农业机器人

农业机器人是一种为农业目的而部署的机器人。今天，机器人在农业中的主要应用领域是在收获阶段。机器人或无人机在农业中的新兴应用包括杂草控制、云播种、播种、收获、环境监测和土壤分析。

根据核实的市场研究，农业机器人市场预计到2025年将达到115.8亿。

一般水果采摘机器人、无人驾驶拖拉机/喷雾器和剪羊毛机器人的设计是为了取代人类劳动。在大多数情况下，在开始执行任务之前，必须考虑很多因素（例如，要采摘的水果的大小和颜色）。

机器人可用于其他园艺任务，如修剪、除草、喷洒和监测。机器人也可用于畜牧业应用（畜牧业机器人），如自动挤奶、清洗和阉割。像这样的机器人对农业产业有很多好处，包括更高的新鲜产品的质量，更低的生产成本，以及减少对人工的需求。

它们还可以用来实现人工任务的自动化，如喷洒杂草或蕨类植物，在这种情况下，使用拖拉机和其他人力操作的车辆对操作员来说太危险。

机械设计由末端效应器、操纵器和夹持器组成。在机械手的设计中必须考虑几个因素，包括任务、经济效益和所需运动。末端效应器影响着水果的市场价值，而夹持器的设计则是基于正在收获的作物。

的末端效应器是在机器人手臂末端发现的装置，用于各种农业操作。已经开发了几种不同类型的末端效应器。在日本涉及葡萄的农业操作中，末端效应器被用于收获、浆果削皮、喷洒和装袋。

每一种都是根据任务的性质和目标水果的形状和大小设计的。例如，用于收割的终端效应器被设计为抓取、切割和推动葡萄串。疏果是对葡萄进行的另一项操作，用于提高葡萄的市场价值，增加葡萄的尺寸，并促进成串的过程。

对于疏果，终端效应器由上、中、下三部分组成。

上部有两个板和一个橡胶，可以打开和关闭。这两个板块压缩葡萄，以切断葡萄的轴枝并提取葡萄串。

中间部分包含一个针板，一个压缩弹簧，以及另一个表面遍布小孔的板。当这两块板压缩时，针会在葡萄上打洞。

接下来，下部有一个切割装置，可以切割葡萄串，使其长度标准化。对于喷洒，末端效应器包括一个喷头，它连接到一个机械手上。

在实践中，生产者希望确保化学液体均匀地分布在果穗上。因此，该设计通过使喷嘴以恒定的速度移动，同时保持与目标的距离，使化学品均匀分布。

葡萄生产的最后一步是装袋过程。装袋的终端效应器被设计为有一个送袋器和两个机械手指。在装袋过程中，送袋器由缝隙组成，它以上下运动的方式不断向手指供应袋子。

当袋子被送入手指时，位于袋子上端的两个板弹簧将袋子撑开。生产的袋子是为了容纳成串的葡萄。

一旦装袋过程完成，手指打开并释放袋子。这将关闭板簧，从而密封袋子并防止其再次打开。

抓取器是一种抓取装置，用于收获目标作物。抓取器的设计是基于简单、低成本和有效。因此，该设计通常由两个机械手指组成，在执行任务时能够同步移动。

设计的具体内容取决于正在执行的任务。例如，在一个需要切割植物进行收割的程序中，机械手配备了一个锋利的刀片。

操纵器允许抓手和末端效应器在其环境中导航。机械手由四条平行链接组成，保持抓取器的位置和高度。机械手还可以利用一个、两个或三个气动执行器。气动执行器是通过将压缩空气转换为能量而产生线性和旋转运动的电机。

气动执行器是农业机器人最有效的执行器，因为它的功率-重量比很高。xxx成本效益的机械手设计是单执行器配置，但这是最不灵活的选择。