臂上。機(jī)械臂一個(gè)自由度為升降自由度,中間三個(gè)自由度為旋轉(zhuǎn)自由度,第五個(gè)自由度為棱柱關(guān)節(jié)。由于蘋果采摘機(jī)器人工作于非結(jié)構(gòu)性、未知和不確定的環(huán)境中,其作業(yè)對(duì)象也是隨機(jī)分布的,所以加裝了不同種類的傳感器以適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)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。將拍完的照片通過計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)。山東自動(dòng)化智能采摘機(jī)器人供應(yīng)商
熙岳為什么要做智能采摘機(jī)器人這個(gè)領(lǐng)域呢?現(xiàn)在國內(nèi)農(nóng)業(yè)的人工成本還是比機(jī)器人的成本要低,尤其對(duì)于采摘機(jī)器人來說,采摘通常一年一次大部分時(shí)間都是閑置狀態(tài),會(huì)制約行業(yè)的發(fā)展。采摘機(jī)器人的普及可能需要兩個(gè)條件:1、國內(nèi)農(nóng)業(yè)人工工資繼續(xù)上漲到接近發(fā)達(dá)國家或者農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力完全匱乏甚至連老年勞動(dòng)力都不再有的時(shí)候2、避免一年使用一次的單功能機(jī)器人,將末端設(shè)計(jì)成可更換的、能適應(yīng)多種場(chǎng)景,提高機(jī)器人的使用率。不管怎么說,農(nóng)業(yè)這個(gè)古老的行業(yè)需要更多人的關(guān)注和投入,共同努力推進(jìn)它的發(fā)展。智能智能采摘機(jī)器人按需定制機(jī)械手可以采摘距離地面0.4m~1.6m的小番茄,展開之后比較大臂展400mm,重復(fù)定位精度可達(dá)1mm。
植株的種植模式對(duì)智能采摘機(jī)器人采摘的性能影響很大,對(duì)傳統(tǒng)的杯形種植,果實(shí)非常分散,機(jī)器人需要很大的工作空間,同時(shí)枝干的空間分布使采摘作業(yè)非常困難。而日本的鮮食番茄一般采用單架栽培模式,由支柱和繩索支撐,在與地面垂直的方向栽培,數(shù)個(gè)果實(shí)成串懸掛生長(zhǎng),由于葉柄很短,果實(shí)識(shí)別簡(jiǎn)化,同時(shí)采摘作業(yè)性能得到保證。各樣機(jī)多針對(duì)溫室采用電動(dòng)輪式底盤或軌式底盤,少數(shù)對(duì)露地栽培而采用履帶式底盤。對(duì)通常栽培模式,由于冠層的復(fù)雜性和果實(shí)分布的隨機(jī)性,其機(jī)械臂從早期的3 自由度發(fā)展到以6 和7 自由度關(guān)節(jié)式機(jī)械臂為主;而近藤直等針對(duì)使番茄果實(shí)倒垂生長(zhǎng),從而使采摘難度降低的單架式栽培模式,應(yīng)用直角坐標(biāo)機(jī)械臂實(shí)施采摘;Chiu 等則將商用關(guān)節(jié)式機(jī)械臂與剪叉式升降機(jī)結(jié)合,從而擴(kuò)大豎直方向的工作空間。
智能采摘機(jī)器人上崗作業(yè),就引來大家的嘖嘖稱奇。只見它沿著溫室的軌道“走入”番茄種植區(qū),稍微停頓一會(huì)就將自己“拉長(zhǎng)”到與人等高,并迅速伸出雙臂,熟門熟路地找到成熟的番茄,用夾子夾緊后旋轉(zhuǎn)一圈,番茄應(yīng)聲落蒂,被送入采摘框中。在15秒內(nèi),機(jī)器人雙臂聯(lián)動(dòng),準(zhǔn)確無誤地摘下了兩個(gè)成熟的番茄?!跋鄼C(jī)是它的眼睛,機(jī)械臂和柔性爪是手,壟間平臺(tái)車是腳,而植入在機(jī)器人內(nèi)部的人工芯片相當(dāng)于它的大腦。他們事先將幾百張番茄植株的照片放在機(jī)器人面前,讓它們識(shí)別出成熟的果實(shí)。機(jī)器人通過不斷的深度學(xué)習(xí)掌握了如何在復(fù)雜場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)對(duì)果實(shí)的選擇性采收,同時(shí)采用智能識(shí)別技術(shù)檢測(cè)小番茄果實(shí)、小番茄成熟度、壞果監(jiān)測(cè),進(jìn)行智能采摘,并投放到采摘籃里。
智能采摘機(jī)器人在軌道上運(yùn)行,使用前列人工智能圖像識(shí)別算法來識(shí)別西紅柿的位置、顏色和形狀,然后收獲那些被識(shí)別為足夠成熟的西紅柿。為了做到這一點(diǎn),它使用了一個(gè)「特殊的終端效應(yīng)器」,讓它能夠在不損壞西紅柿的情況下采摘西紅柿。這一點(diǎn)至關(guān)重要,因?yàn)檫@西紅柿是打算賣給顧客吃的。這種機(jī)器人能夠以每分鐘10個(gè)左右的速度,也就是每六秒鐘采摘一個(gè)軟軟的紅番茄。雖然這可能不會(huì)比人類執(zhí)行同樣的任務(wù)要快很多,但機(jī)器人能夠提高人類效率,畢竟它能夠持續(xù)不停地工作——這意味著它可以在夜班或者人類員工度假的時(shí)候上班,完全不需要請(qǐng)病假或休假。小車配置視覺識(shí)別功能,對(duì)小車前進(jìn)指引方向并定位。遼寧荔枝智能采摘機(jī)器人
同時(shí)為滿足展示效果,增加簡(jiǎn)易語音互動(dòng)功能。山東自動(dòng)化智能采摘機(jī)器人供應(yīng)商
經(jīng)過在由由中荷農(nóng)業(yè)創(chuàng)新園的實(shí)驗(yàn),研究人員發(fā)現(xiàn),智能采摘機(jī)器人雙臂同時(shí)運(yùn)作,15秒內(nèi)可以采摘兩個(gè)大番茄,這個(gè)速度與目前人工采摘的速度差不多。這是采摘機(jī)器人在真實(shí)場(chǎng)景中的首秀,盡管結(jié)果還不夠完美,但驗(yàn)證了藤葉遮擋條件下果蔬機(jī)器視覺識(shí)別、難采果實(shí)高效摘取位姿規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù),取得良好效果。機(jī)器人不僅可以采摘番茄,通過“換手”,它還可以采收串番茄、甜椒、葡萄、蘋果等其他果蔬。隨著農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)技術(shù)的提高以及采摘大數(shù)據(jù)的增加,它的采摘能力也會(huì)迅速提高,這在用工貴、招工難的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,無疑顯示出了強(qiáng)大的性價(jià)比和經(jīng)濟(jì)效益。山東自動(dòng)化智能采摘機(jī)器人供應(yīng)商
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