Войти
Автономный сельскохозяйственный робот Сельскохозяйственный робот - это робот, развернутый для сельскохозяйственные цели. Основная область применения роботов в сельском хозяйстве сегодня - это уборка урожая. Новые применения роботов или дронов в сельском хозяйстве включают борьбу с сорняками, засев облаков, посадку семян, сбор урожая, мониторинг окружающей среды и анализ почвы. Согласно прогнозам, к 2025 году рынок сельскохозяйственных роботов достигнет 11,58 миллиарда долларов.
Роботы для сбора фруктов, тракторы без водителя / опрыскиватели и роботы для стрижки овец призваны заменить человеческий труд. В большинстве случаев перед выполнением задания необходимо учитывать множество факторов (например, размер и цвет собираемых фруктов). Роботов можно использовать для других садоводческих задач, таких как обрезка, прополка, опрыскивание и мониторинг. Роботы также могут использоваться в животноводстве (животноводческая робототехника), таких как автоматическое доение, мойка и кастрация. Подобные роботы имеют много преимуществ для сельскохозяйственной отрасли, включая более высокое качество свежих продуктов, более низкие производственные затраты и меньшую потребность в ручном труде. Их также можно использовать для автоматизации ручных задач, таких как опрыскивание сорняков или папоротников, когда использование тракторов и других пилотируемых транспортных средств слишком опасно для операторов.
Полевой робот Механическая конструкция состоит из концевого эффектора, манипулятора и захвата. При разработке манипулятора необходимо учитывать несколько факторов, в том числе задачу, экономическую эффективность и требуемые движения. Концевой эффектор влияет на рыночную стоимость фруктов, а конструкция захвата основана на убираемом урожае .
Концевые эффекторы в сельскохозяйственном роботе - это устройство на конце роботизированной руки, которое используется для различных сельскохозяйственных операций.. Было разработано несколько различных видов конечных эффекторов. В сельскохозяйственной операции с использованием винограда в Японии концевые эффекторы используются для сбора урожая, прореживания ягод, опрыскивания и упаковки в мешки. Каждый был разработан в соответствии с характером задачи, а также формой и размером целевого фрукта. Например, концевые эффекторы, используемые для уборки урожая, были предназначены для захвата, разрезания и толкания гроздей винограда.
Прореживание ягод - это еще одна операция, выполняемая на винограде, которая используется для повышения рыночной стоимости винограда, увеличения размера винограда и облегчения процесса сборки в гроздья. Для прореживания ягод концевой эффектор состоит из верхней, средней и нижней части. В верхней части есть две пластины и резинка, которая может открываться и закрываться. Две пластины сжимают виноград, чтобы отрезать ветви rachis и извлечь гроздь винограда. Средняя часть содержит пластину с иглами, пружину сжатия и еще одну пластину, на поверхности которой расположены отверстия. Когда две пластины сжимаются, иглы пробивают дырки в винограде. Затем в нижней части есть режущее устройство, которое может разрезать пучок до стандартизации по длине.
Для распыления концевой эффектор состоит из распылительной насадки, прикрепленной к манипулятору. На практике производители хотят, чтобы химическая жидкость равномерно распределялась по пучку. Таким образом, конструкция позволяет равномерно распределять химикат, заставляя сопло двигаться с постоянной скоростью, сохраняя расстояние от цели.
Заключительный этап производства винограда - это процесс упаковки. Концевой эффектор мешка оснащен устройством подачи мешков и двумя механическими пальцами. В процессе упаковки устройство подачи пакетов состоит из прорезей, которые непрерывно подают пакеты к пальцам, перемещаясь вверх и вниз. Пока пакет подается к пальцам, две листовые пружины, расположенные на верхнем конце пакета, удерживают его в открытом состоянии. Пакеты производятся для хранения гроздей винограда. По завершении процесса упаковки пальцы открываются и освобождают мешок. Это закрывает листовые пружины, которые закрывают мешок и предотвращают его повторное открытие.
Захват - это захватное устройство, которое используется для уборки целевого урожая.. В основе конструкции захвата лежит простота, низкая стоимость и эффективность. Таким образом, конструкция обычно состоит из двух механических пальцев, которые могут двигаться синхронно при выполнении своей задачи. Специфика дизайна зависит от решаемой задачи. Например, в процедуре, которая требовала обрезки растений для сбора урожая, захват был оснащен острым лезвием.
Манипулятор позволяет захвату и конечному эффектору перемещаться по окружающей среде. Манипулятор состоит из четырехстержневых параллельных звеньев, которые поддерживают положение и высоту захвата. Манипулятор также может использовать один, два или три пневматических привода. Пневматические приводы - это двигатели, которые создают линейное и вращательное движение путем преобразования сжатого воздуха в энергию. Пневматический привод является наиболее эффективным приводом для сельскохозяйственных роботов из-за его высокой удельной мощности. Наиболее рентабельной конструкцией манипулятора является конфигурация с одним приводом, но это наименее гибкий вариант.
Первые разработки робототехники в сельском хозяйстве можно датировать еще 1920-ми годами., с началом исследований по внедрению автоматического наведения транспортных средств в сельское хозяйство. Это исследование привело к развитию автономных сельскохозяйственных транспортных средств между 1950-ми и 60-ми годами. Однако концепция не была идеальной, поскольку транспортным средствам по-прежнему требовалась тросовая система. Роботы в сельском хозяйстве продолжали развиваться, так как начали развиваться технологии и в других секторах. Только в 1980-х годах, после разработки компьютера, машинное зрение наведение стало возможным.
Другие разработки на протяжении многих лет включали сбор апельсинов с помощью роботов как во Франции, так и США.
В то время как роботы используются в промышленных помещениях на протяжении десятилетий, наружные роботы для использования в сельском хозяйстве считаются более сложными и трудными в разработке. Это связано с опасениями по поводу безопасности, но также и из-за сложности сбора урожая с учетом различных факторов окружающей среды и непредсказуемости.
Есть опасения по поводу количества рабочей силы в сельском хозяйстве. потребности сектора. Со стареющим населением Япония не может удовлетворить потребности сельскохозяйственного рынка труда. Точно так же Соединенные Штаты в настоящее время зависят от большого числа рабочих-иммигрантов, но из-за сокращения сезонных сельскохозяйственных рабочих и усиления усилий правительства по пресечению иммиграции они тоже не могут удовлетворить спрос. Компании часто вынуждены оставлять посевы гниющими из-за невозможности собрать их все к концу сезона. Кроме того, есть опасения по поводу растущего населения, которое необходимо будет прокормить в ближайшие годы. В связи с этим существует большое желание улучшить сельскохозяйственную технику, чтобы сделать ее более рентабельной и жизнеспособной для дальнейшего использования.
Большая часть текущих исследований продолжает работать в направлении автономные сельскохозяйственные машины. Это исследование основано на достижениях, достигнутых в системах помощи водителю и беспилотных автомобилях.
Хотя роботы уже используются во многих областях сельскохозяйственных сельскохозяйственных работ, они по-прежнему отсутствуют при сборе урожая различных культур. Ситуация начала меняться, поскольку компании начали разрабатывать роботов, которые выполняют более конкретные задачи на ферме. Наибольшее беспокойство по поводу уборки урожая роботов вызывает сбор мягких культур, таких как клубника, которые можно легко повредить или полностью пропустить. Несмотря на эти опасения, в этой области наблюдается прогресс. По словам Гэри Вишнацки, соучредителя Harvest Croo Robotics, один из их сборщиков клубники, которые в настоящее время проходят испытания во Флориде, может «собрать поле площадью 25 акров всего за три дня и заменить бригаду из примерно 30 сельскохозяйственных рабочих». Аналогичный прогресс наблюдается в сборе урожая яблок, винограда и других культур.
Еще одна цель, которую ставят сельскохозяйственные компании, включает сбор данных. Растут опасения по поводу роста населения и уменьшения количества рабочей силы, способной прокормить его. Сбор данных развивается как способ повышения производительности на фермах. AgriData в настоящее время разрабатывает новую технологию, чтобы сделать именно это и помочь фермерам лучше определять наилучшее время для сбора урожая путем сканирования фруктовых деревьев.
Роботы могут применяться во многих областях в сельском хозяйстве. Некоторые примеры и прототипы роботов включают роботов-доильщиков Merlin, Rosphere, Harvest Automation, Orange Harvester, салат-бот и культиватор. Одним из примеров широкомасштабного использования роботов в сельском хозяйстве является молочный бот. Он широко распространен среди британских молочных ферм из-за своей эффективности и отсутствия необходимости перемещаться. По словам Дэвида Гарднера (исполнительного директора Королевского сельскохозяйственного общества Англии), робот может выполнить сложную задачу, если она повторяется и робот может сидеть на одном месте. Кроме того, роботы, которые работают над повторяющимися задачами (например, доением), выполняют свою роль в соответствии с единым и конкретным стандартом.
Другой областью применения является садоводство. Одним из приложений садоводства является разработка RV100 компанией Harvest Automation Inc. RV 100 предназначена для транспортировки горшечных растений в теплице или на открытом воздухе. Функции RV100 по перемещению и организации горшечных растений включают возможность размещения, сбора и консолидации. Преимущества использования RV100 для этой задачи включают высокую точность размещения, автономную работу внутри и снаружи помещений, а также снижение производственных затрат.
Fendt Xaver 
Портал по сельскому хозяйству 
СМИ, связанные с сельскохозяйственными роботами на Wikimedia Commons
 | Найдите agrimation в Викисловаре, бесплатном словаре. |
