国外采摘水果的机械装置

① 削水果时，果汁常会流到手上有什么发明创造的东西呢！

果汁机是用机械的方法将水果或蔬菜压榨成果汁的机器。一般果汁机的分类有几种，比较常见的两种是家用果汁机和商用果汁机。
现有的商用果汁机在进行水果果汁榨汁时，需要人工将削皮去核后的水果放入到果汁机的内部，而人工拿取水果投放的方式效率比较低，工作强度大，且同时还存在安全卫生程度低的缺点。
为此，我们提出了一种用于果汁机的水果抓取机械手。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于果汁机的水果抓取机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于果汁机的水果抓取机械手，包括主体支架a和固定在主体支架a一侧的主体支架b，所述主体支架a上设置有凹槽，所述凹槽的内侧壁固定连接有呈u型设置的电机支架a，所述电机支架a上设置有电机a，所述电机支架a通过联动机构连接有联动齿轮a，所述联动齿轮a通过转轴a与凹槽的内底部连接，所述凹槽的内底部通过连接杆连接有固定板，所述固定板的一侧通过转轴b与凹槽的内底部连接，所述转轴b的外侧壁固定套接有固定动力齿轮，所述固定动力齿轮通过连接件连接有伸缩驱动齿轮，所述固定动力齿轮与伸缩驱动齿轮啮合，所述连接件固定套接在转轴b的外侧壁上，且所述连接件通过转轴c与伸缩驱动齿轮连接，所述连接件通过控制机构a与凹槽的内底部连接；
所述凹槽的内底部固定连接有呈u型设置的电机支架b，所述电机支架b上设置有电机b，所述电机b通过联动机构连接有驱动齿轮b，所述驱动齿轮b通过转轴d与凹槽的内底部连接，所述转轴d的外侧壁固定连接有联动齿轮b，所述主体支架a和主体支架b之间设置有可转动的翻斗货板，所述翻斗货板靠近主体支架a的一侧固定连接有固定杆，所述固定杆的一端贯穿主体支架a并固定套接有扇形齿轮，所述扇形齿轮与联动齿轮b啮合，所述扇形齿轮通过控制机构b与凹槽的内底部连接。
优选地，所述联动机构包括转动连接在电机支架a内侧壁和电机支架b内侧壁的蜗杆，所述凹槽的内侧壁通过转轴e连接有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合连接，所述转轴e的外侧壁固定套接有驱动齿轮a，所述驱动齿轮a分别与联动齿轮a和驱动齿轮b啮合连接。
优选地，所述控制机构a包括固定连接在连接件上的开关件a，所述凹槽的内底部设置有与开关件a对应的槽型光电开关a。
优选地，所述控制机构b包括固定连接在扇形齿轮上的开关件b，所述凹槽的内底部设置有与开关件b对应的槽型光电开关b和槽型光电开关c。
优选地，所述电机支架a位于电机支架b的上方。
优选地，所述主体支架a的外侧壁设置有与凹槽对应的侧板。
优选地，所述主体支架a通过中挡件与主体支架b连接，所述中挡件位于翻斗货板的上方。
优选地，所述主体支架a的顶部通过盖板与主体支架b的顶部连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、本发明中，该果汁机的水果抓取机械手，可实现二维平面任意抓取，使动力使用单一，储存水果货盘处不用动力输出，降低机械故障，增加机械运动感；
2、本发明中，该果汁机的水果抓取机械手通过控制机构a和控制机构b对伸缩驱动齿轮以及翻斗货板的运动轨迹进行自动控制，实现自动化控制对水果的抓取，自动化程度高，提高了对水果榨汁的效率，同时也提高了果汁的卫生程度。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于果汁机的水果抓取机械手的结构示意图；
图2为本发明提出的一种用于果汁机的水果抓取机械手将抓取水果并倒出后的使用场景图；
图3为本发明提出的一种用于果汁机的水果抓取机械手的内部结构示意图。
图中：1、主体支架a；2、主体支架b；3、侧板；4、中挡件；5、翻斗货板；6、电机支架a；7、电机a；8、蜗杆；9、蜗轮；10、驱动齿轮a；11、联动齿轮a；12、固定板；13、固定动力齿轮；14、伸缩驱动齿轮；15、连接件；16、槽型光电开关a；17、开关件a；18、电机支架b；19、电机b；20、驱动齿轮b；21、联动齿轮b；22、扇形齿轮；23、开关件b；24、槽型光电开关b；25、槽型光电开关c；26、盖板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-图3，本发明还提出了一种用于果汁机的水果抓取机械手，包括主体支架a1和固定在主体支架a1一侧的主体支架b2，主体支架a1上设置有凹槽，凹槽的内侧壁固定连接有呈u型设置的电机支架a6，电机支架a6上设置有电机a7，电机支架a6通过联动机构连接有联动齿轮a11，联动齿轮a11通过转轴a与凹槽的内底部连接，凹槽的内底部通过连接杆连接有固定板12，固定板12的一侧通过转轴b与凹槽的内底部连接，转轴b的外侧壁固定套接有固定动力齿轮13，固定动力齿轮13通过连接件15连接有伸缩驱动齿轮14，固定动力齿轮13与伸缩驱动齿轮14啮合，连接件15固定套接在转轴b的外侧壁上，且连接件15通过转轴c与伸缩驱动齿轮14连接，连接件15通过控制机构a与凹槽的内底部连接；
凹槽的内底部固定连接有呈u型设置的电机支架b18，电机支架b18上设置有电机b19，电机b19通过联动机构连接有驱动齿轮b20，驱动齿轮b20通过转轴d与凹槽的内底部连接，转轴d的外侧壁固定连接有联动齿轮b21，主体支架a1和主体支架b2之间设置有可转动的翻斗货板5，翻斗货板5靠近主体支架a1的一侧固定连接有固定杆，固定杆的一端贯穿主体支架a1并固定套接有扇形齿轮22，扇形齿轮22与联动齿轮b21啮合，扇形齿轮22通过控制机构b与凹槽的内底部连接。
伸缩驱动齿轮14在使用时，安装有波动片，当伸缩驱动齿轮14往复运动时，将去核削皮后的水果拨落到翻斗货板5内，然后翻斗货板5运动，将翻斗货板5内的水果倒出，完成对水果的抓取。
本实施例中，进一步地，联动机构包括转动连接在电机支架a6内侧壁和电机支架b18内侧壁的蜗杆8，凹槽的内侧壁通过转轴e连接有蜗轮9，蜗轮9与蜗杆8啮合连接，转轴e的外侧壁固定套接有驱动齿轮a10，驱动齿轮a10分别与联动齿轮a11和驱动齿轮b20啮合连接。联动机构的作用是通过电机a7和电机b19带动伸缩驱动齿轮14和翻斗货板5往复运动。
本实施例中，进一步地，控制机构a包括固定连接在连接件15上的开关件a17，凹槽的内底部设置有与开关件a17对应的槽型光电开关a16。当开关件a17进入到槽型光电开关a16内，电机a7有顺时针转动改变为逆时针转动，或者由逆时针转动改变为顺时针转动，从而达到带动伸缩驱动齿轮14往复运动。
本实施例中，进一步地，控制机构b包括固定连接在扇形齿轮22上的开关件b23，凹槽的内底部设置有与开关件b23对应的槽型光电开关b24和槽型光电开关c25。当开关件b23进入到槽型光电开关b24的内部，电机b19的转动方向发生变化，开关件b23往槽型光电开关c25的方向运动，当开关件b23进入到槽型光电开关c25内，电机b19的转动方向又发生变换，电机b19的转动方向发生改变，从而带动翻斗货板5往复运动，将翻斗货板5内的水果倒出，完成对水果的抓取。
本实施例中，进一步地，电机支架a6位于电机支架b18的上方。
本实施例中，进一步地，主体支架a1的外侧壁设置有与凹槽对应的侧板3。
本实施例中，进一步地，主体支架a1通过中挡件4与主体支架b2连接，中挡件4位于翻斗货板5的上方。便于限制翻斗货板5的运动范围。
本实施例中，进一步地，主体支架a1的顶部通过盖板26与主体支架b2的顶部连接。
本发明中，当需要对去核削皮后的水果进行抓取时，电机a7转动带动联动齿轮a11转动，联动齿轮a11转动带动固定动力齿轮13转动，由于固定动力齿轮13与伸缩驱动齿轮14啮合，且固定动力齿轮13通过连接件15与伸缩驱动齿轮14连接，所以固定动力齿轮13转动带动带动伸缩驱动齿轮14绕弧形运动轨迹的方式移动，同时伸缩驱动齿轮14转动利用安装在伸缩驱动齿轮14上的波动片将放置在水果货盘上的水果拨动掉落进翻斗货板5内。电机b19转动带动驱动齿轮b20转动，驱动齿轮b20转动通过联动齿轮b21带动扇形齿轮22转动，由于扇形齿轮22通过固定杆固定在翻斗货板5上，且翻斗货板5分别转动在主体支架a1和主体支架b2上，所以电机b19转动带动翻斗货板5转动，将翻斗货板5内的水果倒出，即完成对水果的抓取。
本发明中，该果汁机的水果抓取机械手，可实现二维平面任意抓取，使动力使用单一，储存水果货盘处不用动力输出，降低机械故障，增加机械运动感；
本发明中，该果汁机的水果抓取机械手通过控制机构a和控制机构b对伸缩驱动齿轮14以及翻斗货板5的运动轨迹进行自动控制，实现自动化控制对水果的抓取，自动化程度高，提高了对水果榨汁的效率，同时也提高了果汁的卫生程度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

② 如何利用TRIZ理论创新设计采摘执行器

针对采摘执行器在采摘过程中无法控制采摘压力导致水果受损的问题，设计一种基于TRIZ的矛盾冲突理论和物场模型的采摘执行器。
研究目的与方法：
为提高果类在适宜采收期内的采摘效率，各种类型的水果辅助采摘机械应运而生，而这些采摘机械中的核心部件是末端执行器。末端执行器是水果采摘机械中完成水果抓取功能的组件，具体包括定位、抓取、采摘和复位等动作的执行，但市面上常用的简易型采摘器所配置的末端执行器多是靠人力控制以实现功能，其自动化程度低，采摘耗时耗力。针对现有采摘执行器在采摘过程因无法控制水果采摘压力导致水果易损伤的问题，应用TRIZ矛盾冲突理论和物场模型分析方法进行采摘执行器的创新设计。
通过TRIZ系统组件分析和功能模型进行问题分析，找出采摘执行器的有效功能和不足功能；运用TRIZ的技术冲突理论、物理冲突理论以及物场模型分析得出各种解决方案，经综合比较，最终运用分割原理方案实现执行器的压力可控且安装简易，运用空间分离原理实现执行器爪头自动扭转。新型的力度可控执行器在压力传感器和电机的相互配合下实现水果的无损自动抓取和采摘。
研究结果与结论：
1、综合应用TRIZ矛盾冲突理论和物场分析模型方法，设计了基于TRIZ理论的新型采摘执行器。新型采摘执行器主要由爪头、爪座、传感器和电机等组成，且采摘压力可控。从而实现水果的无损自动抓取和采摘，同时适用于不同果品采摘作业。
2、对采摘执行器进行了运动仿真和试验验证，进一步证明了采摘执行器的稳定性和可靠性。试验结果表明采摘执行器的抓取压力为2.5 N时采摘效果最佳且水果无挤压损伤，在30 min的采摘试验中，平均每个水果的采摘时间约为6 s，采摘成功率为93%。试验表明，采摘执行器的采摘效率和成功率符合采摘创新设计要求，为后续采摘器的研究提供了理论参考依据。

③ 机器人抢农夫工作的时代终于来临了

蔬果收成的时候，农夫放双手玩手机让机器人采摘的时代终于来临啦！

草根影响力新视野(琪拉编译)

利用机器采摘像是稻谷、大麦或是马铃薯已经行之有年，但是许多水果或青菜还是需要人工采摘，因为它们太脆弱，太容易受伤，或是机器难以分辨成熟与未成熟的蔬果。但随着科技进步，以及机器学习的成功，利用照相机以及人工智慧，这些问题都将可以解决。

剑桥大学实验室研发了一款名为Vegebot的人工智慧机器人，它可以精准判断成熟的莴苣，省了农夫很多力气。首先，机器人的照相机会先扫描莴苣，经由数千张莴苣照片中，机器已经学习到分辨何为成熟的莴苣，接着机器人的手将会精巧的采摘成熟莴苣，又不会伤害到它。原因是机器人有精巧的感应器，可以分辨精准位置，并且精确的将莴苣的茎切断，将莴苣摘回。

目前Vegebot已经有91%的精准度，但是采摘的速度还是输给人类，它需要花31秒的时间才能采摘一颗莴苣。

人类的粮食世界备受威胁，全球气候变迁、人口暴增、农地锐减、天然资源缺乏，许多原因都迫使农业必须要创新以及更有效率。这也是科学家研发机器人的原因。根据BIS研究室的估计，农业上使用无人机以及机器人的需要，将会在2028年提升到230亿美元的需求。因为机器人更有效率、更精准，并且也能解决人力短缺的问题。根据世界银行的统计，全世界从事农业的人口已经从1991年的43%锐减到2018年的28%了。

另外，机器人也可以让粮食的供给更均衡，不会断绝，也减少农地使用水、燃料、杀虫剂，也减少更多的浪费。原因是，过去仅靠人力采摘蔬果时，因为能力有限，许多蔬果成熟到没人可以采摘，最后烂掉、浪费掉。但是机器人可以精准的在农地里只采摘成熟的蔬果，然后按时间工作，反复采摘不同时间内成熟的水果。

比利时的新创公司Octinion就研发了这种可以采摘草莓的人工智慧机器人。Octinion的执行长汤姆柯恩说:[机器人可以帮助市场从供给推动面，到需求推动面。大大减少食物浪费，也减少粮食成本增加。]

但是，要制造专为农地工作的机器人挑战不小，首先就是它们必须要能抵挡恶劣的天气，无论晴雨、下雪、晴天、低温、高温，都能顺利工作。不过，人类研究机器人已经好几百年了，过去的不可能都逐渐变为可能，想必在不久的将来，利用机器人采摘全部蔬果，也是可预期之事。

④ 采摘水果机器人的介绍

在日本，农业劳动力老龄化和农业劳动力不足的问题十分突出，为了解专决这一问题，属日本开发除了一系列不同用途的农业机器人，这其中就包括采摘水果的机器人。这种机器人有他自身的特点：它们一般是在室外工作，作业环境较差，但是在精度上却没有工业机器人那样要求高；这种机器人的使用者不是专门的技术人员，而是普通的农民，所以技术不能太复杂，而且价格也不能太高。这里就以一种西瓜收获机器人为例来介绍。

⑤ 从智能化采摘到智能装箱，全自动水果采摘机器人有多牛

这种全自动水果采摘机器人真的是太厉害了，速度是非常快的，而且效率也是很高的，能够极大的减少劳动力。

⑥ 现代农业用到的机械种类，具体名称，用途，有图片更好！！

粮食加工机械 按工艺流程分为两大类：一类用于将稻谷、高粱、粟和黍等原粮脱壳去皮，碾制成成品米。例如稻谷原粮先经各种除杂清理设备清除各种杂质后，进入砻谷机并分离稻壳。排出的谷糙混合物进入谷糙分离筛。分离筛利用稻谷和糙米在粒度、密度和表面特性等方面的差异，将未脱壳的稻谷分离出来并送回砻谷机。糙米则进入碾米机碾制成白米，然后经成品分级筛除去糠粞和碎米，即得成品白米。另一类用于将小麦、玉米、大麦、荞麦和莜麦等原粮去掉皮层和胚芽，研磨成成品粉。例如小麦原粮经各种除杂清理设备清除各种杂质和沾附在麦粒表面的泥土、灰尘后，进入磨粉机研磨成粉，并经一组平筛筛理提取成品面粉。中间物料再进入另一台磨粉机研磨，如此反复提取面粉，最后经刷麸机将麸皮排出。
油料加工机械 制油工艺主要分压榨法、浸出法等。不同的制油工艺采用不同的机械设备，但制油原料都先经油料清理机械清除杂质，并用各种类型的油料剥壳机剥去外壳并使壳仁分离，然后用轧胚机压制成胚料。用浸出法时，将胚料浸在溶剂（己烷或轻汽油）中把油浸出，经过滤、蒸发和汽提等设备使油与溶剂分离，溶剂回收后可反复使用;用压榨法时,将胚料放在蒸炒锅内炒熟后，送入螺旋榨油机或液压榨油机内挤压出油。浸出或榨出的毛油再由各种精炼设备过滤、水化、碱炼、酸炼、脱色和脱臭等炼制成精油或成品油。

畜牧业机械

在放牧和舍养禽、畜饲养业生产过程中使用的各种机械设备。
草场维护和改良机械 包括杀灭草场鼠类用的毒饵撒播机、改良草场以提高牧草产量的松土补播机和草场喷灌设备等。
放牧场管理设备 包括电牧栏及其架设机械、流动防疫车和药淋设备等。①电牧栏：将电脉冲发生器产生的高压脉冲电流通入电篱，使牲畜在触到电篱时受到非致命的电击，从而使其在电篱所围成的电牧栏内活动、采食。装设太阳能或风力发电机，可为电牧栏提供方便而廉价的电源。②流动防疫车：一种越野性能好的专用汽车，车内装有防疫和兽医用的化验、消毒、治疗设备和内燃发电机组等，可运载数个防疫或兽医人员及时赶赴疫区。③药淋设备：主要用于防治放牧羊群的疥癣和体表寄生虫。
牧草和青饲料收获机械 在田间收取牧草并形成散草、草捆、草垛和草块等的机械，主要包括割草或割草调制机、搂草机、捡拾压捆机、集草堆垛机械、牧草装运机械和青饲料收获机等。割草机有往复式和旋转式两种类型。70年代开始发展的旋转式割草机与传统的往复式相比，具有切割和前进速度高、工作平稳、对牧草适应性强的优点，适用于高产草场，但切割不够整齐，重割较多，能耗较大。在割草机上加装压辊即成为割草调制机，可将割下的鲜牧草茎秆压扁挤裂，以加速干燥过程。搂草机有横向和侧向两类，用于将割倒散铺在地面的牧草搂集成不同形式的草条。捡拾压捆机用以从地面拾起成条的干草，并将其压缩成矩形或圆形断面的紧密草捆，以便于运输和储存。青饲料收获机有甩刀式和通用型两类。前者用高速旋转的甩刀式切碎器把青饲作物砍断、切碎并抛送到挂车中，主要用于收获低矮青饲作物。后者备有全幅切割收割台、对行收割台和捡拾装置3种附件，因而可收获各种青饲作物。
饲料加工机械 主要包括：加工各种粗、精饲料的饲料粉碎机、锄草机和青饲料切碎机；配制混合饲料的饲料混合机；将粉状饲料制成颗粒状的饲料压粒机；处理秸秆饲料的茎秆调制机；用于加工薯类、瓜菜等多汁饲料的洗涤机、切片机、刨丝机、打浆机、菜泥机和饲粒蒸煮器等。
舍养禽、畜饲养管理机械 主要包括：禽畜舍的通风换气、温度控制和照明等环境控制设备；禽畜喂饲和饮水设备;禽畜防疫设备;除粪和粪便处理设备，以及禽蛋收集和挤奶设备等。现代化的蛋鸡舍包括从孵化育雏到鸡蛋装箱的成套机械化、自动化设备，在与外界隔绝的条件下，可按要求自动控制舍内环境。按不同鸡龄和产蛋鸡的需要定量喂饲全价配合饲料，并装设自动饮水器和定期除粪设备。鸡蛋则通过集蛋系统自动收集，经清洗、分级后装箱待运。

作物收获机械

作物收获机械包括用于收取各种农作物或农产品的各种机械。不同农作物的收获方式和所用的机械都不相同。有的机器只进行单项收获工序，如稻、麦、玉米和甘庶等带穗茎秆的切割；薯类、甜菜和花生等地下部分的挖掘;棉花、茶叶和水果等的采摘;亚麻、黄麻等茎秆的拔取等。有的收获机械则可一次进行全部或多项收获工序，称为联合收获机。例如谷物联合收获机可进行茎杆切割、谷穗脱粒、秸秆分离和谷粒清选等项作业；马铃薯联合收获机可进行挖掘、分离泥土和薯块收集作业。（见彩图）

谷物联合收获机 由收割台、输送装置、脱粒装置、分离装置、清选装置、粮箱和传动装置等组成。按作物的喂入方式有全喂入式和半喂入式两种。欧美各国都使用全喂入式谷物联合收获机（图6），主要用于收获小麦和其他麦类作物，经部分改装和调整后也能用于收获玉米、豆类、水稻和向日葵等。作业时，收割台前端的往复式切割器在拨禾轮的配合下,将带穗禾秆割倒在收割台上,经收割台输送装置和中间输送装置送入脱粒装置，在通过脱粒滚筒与凹板之间的间隙时受搓擦和打击作用而脱粒。大部分谷粒穿过凹板筛孔后进入清选装置，少量谷粒夹带在凹板上的脱出物中被抛送到分离装置，在链式分离装置的上下、前后往复抖动下谷粒被分离出来进入清选装置，茎稿等大杂物则被向后输送而抛出机外。进入清选装置的谷粒经风扇和筛子将细小的杂质清除，干净的谷粒被送入粮箱。粮箱装满后,启动卸粮输送器,将谷粒卸入运粮车内。70年代中、后期，在北美相继出现多种类型的轴流滚筒式全喂入谷物联合收获机，它将脱粒装置与分离装置结合为一体，从而免除庞大的链式分离装置，缩短整机长度。在中国南方和日本先后发展了以收获水稻为主的半喂入式谷物联合收获机。作业时，割下的水稻禾秆在夹持输送过程中仅穗头部分进入脱粒装置，脱粒后的秸秆比较完整，便于综合利用。混杂在谷粒中的碎秸量少，一般可不设单独的分离装置，因而与全喂入式相比，结构简单而功率消耗较小。

采棉机 它用旋转的带齿摘锭，将绽开棉桃中的带籽纤维抓带出来并靠气流送入棉箱。采棉机有两种主要类型：在美国使用水平摘锭式采棉机,其采摘率较高,但结构复杂、制造精度要求和成本高；在苏联大多使用垂直摘锭式采棉机，其结构较简单、成本较低，但采摘率较低、落地棉较多、对棉株损伤较大。
机采籽棉的含杂率高，质量等级较手摘籽棉显著降低。机采籽棉需要配备成套的清棉设备，采摘的棉花在轧花前后进行反复清理后才能用作纺织原料。 农业运输机械

农业运输机械用于运输各种农副产品、农业生产资料、建筑材料和农村生活资料,包括各种农用运输车、由汽车或拖拉机牵引的挂车和半挂车、畜力胶轮大车、胶轮手推车以及农船等。
拖拉机牵引的挂车和半挂车与汽车牵引的挂车和半挂车类似，但挂接点位置较低，车厢形式多种多样，以适应运输不同农业物料的需要，如散装谷物和饲料挂车；牧草和青饲料挂车；草捆运输车；甘蔗运输车；鲜活禽畜运输车；厩肥、化肥和液肥运输车；农机具运输车等。半挂车的部分重量通过牵引杆压在拖拉机的牵引装置上，使拖拉机驱动轮增重，以利于发挥拖拉机的牵引力。

⑦ 高大果树水果采摘装置的意义

减少采摘的危险性。以辅助密集、高枝水果的采摘。可以降低劳动强度，提升采摘效率，减小采摘时高空作业的危险性，因此研究开发辅助人工水果采摘机械装置具有重要意义。水果采摘装置，属于水果采摘领域。水果采摘装置包括采摘单元、输送管及收集单元。采摘单元包括采摘杆及设置于采摘杆顶部的刀具。

⑧ 八种国际顶尖农业机器人一探未来农业

随着 科技 的不断发展，机器人、人工智能、AI、大数据、元宇宙这些高 科技 技术和概念的出现，为人们带来对未来的憧憬和向往。在高速发展的 科技 时代，未来的农业会如何？

本期，壹度创意我与你一起了解全球顶尖农业机器人及其在农业各个阶段的应用，去一同探究未来农业所带来的变革。

众所周知，春播夏长秋收冬藏，这是自然作物的生长规律。农作物除了遵循自然规律之外，还与其所处的地域及气候等因素相关。但无论哪些因素的影响，农作物都会遵循其内在生长规律。正如农民耕种所遵循的流程化作业一样，如犁地、播种、浇水施肥、锄草、灭虫、灌溉、收获几个步骤是必不可少。

通常，农民在种地之前一般选取一块肥沃的土地，进行犁地，将土块拍碎，越碎越好，然后播下种子并用土覆盖，之后施肥为保证土壤湿润要进行浇灌，后期要进行打除草剂等，如果气候干燥还要及时灌溉，最后进行收割。在农业发展的历程中，我们最初依赖于农民的勤耕日作，但随着农业机械化及农业机器人的出现，农业的生产方式发生了很大的变化。

01 · 犁地机器人

一款芬特公司研发播种机器人采用了swarm定向播种技术，这些机器人以一种完全自主、高效且高精度的协作方式，来进行犁地和播种的工作，极大地改善了农耕时节农民从人工推犁耙到牛车拉犁耙，再到驱农用车犁地的劳动方式。

02 · 育苗机器人

育苗大部分时间只是把盆栽作物移来移去，这是一项非常单调枯燥的工作，浪费人力、效率不高。来自波士顿的育苗机器人解决了这个问题。这个育苗小管家主要由滚动轮胎、抓手和托盘组成。工作人员只要实现在触摸屏上设定地点参数，机器人就能感应盆栽，并自动把它们移动到目的地点。不过，它们的工作的确是最单调的。

03 · 种植机器人

播种的时节到了，在乡村地头我们依旧可以看到，农民拿着铁锹一铁锹挖个坑把种植播下去的场景，也可能会看到一个农民开着类似拖拉机一样的农业机械完成种植作业。这不免让我们感慨，农民那么辛苦的工作，但得到的回报却极其微薄。农业机械化的发展减轻了农民的劳动负担，提高了农业产量，促使农业发展向前迈进了一大步。

而国外一款名为Prospero的自动微型种植机器人在减轻劳动力及提高农业产量方面有着更为突出的贡献。它采取团队协作的方式，结合博弈论理论来逐株做出种植决策。机器人的顶部装有旋转双超声波感应器以来感知障碍物来避开潜在的风险，机器人下方传感器可以获取更精准的数据，来决定植物种植的最佳间距和深度。如果在它所停留之处未发现种植，Prospero可以挖个洞，放一粒种子，并用土壤将其覆盖。

此外，一位法国发明家发明了专用于葡萄种植园的机器人，并把它命名为“瓦也”（Wall-Ye）。它几乎能代替种植园工人的所有工作：修剪藤蔓、剪除嫩芽、监测土壤和藤蔓的 健康 状况。除此之外，瓦也比目前已有的种植园机器人多出一种功能，那就是安全系统。瓦也只能在有程序设定好的种植园工作，危险情况下还能启动自我毁灭程序。只在设定好的范围内工作，危险情况下宁愿启动自我毁灭程序也不“反叛”，颇有科幻片主角瓦力的感觉，瓦也可算是最忠诚的机器人了。

04 · 灌溉机器人

为了使农作物更好地生长，浇水、施肥、除草是培育农作物的过程中必不可少的过程。国外一款名为Grower被称为“草坪或农田中的灌溉英雄”。Grower可以自行慢游，利用传感器检测农田的干燥度来智能地灌溉。有些地比较湿润，不需要浇那么多水，有些土地比较干燥，需要浇大量的水，这样既为农作物提供了一个均衡的环境，还有效地节约了水资源。

05 · 蜜蜂机器人

植物开花授粉，才能酝酿果实。一到夏天，我们就能看到忙碌的蜜蜂身影。但如果你种植的植物是大棚，且在蜜蜂冬眠时开花，授粉就成为一个难题。

哈佛工程师发明了一种形似蜜蜂的小型飞行机器人，它可以自动传授花粉、进行灾后搜查和救助工作，是一款功能多样的农用机器人。英国科学家的野心更大，他们希望能发明出一款模拟真实蜜蜂大脑的机器蜂，它能基本完成蜜蜂的所有工作。这种功能强大的小“飞行员”，是不是很有科幻片的感觉？

06 · 农作物监测机器人

德国科学家研发出一款名叫BoniRob的农业机器人，它装了高精度的卫星导航，能将自己的位置精确在2厘米以内。它的外形很像一款四轮越野车，利用光谱成像仪来区分出绿色作物和褐色土壤，并记下每一株作物的位置，在生长季中一次次返回原地观察它们的生长。有着越野车的外形，却做着人工智能的活，难道不是很炫酷吗？

这“只”机器人就像一个仓鼠球，没有轮子也没有腿脚，移动起来就像一只仓鼠在球里跑。它利用GPS和WI-FI技术监测农作物数据，包括土壤组成、温湿度和植被 健康 状况，并报告给农民。“滚跑”过程中，它还能帮助抚平土壤，而且不会对农作物造成伤害。假如这只小球不小心掉入陷阱或被人抓了，农民可以远程操控它运作。跑起来就像是仓鼠在笼子嬉戏，再加上它圆滚滚的外表，最萌的农业机器人不是它还能是谁？

在澳大利亚杏仁农场上工作的机器人，可以巡逻果园并收集数据

“瓢虫”智能农业机器人，虽然不能消灭害虫，但它可以移动侦察农场，测绘，分类以及监测多种作物之间的问题。

07 · 采摘机器人

收获季节，大量农作物成熟，通常，在乡村田间会看到家家户户都开始在田间收获果实。有些果实如果不及时收割，就会落果腐败。这也是一个劳动力密集型作业。

Frontier IP推出了一款树莓采摘机器人，树莓比任何其他水果都娇嫩柔软，生长在树叶和浆果分布复杂的灌木丛中。

当然，还有很多机器人公司根据不同作物果实特征，研发了各种水果采摘、农作物收割机器人，极大地减轻农民劳作负担及劳作时间成本。

08 · 牧羊机器人

大草原上，你会时常看到牧羊人赶着牛羊群的身影。羊群非常依赖牧羊人的饲养和保护，或由牧羊人的带领下寻找新的草场觅食。澳大利亚科学家发明了一种功能类似牧羊犬的机器人来取代牧羊人，能在农场上代替人或牧羊犬赶羊。它使用2D和3D感应器，内置了全球定位系统，能够根据羊群的移动速度来赶着它们走。

本期，关于顶尖的农业机器人就分享到这里。在这个 科技 与信息的时代，壹度创意认为：

我们要立足当下农民切实问题，如劳动力缺失、生产效率低等问题，也要抬头看未来，尤其当下哪些技术可以切实地帮助农民解决问题，提升农业的生产率。农业机器人的出现从根本上解决了当下农业发展过程中受人力及生产效率制约的问题。

虽然很多技术还只是研发阶段，但我们坚信，未来农业将会更加智能、便捷，为千百年来被缚于土地之上农民减轻负担，促进农业增产、提效、提质，在乡村振兴与发展领域，真正发挥其贡献。

延伸阅读

⑨ 农业机器人来了！

农业发达国家，机器人似乎已经开始成为智能时代的一种新风尚，在世界各地，有不少农场都投入使用了效率比农场工人高得多的机器人。

农业机器人是一种机器，是机器人在农业生产中的运用，是一种可由不同程序软件控制，以适应各种作业,能感觉并适应作物种类或环境变化，有检测(如视觉等)和演算等人工智能的新一代无人自动操作机械。

一、发展

农业机器人出现后，发展很快，许多国家在农业机器人的研制和发展，出现了多种类型农业机器人。目前日本居于世界各国之首。在进入21世纪以后，新型多功能农业机器人得到日益广泛地应用，智能化机器人也会在广阔的田野上越来越多地代替手工完成各种农活，第二次农业革命将深入发展。。区别于工业机器人，是一种新型多功能农业机械。农业机器人的广泛应用，改变了传统的农业劳动方式降低了农民的劳动力，促进了现代农业的发展。

二、分类

1、施肥机器人

美国明尼苏迭州一家农业机械公司的研究人员推出的机器人别具一格，它会从不同土壤的实际情况出发，适量施肥。它的准确计算合理地减少了施肥的总量，降低了农业成本。由于施肥科学，使地下水质得以改善。

2、大田除草机器人

德国农业专家采用计算机、全球定位系统(GPS)和灵巧的多用途拖拉机综合技术，研制出可准确施用除草剂除草的机器人。首先，由农业工人领着机器人在田间行走。在到达杂草多的地块时，它身上的GPS接收器便会显示出确定杂草位置的坐标定位图。农业工人先将这些信息当场按顺序输入便携式计算机，返回场部后再把上述信息数据资料输到拖拉机上的一台计算机里。当他们日后驾驶拖拉机进入田问耕作时，除草机器人便会严密监视行程位置。如果来到杂草区，它的机载杆式喷雾器相应部分立即启动，让化学除草剂准确地喷撒到所需地点。

3、菜田除草机器人

英国 科技 人员开发的菜田除草机器人所使用的是一部摄像机和一台识别野草、蔬菜和土壤图像的计算机组合装置，利用摄像机扫描和计算机图像分析，层层推进除草作业。它可以全天候连续作业，除草时对土壤无侵蚀破坏。科学家还准备在此基础上，研究与之配套的除草机械来代替除草剂。收割机器人美国新荷兰农业机械公司投资250万美元研制一种多用途的自动化联合收割机器人，著名的机器人专家雷德·惠特克主持设计工作，他曾经成功地制造出能够用于监测地面扭曲、预报地震和探测火山喷发活动征兆的航天飞机专用机器人。惠特克开发的全自动联合收割机器人很适合在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里收割庄稼，其中的一些高产田的产量是一般农田的十几倍。

4、采摘柑桔机器人

西班牙 科技 人员发明的这种机器人由一台装有计算机的拖拉机、一套光学视觉系统和一个机械手组成，能够从桔子的大小、形状和颜色判断出是否成熟，决定可不可以采摘。它工作的速度极快，每分钟摘柑桔60个而靠手工只能摘8个左右。另外，采摘柑桔机器人通过装有视频器的机械手，能对摘下来的柑桔按大小马上进行分类。

5、采摘蘑菇机器人

英国是世界上盛产蘑菇的国家，蘑菇种植业已成为排名第二的园艺作物。据统计，人工每年的蘑菇采摘量为11万吨，盈利十分可观。为了提高采摘速度，使人逐步摆脱这一繁重的农活，英国西尔索农机研究所研制出采摘蘑菇机器人。它装有摄像机和视觉图像分析软件，用来鉴别所采摘蘑菇的数量及属于哪个等级，从而决定运作程序。采摘蘑菇机器人在机上的一架红外线测距仪测定出田问蘑菇的高度之后，真空吸柄就会自动地伸向采摘部位，根据需要弯曲和扭转，将采摘的蘑菇及时投入到紧跟其后的运输机中。它每分钟可采摘40个蘑菇，速度是人工的两倍。

6、分检果实机器人

在农业生产中，将各种果实分检归类是一项必不可少的农活，往往需要投入大量的劳动力。英国西尔索农机研究所的研究人员开发出一种结构坚固耐用、操作简便的果实分检机器人，从而使果实的分检实现了自动化。它采用光电图像辨别和提升分检机械组合装置，可以在潮湿和泥泞的环境里干活，它能把大个西红柿和小粒樱桃加以区别，然后分检装运，也能将不同大小的土豆分类，并且不会擦伤果实的外皮。

7、番茄收获机器人

日本番茄收获机器人针对成熟番茄果实表现为红色这一特点, 用彩色CCD摄像头作为视觉传感器, 基于RGB分量区分水果和茎叶。

8、采摘草莓机器人

日本国家农业和食品研究发明了一个能够采摘草莓的机器人。该机器人装有一组摄像头，能够精确捕捉草莓的位置，还有配套软件能根据草莓的红色程度来确保机器人采摘的是成熟的草莓。虽然此机器人目前只能采摘草莓，但可以通过修改程序来使机器人采摘其它水果，如葡萄、番茄等。机器人采一个草莓的时间是9秒，如果大范围使用并能保持采摘效率，可以节省农民40%的采摘时间。

三、为什么会出现农业机器人

在美国、日本等国家，农业人开口很少，随着农业的规模化、多样化、精确化，劳动力不足的现象越来越明显。而现实中许多作业项目都是劳动力密集型的工作，再加上时令要求，劳动力短缺严重。为了解决这一现象问题，农业机器人应运而生。

四、农业机器人的特点

◆ （1）农业机器人作业对象的娇嫩性

生物具有软弱易伤的特性，必须细心轻柔地对待和处理。且其种类繁多，形状复杂，在三维空间里的生长发育程度不一，相互差异很大。

◆ （2）农业机器人的作业环境的非结构性

由于农业作物随着时间和空间的不同而变化，机器人的工作环境是变化的、未知的，是开放性的环境。作物生长环境除受园地、倾斜度等地形条件的约束外，还直接受季节、大气和时间等自然条件的影响。这就要求生物农业机器人不仅要具有与生物体柔性相对应的处理能力，而且还要能够顺应变化无常的自然环境。要求农业机器人在视觉、知识推理和判断力等方面具有相当的智能。

◆（3）农业机器人作业动作的复杂性

农业机器人一般是作业、移动同时进行，农业领域的行走不是连接出发点和终点的最短距离，而是具有狭窄的范围，较长的距离及遍及整个田间表面等特点。



◆ （4）农业机器人的使用者

农业机器人的使用者是农民，不是具有机械电子知识的工程师，因此要求农业机器人必须具有高可靠性和操作简单的特点。

（5）农业机器人的价格特性

工业机器人所需要大量投资由工厂或工业集团支付，而农业机器人以个体经营为主，如果不是低价格，就很难普及。

在农业生产中使用机器人有很多好处：可以提高劳动生产率；解决劳动力不足的问题；改善农业生产者的安全、卫生环境；提高作业质量等。

五、农业收获机器人的发展现状

农业机器人出现之后，发展很快，许多国家在农业机器人的研制和发展，出现了多重类型的农业机器人。现如今，新型多功能农业机器人得到日益广泛的应用，智能化机器人也会在广阔的田野上越来越多地代替人工完成各种农活。

◆ 1.国外农机现状

目前，各农业发达国家果蔬收获机器人的研究已经取得了很大的进展，但离实用化和商品化还有很长一段距离。法国是最早研究水果收获机器人的国家之一。日本近年来在收获机器人研究方面进展很快，但还没能真正实现商业化。荷兰收获机器人的研究工作也走在很多国家的前面，但研究的果蔬种类并不多。



目前收获机器人还未得到真正应用的原因主要是：

1) 果实的识别率和采摘率不高,损伤率较大；

2) 果实的平均采摘周期较长；

3) 收获机器人的制造成本较高。

◆ 2.国内农机现状

我国是一个发展中的农业大国，农业问题始终是关系到我国经济 社会 发展的根本问题。

但是我国的农业机器人在精度、效率和稳定度方面和国外还有一定的差距。

随着新的农业生产模式和新技术的应用, 机器人将越来越多地应用到农业生产中。在农业中运用机器人是从质的方面提高劳动生产率的新方法，也是农业机械产品技术发展的一个标志。

但是由于农业生产的季节性、农产品的价格、农业作业的复杂性等特点对农业机器人的性价比、智能提出较高的要求, 成为制约农业机器人研究应用的瓶颈问题。因此，农业机器人技术将是新世纪的重点研究内容之一。