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智能果园割草机器人

发布时间: 2022-10-12

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
电子信息技术,新型电子元器件
成果介绍
果园杂草不但与果树争水争肥,影响操作管理,还会滋生大量害虫,对果树的产量和品质构成严重威胁。采用化学除草剂除草具有效率高,除草效果好等优点,但是,定期大量施药,不但需要投入大量的人力和物力,增加生产投资成本,还会造成土壤污染,甚至影响果树的生长发育。因此,机械割草目前成为大部分果园所采取的除草方式。传统割草作业需要依靠人工完成, 属于劳动密集型生产方式,定期割草劳动强度大,作业效率低。此外,随着农业人口下降和人口老龄化趋势的蔓延,人工成本不断攀升,给果园经营者带来经济负担。人工割草一方面无法满足现代农业集约化发展需求,另一方面严重阻碍了传统果园向现代智慧果园跨越发展的进程。 针对上述果园割草难题,中国农业科学院都市农业研究所智能农业机器人团队研发了一款智能割草机器人,该机器人为混合动力驱动方式,割幅838mm,长宽高为1170mm*1160mm*620mm。采用2.4GHz无线通讯技术可遥控割草机器人远程作业,割草效率达到4亩/小时,能有效减少工作人员劳动强度,可适应各种复杂危险的工作环境(例如果树林割草、斜坡割草)。此外,机器人具有割草效率高,噪声低、振动小等优势。
成果亮点
(1)通过机械结构优化设计获得较小的机器人体积,进而使整机重量减轻,方便机器移动和运输; (2)采用履带作为行走装置,通过优化履带齿轮,使得履带轮齿有足够高度,附着性能好,可克服泥泞环境影响,爬坡能力强; (3)机器人功率大、稳定性好、操作维修方便,适用于田间,果园,葡萄园等地的除草粉碎还田工作。比同类产品的适应能力强,可切割直径30mm-1000mm的杂草; (4)可扩展潜力大,通过搭载载物架,可实现果园或林间运输任务,操控灵活自如,可原地360度旋转。
团队介绍
中国农业科学院都市农业研究所智能农业机器人团队主要开展面向服务的都市园艺机器人研究,探究仿人肢体、人机互通、Al导游和3D视觉关键模型和方法,为机器人服务城市模式提供科技支撑;同时研究多维传感器融合技术,突破都市园艺三维地势测量与路径规划、仿形花木修剪和智慧园艺作业系统等关键技术,面向四川乃至西南地区开展规模化农业机器人关键技术推广应用。目前团队有首席科学家1人,骨干专家2人,科研助理4人,技术应用推广专员6人,在读研究生4人。其中,“四川省千人计划”入选者1人,“天府英才计划”入选3人。研究员1人,副研究员1人,硕士导师2人。 近年来,团队成员先后主持或参与国家“863”项目、国家重点研发项目、自然基金项目等10余项,发表论文120多篇,出版著作3部,获得发明专利证书60多项,软件著作权15项,获得省部级科技奖励2项。除此以外,团队成功研发了番茄采摘机器人,番茄识别准确率高达 98%,采摘效率为每颗 7 秒。该机器人能自动完成果实识别、定位及采摘动作,同时还具备自主路径规划、导航与避障功能。研发的自走式茶叶采摘机器人,采摘台高度可根据茶叶树冠高度自动仿形升降,采摘效率为人工的6倍。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”天府大道科创走廊产业科技服务团 (中国技术经济学会) 评价时间:2022-11-07

赵建东

北京交通大学交通运输学院

教授

综合评价

该成果将智能控制技术融入到传统割草机中,采用无线通讯技术远程操控割草机器人作业,对传统割草机应用技术有一定的引领性作用。但国外市场已出现相似产品,技术创新需要做出更大的改进,此类产品才会更具核心竞争力。 另外,因在产品的使用安全稳定性方面论证不足,要特别预防使用过程中捎带进杂物使得机器频繁故障的风险,并需要进一步明确机器远程使用的性能、实际割草效果等。 总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,值得支持推广。建议强化相应产品技术开发研究,加大上下游产业链的开发力度。
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