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農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展及其應(yīng)用
（作者未知） 2012/5/16
摘 要 農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展是一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的標志,而農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)更體現(xiàn)出一個國家的科技實力。農(nóng)業(yè)機器人是21 世紀農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展趨勢之一，為此,論述了農(nóng)業(yè)機器人的概念和特點,分析了國內(nèi)外機器人的發(fā)展狀況,對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機器人進行了簡要闡述。通過對各國農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀的分析,指出了我國農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展方向。
關(guān)鍵字 機器人 農(nóng)業(yè)機器人 現(xiàn)狀 發(fā)展
前言
隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，智能機器人已在眾多領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)作為現(xiàn)代高效低耗智能化自動化的農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是21世紀農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于易對植被造成損害、易污染環(huán)境等原因，傳統(tǒng)的機械通常存在著這樣或那樣的缺點。為了解決這個問題， 國內(nèi)外都在進行農(nóng)業(yè)機器人的研究，特別是一些發(fā)達國家，農(nóng)業(yè)人口較少，勞動力問題突出，對農(nóng)業(yè)機器人的需求更為迫切。就我國而言，由于機械化、自動化程度比較落后，“面朝黃土背朝天，一年四季不得閑”曾是我國農(nóng)民的象征。農(nóng)業(yè)機器人的問世，有望改變傳統(tǒng)的勞動方式，改善農(nóng)民的生活勞動狀態(tài)。因此，世界各國對農(nóng)業(yè)機器人非常重視，投入了大量的資金和人力進行研究開發(fā)。
1、農(nóng)業(yè)機器人產(chǎn)生的歷史背景
農(nóng)業(yè)機械是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的工具, 直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量、數(shù)量、生產(chǎn)效率經(jīng)濟效益。因此, 從目前正在蓬勃發(fā)展的農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的角度來講, 沒有農(nóng)業(yè)機械的新技術(shù)革命是不完整的農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命。人們之所以對農(nóng)業(yè)機器人感興趣一是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提出了應(yīng)用新一代農(nóng)業(yè)機械—農(nóng)業(yè)機器人的要求二是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得開發(fā)應(yīng)用具有一定智能水平的農(nóng)業(yè)機器人成為了可能。
1.1機器人的來源
“機器人” -詞出自于捷克作家卡雷爾．查培克1920年編寫的(羅莎姆萬能機器人公司)劇本中的主人公的名字，該劇本1921年1月在布拉格首次上演，轟動全捷克，并由此使機器人這一概念流傳全世界。
1.2機器人技術(shù)的發(fā)展
1954年美國的G．C．Devol發(fā)表了“通用機器人”專利；1960年美國AMF公司生產(chǎn)了柱坐標型Versatran機器人，這是世界上第一種用于工業(yè)生產(chǎn)上的機器人。目前對機器人技術(shù)的發(fā)展有最重要影響的國家是美國和日本。美國在機器人技術(shù)的綜合水平上仍處于領(lǐng)先地地位。日本在1967年由川崎重工業(yè)公司從美國Unimation公司引進機器人技術(shù)，建立起生產(chǎn)車間，并于1968年試制出第一臺川崎的“尤尼曼特”機器人。到80年代中期，日本已經(jīng)一躍而為“機器人王國”，其機器人的產(chǎn)量和安裝的臺數(shù)在世界躍居首位。其他工業(yè)發(fā)達國家如英國、法國、德國和前蘇聯(lián)等國家也都在本國政府的倡導(dǎo)和扶持下開展機器。
1.3機器人的分類
關(guān)于機器人分類，國際上沒有制定的統(tǒng)一標準。我國專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機器人分為兩大類：即工業(yè)機器人和特種機器人。工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進機器人，包括：服務(wù)機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等。
2、農(nóng)業(yè)機器人簡介
2.1農(nóng)業(yè)機器人的概念
農(nóng)業(yè)機器人是一種集傳感技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、人工智能技術(shù)、通訊技術(shù)、圖像識別技術(shù)、精密及系統(tǒng)集成技術(shù)等多種前沿科學(xué)技術(shù)于一身，以農(nóng)產(chǎn)品為操作對象、兼有人類部分信息感知和四肢行動功能、可重復(fù)編程的柔性自動化或半自動化設(shè)備。
2.2農(nóng)業(yè)用機器人的特點
2.2.1 作業(yè)對象具有嬌嫩性和復(fù)雜性
農(nóng)作物具有軟弱、易傷的特性,且其形狀復(fù)雜,生長發(fā)育程度不一,相互差異很大。
2.2.2 作業(yè)環(huán)境的結(jié)構(gòu)性不統(tǒng)一
隨著農(nóng)作物時間和空間的變化,機器人工作環(huán)境也是變化的、未知的。作物生長環(huán)境除受地形條件的約束外,還直接受季節(jié)、天氣等自然條件的影響。
2.2.3 作業(yè)動作具有復(fù)雜性
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的行走不是從出發(fā)點到終點的直線行走,而是具有范圍狹窄、距離較長和遍及整個田間表面等特點。通常是農(nóng)業(yè)機器人作業(yè)與移動同時進行。
2.2.4 操作對象和價格具有特殊性
農(nóng)業(yè)機器人的操作者是農(nóng)民,因此要求農(nóng)業(yè)機器人必須具有高可靠性和操作簡單的特點。同時,農(nóng)業(yè)機器人以個體經(jīng)營為主,如果不是低價格,就很難普及,這也是農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展的一個特點。
3、農(nóng)業(yè)機器人的種類及應(yīng)用
3.1 行走式農(nóng)業(yè)機器人
3.1.1.自行走式耕作機器人
自行走式耕作機器人是在拖拉機的基礎(chǔ)上加上方位傳感器和嵌入式智能系統(tǒng)等,可（未完，下一頁）
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