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Impedance control of multi-arm space robot for the capture of non-cooperative targets 被引量:5
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作者 GE Dongming SUN Guanghui +1 位作者 ZOU Yuanjie SHI Jixin 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2020年第5期1051-1061,共11页
Robotic systems are expected to play an increasingly important role in future space activities. The robotic on-orbital service, whose key is the capturing technology, becomes a research hot spot in recent years. This ... Robotic systems are expected to play an increasingly important role in future space activities. The robotic on-orbital service, whose key is the capturing technology, becomes a research hot spot in recent years. This paper studies the dynamics modeling and impedance control of a multi-arm free-flying space robotic system capturing a non-cooperative target. Firstly, a control-oriented dynamics model is essential in control algorithm design and code realization. Unlike a numerical algorithm, an analytical approach is suggested. Using a general and a quasi-coordinate Lagrangian formulation, the kinematics and dynamics equations are derived.Then, an impedance control algorithm is developed which allows coordinated control of the multiple manipulators to capture a target.Through enforcing a reference impedance, end-effectors behave like a mass-damper-spring system fixed in inertial space in reaction to any contact force between the capture hands and the target. Meanwhile, the position and the attitude of the base are maintained stably by using gas jet thrusters to work against the manipulators' reaction. Finally, a simulation by using a space robot with two manipulators and a free-floating non-cooperative target is illustrated to verify the effectiveness of the proposed method. 展开更多
关键词 multi-arm space robot impedance control non-cooperative target CAPTURE
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连栋温室分段变距喷雾机器人设计与试验
2
作者 李天华 董广胜 +3 位作者 姚玉康 张观山 王德伦 施国英 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期170-179,共10页
针对国内连栋温室缺乏植保喷雾机、机械走直定位与换轨转向精度低等问题,设计了一种连栋温室分段变距喷雾机器人,在实现无人化喷药的同时提高作业精度。为满足连栋温室机械作业路轨结合、精准切换的要求,提出一种通用型移动底盘,并确定... 针对国内连栋温室缺乏植保喷雾机、机械走直定位与换轨转向精度低等问题,设计了一种连栋温室分段变距喷雾机器人,在实现无人化喷药的同时提高作业精度。为满足连栋温室机械作业路轨结合、精准切换的要求,提出一种通用型移动底盘,并确定其关键设计参数;为减少底盘上下轨时的偏移量,设计轨上矫正装置,通过分析计算及试验验证,确定其安装余量为4 mm;针对底盘对轨误差大的问题,提出一种二维码融合陀螺仪及光电传感器双向垂直寻迹的路面关键点定位与转向控制方法。设计分段变距喷雾装置,提出一种丝杆滑台驱动的喷杆变距方案,分析校验其驱动参数以满足工作要求;基于滚针轴承设计喷杆辅助防抖装置,减小因喷杆剧烈抖动带来的滑台与喷杆损伤。开发底盘运动及分段变距喷雾控制系统,实现喷雾机器人在连栋温室内的全程自动化作业。最后,对样机进行底盘性能与喷雾效果试验。底盘作业时直线行走与对轨误差平均值分别为4.8、5.8 mm,满足控制精度要求;避障距离为34 cm,满足安全性要求;防抖装置的安装使喷杆行进方向的抖动量从-1°~1.3°降低到±0.4°内,喷头方向的抖动量从±0.5°降低到±0.3°内,防抖效果显著;分段变距喷雾作业后,盛果期番茄叶片正面雾滴沉积量为1.76μL/cm^(2),反面沉积量为0.2μL/cm^(2),雾滴体积中径在100~180μm之间,满足作业要求。 展开更多
关键词 连栋温室 喷雾机器人 扫码定位 分段喷雾 变距喷雾
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圣女果温室巡检机器人系统设计与试验
3
作者 侯炳法 李小敏 +1 位作者 牟向伟 姚华平 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第1期285-294,共10页
为解决传统农业生产方式中人工巡检成本高、劳动强度大、速度慢等问题,设计一种圣女果温室巡检机器人系统,融合自动控制技术、机器视觉技术和深度学习技术,实现对圣女果的准确识别和计数。通过机器视觉提取工作路径和红外传感器避障实... 为解决传统农业生产方式中人工巡检成本高、劳动强度大、速度慢等问题,设计一种圣女果温室巡检机器人系统,融合自动控制技术、机器视觉技术和深度学习技术,实现对圣女果的准确识别和计数。通过机器视觉提取工作路径和红外传感器避障实现机器人自动导航功能;并提出一种改进型YOLOv4-tiny模型对圣女果进行检测,该模型在YOLOv4-tiny的基础上增加52×52的特征层和注意力机制,提高小目标检测的识别精度。试验结果表明,该巡检机器人以0.2 m/s的速度行进时可以准确沿着预定路径工作,改进的YOLOv4-tiny-Tomato模型在温室环境中对成熟和未成熟圣女果的平均识别精度分别为98.7%和98.0%,F 1值分别达到96.71%和95.8%,实时帧率达到36帧/s。本研究可为农业领域的智能化巡检和精细管理提供新的思路和技术支持。 展开更多
关键词 温室大棚 巡检机器人 自动导航 深度学习 目标检测 YOLOv4-tiny
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番茄温室内移动喷药机器人的路径规划研究
4
作者 高兴旺 任力生 王芳 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第16期325-332,共8页
移动喷药机器人在番茄温室内作业时,存在规划路径效率低、平滑性差以及路径存在安全隐患等问题。提出了一种优化A*算法融合DWA算法的番茄温室移动喷药机器人的路径规划算法。充分考虑番茄温室具体环境,定义作业安全距离及对种植区进行... 移动喷药机器人在番茄温室内作业时,存在规划路径效率低、平滑性差以及路径存在安全隐患等问题。提出了一种优化A*算法融合DWA算法的番茄温室移动喷药机器人的路径规划算法。充分考虑番茄温室具体环境,定义作业安全距离及对种植区进行膨胀化处理,保证移动喷药机器人安全作业;通过为启发函数添加动态权重因子,采用关键节点提取技术提高全局路径规划效率,同时引入转弯点以及三次B样条曲线确保路径的全面覆盖及平滑性;最后融合DWA算法保证移动喷药机器人对突现障碍物的躲避。使用Matlab构建番茄温室环境进行仿真验证,实验结果表明,优化后的算法比传统算法规划出的路径更安全、平滑,覆盖喷药区域完整,规划效率明显提升,融合算法成功实现了对路径突现障碍物的躲避。该方案满足移动喷药机器人在复杂番茄温室中的作业需求。 展开更多
关键词 番茄温室 移动喷药机器人 路径规划 A*算法 动态窗口法(DWA)
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花卉大棚喷药机器人远程控制系统设计——基于互联网
5
作者 陈可飞 王铁广 +3 位作者 李文勤 邢凯 方赛银 李明 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期61-67,共7页
针对花卉薄膜大棚传统人工施药效率低、喷洒不均匀且漂浮药物对人体健康造成伤害等问题,设计了一种可实现远程手机控制的悬挂式喷药机器人系统。首先,根据花卉的生长特点和大棚空间结构,在不改变现有大棚结构的前提下,通过增设导轨的方... 针对花卉薄膜大棚传统人工施药效率低、喷洒不均匀且漂浮药物对人体健康造成伤害等问题,设计了一种可实现远程手机控制的悬挂式喷药机器人系统。首先,根据花卉的生长特点和大棚空间结构,在不改变现有大棚结构的前提下,通过增设导轨的方式引入喷药机器人,并依据花卉精准施药的基本要求,在SolidWorks中建模并优化喷药机器人的机械结构;其次,以MCU esp8266模块作为核心控制单元,对继电器、电机、电磁阀和药液泵等硬件进行控制,采用PWM方式调节继电器的导通时间,进而实现喷药机器人根据不同行进速度作业;最后,通过WiFi无线通信模块结合物联网平台设计远程控制APP端,实现喷药机器人启停和环境数据采集等功能。系统测试表明:在无遮挡和有遮挡物环境中,数据传输的成功率分别约为98%和93%,丢包率分别约为1.98%和7%,且喷药机器人在不同的速度下运行稳定。测试结果能够为喷药机器人在大棚内行走稳定性和对花卉自动施药提供技术参考。 展开更多
关键词 花卉大棚 喷药机器人 远程控制 物联网 手机APP
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基于BP神经网络的农业大棚巡逻机器人定位研究
6
作者 董立国 侯继红 +2 位作者 黎浩阳 周宇航 邓子杰 《机电工程技术》 2024年第7期56-59,63,共5页
为了能够及时准确地定位病虫害发生的位置,最大程度减少农户经济损失,农业大棚巡逻机器人的定位研究非常必要。但机器人使用的传统里程计常因为机械结构、误差积累、功耗发热等问题导致定位失效。为此,在已知农业大棚地图的基础上,将BP... 为了能够及时准确地定位病虫害发生的位置,最大程度减少农户经济损失,农业大棚巡逻机器人的定位研究非常必要。但机器人使用的传统里程计常因为机械结构、误差积累、功耗发热等问题导致定位失效。为此,在已知农业大棚地图的基础上,将BP神经网络应用于巡逻机器人定位,提出采集机器人实际的位置信息和雷达信息,利用仿真软件进行模型训练,选择能够满足实际需要的激活函数,从而确定BP神经网络。通过实验并对比其他方法,证明使用本方法不但能实现精准定位,而且也能够提高机器人续航能力,有效提升农业大棚的生产效率。 展开更多
关键词 BP神经网络 农业大棚 巡逻机器人 定位 里程计
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温室大棚喷药机器人设计及仿真分析
7
作者 程鑫 刘孟楠 +2 位作者 赵士龙 李昕光 王瑜 《黑龙江工业学院学报(综合版)》 2024年第4期124-131,共8页
针对温室大棚喷药效率低、过量喷施农药、对喷药者身体危害大等问题,设计了一种温室大棚喷药机器人。首先对喷药机器人的行走机构、动力系统、电源系统、控制系统等进行了设计;其次根据所需的最大牵引力,确定驱动电机、减速器以及太阳... 针对温室大棚喷药效率低、过量喷施农药、对喷药者身体危害大等问题,设计了一种温室大棚喷药机器人。首先对喷药机器人的行走机构、动力系统、电源系统、控制系统等进行了设计;其次根据所需的最大牵引力,确定驱动电机、减速器以及太阳能电池板的选型;最后利用SolidWorks软件对各零件进行建模及装配,在Simulation插件中对车架和药箱进行静力学和模态分析,在ADAMS中进行运动学仿真,结果显示,所设计车架和药箱满足强度要求,机器人能够平稳安全地运行,为后期实物制作奠定了理论基础。 展开更多
关键词 温室大棚 喷药机器人 结构设计 有限元分析
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基于相机与激光雷达融合的温室机器人行间导航方法 被引量:4
8
作者 王杰 陈正伟 +3 位作者 徐照胜 黄滋栋 经俊森 牛润新 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期32-40,共9页
针对温室颠簸不平、枝叶遮挡道路的复杂环境,开展基于相机与激光雷达数据融合的机器人行间导航方法研究。首先,利用改进的U-Net模型实现图像道路区域的准确快速分割;其次,通过融合图像分割结果进行地面点云预分割,减少地面起伏造成的点... 针对温室颠簸不平、枝叶遮挡道路的复杂环境,开展基于相机与激光雷达数据融合的机器人行间导航方法研究。首先,利用改进的U-Net模型实现图像道路区域的准确快速分割;其次,通过融合图像分割结果进行地面点云预分割,减少地面起伏造成的点云倾斜;然后,采用改进的KMeans算法实现作物行点云快速聚类,并将聚类中心作为作物行主干区域点,降低枝叶遮挡对作物行中线提取的影响;最后,采用RANSAC算法拟合两侧作物行方程并计算出导航线。通过实验评估导航线精度,在测试集中94%以上数据帧可以准确实现提取导航线,平均角度误差不高于1.45°,满足温室机器人沿作物行自主导航行驶要求。 展开更多
关键词 温室 机器人 行间导航 相机 激光雷达 U-Net模型
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基于TRIZ的温室大棚机器人监测系统设计 被引量:1
9
作者 黄曼绮 王旭 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第5期88-91,148,共5页
为了优化温室大棚监测智能化管理,提出温室大棚移动机器人监测系统的设计方案。该方案采用TRIZ理论通过发明原理启发,运用了通用工程参数的转换、构建技术矛盾矩阵、分析推荐的发明原理等环节,进行了光照度周期性的环境参数测试试验。... 为了优化温室大棚监测智能化管理,提出温室大棚移动机器人监测系统的设计方案。该方案采用TRIZ理论通过发明原理启发,运用了通用工程参数的转换、构建技术矛盾矩阵、分析推荐的发明原理等环节,进行了光照度周期性的环境参数测试试验。试验结果表明,移动机器人动态测试偏差小且可修复,可以提升温室大棚环境监测数据的精度;利用TRIZ发明原理的推荐方案,能够有效解决温室大棚监测系统设计中生产率与物质的量、自动化程度与系统复杂性以及可维修性等技术矛盾,为后续相关系统的优化设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 TRIZ发明原理 温室大棚 移动机器人 监测系统 技术矛盾
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基于测距值修正的温室植保机器人定位方法 被引量:1
10
作者 毕松 张国轩 +1 位作者 李志军 胡福文 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期347-358,共12页
针对温室植保机器人作业过程中,UWB节点之间频繁出现的非视距通信现象导致UWB系统定位精度低和稳定性差的问题,提出了一种基于UWB测距值修正的融合定位方法。首先,设计了基于测距残差的UWB节点间通信类型识别方法;其次,分析了视距和非... 针对温室植保机器人作业过程中,UWB节点之间频繁出现的非视距通信现象导致UWB系统定位精度低和稳定性差的问题,提出了一种基于UWB测距值修正的融合定位方法。首先,设计了基于测距残差的UWB节点间通信类型识别方法;其次,分析了视距和非视距通信下UWB测距误差产生原因并建立了两种通信条件下的测距值修正模型;最后,基于扩展卡尔曼滤波器设计了UWB测距修正值和IMU数据融合方法,实现了温室机器人作业过程中的可靠定位。在温室环境下的实际验证结果表明:非视距通信条件下,经过UWB测距修正的融合定位方法的定位误差为11.95 cm,相较于未进行UWB测距值修正的融合定位方法,定位误差降低83.11%,可为温室植保机器人提供稳定的高精度定位信息。 展开更多
关键词 温室植保机器人 UWB通信类型判别 UWB测距值修正 融合定位
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基于级联视觉检测的樱桃番茄自动采收系统设计与试验 被引量:7
11
作者 李兴旭 陈雯柏 +3 位作者 王一群 杨顺 吴华瑞 赵春江 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期136-145,共10页
樱桃番茄串生长姿态多样、果实成熟度不一,采摘机器人进行“粒收”作业时,常面临果梗干涉末端执行器、成熟度判断错误等问题,导致采摘效率低下、难以有效实现分级采收。针对上述问题,该研究提出一种级联视觉检测流程,包括采收目标检测... 樱桃番茄串生长姿态多样、果实成熟度不一,采摘机器人进行“粒收”作业时,常面临果梗干涉末端执行器、成熟度判断错误等问题,导致采摘效率低下、难以有效实现分级采收。针对上述问题,该研究提出一种级联视觉检测流程,包括采收目标检测、目标果实特性判别、果实与果梗位置关系判断3个关键环节。首先根据农艺要求按成熟度将番茄果实分为4个等级,引入YOLOv5目标检测模型对番茄串和番茄果实进行检测并输出成熟度等级,实现分期采收。然后对果实与果梗的相对位置进行判断,利用MobileNetv3网络模型对膨胀包围盒进行果实与果梗相对位置关系判断,实现末端执行器采摘位姿控制。日光温室实际测试结果表明,本文提出的级联检测系统平均推理用时22ms,在IOU(intersection over union)阈值为0.5的情况下,樱桃番茄串与果实的平均检测精度达到89.9%,满足采摘机器人的视觉检测精度和实时性要求,相比末端执行器以固定角度靠近待采目标的方法,本文方法采收效率提升28.7个百分点。研究结果可为各类果蔬采摘机器人研究提供参考。 展开更多
关键词 机器人 目标检测 日光温室 樱桃番茄 YOLOv5
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面向温室移动机器人的无监督视觉里程估计方法 被引量:2
12
作者 吴雄伟 周云成 +2 位作者 刘峻渟 刘忠颖 王昌远 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期163-174,共12页
针对温室移动机器人自主作业过程中,对视觉里程信息的实际需求及视觉里程估计因缺少几何约束而易产生尺度不确定问题,提出一种基于无监督光流的视觉里程估计方法。根据双目视频局部图像的几何关系,构建了局部几何一致性约束及相应光流模... 针对温室移动机器人自主作业过程中,对视觉里程信息的实际需求及视觉里程估计因缺少几何约束而易产生尺度不确定问题,提出一种基于无监督光流的视觉里程估计方法。根据双目视频局部图像的几何关系,构建了局部几何一致性约束及相应光流模型,优化调整了光流估计网络结构;在网络训练中,采用金字塔层间知识自蒸馏损失,解决层级光流场缺少监督信号的问题;以轮式移动机器人为试验平台,在种植番茄温室场景中开展相关试验。结果表明,与不采用局部几何一致性约束相比,采用该约束后,模型的帧间及双目图像间光流端点误差分别降低8.89%和8.96%;与不采用层间知识自蒸馏相比,采用该处理后,两误差则分别降低11.76%和11.45%;与基于现有光流模型的视觉里程估计相比,该方法在位姿跟踪中的相对位移误差降低了9.80%;与多网络联合训练的位姿估计方法相比,该误差降低了43.21%;该方法可获得场景稠密深度,深度估计相对误差为5.28%,在1 m范围内的位移平均绝对误差为3.6 cm,姿态平均绝对误差为1.3°,与现有基准方法相比,该方法提高了视觉里程估计精度。研究结果可为温室移动机器人视觉系统设计提供技术参考。 展开更多
关键词 机器人 温室 导航 视觉里程计 无监督学习 光流 卷积神经网络
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温室大棚轨道式巡检机器人设计 被引量:2
13
作者 黎思奇 田素博 +3 位作者 李刚 沈永哲 孙周平 邱硕 《中国农机装备》 2023年第2期9-13,共5页
传统温室大棚生产中存在人工获取农作物巡查数据不方便、覆盖率小等缺陷,急需智能巡检装备实时准确获取管控信息。通过对温室大棚结构环境和生产需求调研分析,设计了一种温室大棚巡检机器人,在实验室环境搭建巡检机器人平台进行了性能... 传统温室大棚生产中存在人工获取农作物巡查数据不方便、覆盖率小等缺陷,急需智能巡检装备实时准确获取管控信息。通过对温室大棚结构环境和生产需求调研分析,设计了一种温室大棚巡检机器人,在实验室环境搭建巡检机器人平台进行了性能试验研究,该机器人能够执行全天候自动巡检任务,快速高效获取蔬菜生产过程的实时管理监控信息。 展开更多
关键词 巡检机器人 自动巡检 温室大棚
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设施番茄采摘机器人设计与研究 被引量:1
14
作者 黄煜宸 李阳瑞 +3 位作者 朱彤天 季嘉佳 杨燕 顾岩 《农业装备技术》 2023年第5期10-13,共4页
针对设施番茄采摘存在用工难、用工贵、劳动强度大等问题,文章设计了一种温室番茄采摘机器人。该番茄采摘机器人主要由视觉系统、末端执行器、机械臂、底盘和辅助照明机构等组成,并基于各设计结构完成温室番茄采摘的工作流程设计。该采... 针对设施番茄采摘存在用工难、用工贵、劳动强度大等问题,文章设计了一种温室番茄采摘机器人。该番茄采摘机器人主要由视觉系统、末端执行器、机械臂、底盘和辅助照明机构等组成,并基于各设计结构完成温室番茄采摘的工作流程设计。该采摘机器人通过ZED 2i双目立体相机对番茄果实进行识别与定位后,机械臂引导末端执行器完成番茄果实的采摘。试验结果表明,视觉系统与各模块之间运行良好,单果采摘耗时约为18 s,采摘成功率达88%。 展开更多
关键词 番茄采摘机器人 设施农业 结构设计 视觉系统 试验
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Development of a tomato harvesting robot used in greenhouse 被引量:7
15
作者 Wang Lili Zhao Bo +5 位作者 Fan Jinwei Hu Xiaoan Wei Shu Li Yashuo Zhou Qiangbing Wei Chongfeng 《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》 SCIE EI CAS 2017年第4期140-149,共10页
A tomato harvesting robot was developed in this study,which consisted of a four-wheel independent steering system,a 5-DOF harvesting system,a navigation system,and a binocular stereo vision system.The four-wheel indep... A tomato harvesting robot was developed in this study,which consisted of a four-wheel independent steering system,a 5-DOF harvesting system,a navigation system,and a binocular stereo vision system.The four-wheel independent steering system was capable of providing a low-speed steering control of the robot based on Ackerman steering geometry.The proportional-integral-derivative(PID)algorithm was used in the laser navigation control system.The Otsu algorithm and the elliptic template method were used for the automatic recognition of ripe tomatoes,and obstacle avoidance strategies were proposed based on the C-space method.The maximum average absolute error between the set angle and the actual angle was about 0.14°,and the maximum standard deviation was about 0.04°.The laser navigation system was able to rapidly and accurately track the path,with the deviation being less than 8 cm.The load bearing capacity of the mechanical arm was about 1.5 kg.The success rate of the binocular vision system in the recognition of ripe tomatoes was 99.3%.When the distance was less than 600 mm,the positioning error was less than 10 mm.The time needed for recognition of ripe tomatoes and pitching was about 15 s per tomato,with a success rate of about 86%.This study provides some insights into the development and application of tomato harvesting robot used in the greenhouse. 展开更多
关键词 tomato harvesting robot four-wheel independent steering automatic navigation binocular stereo vision system obstacle avoidance greenhouse
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大棚智能除草机器人设计
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作者 侯光旭 王鑫淼 +3 位作者 张正 朱春艳 赵志鑫 党奔奔 《农机使用与维修》 2023年第11期35-38,共4页
针对大棚内除草环境复杂,且杂草种类繁多导致识别困难的特点,设计了一种机械式智能除草机器人。对试验田数据进行采集后,使用Yolov5模型进行150次迭代训练,最终训练出模型平均精度(map50)为82%,为了提高识别准确率,迭代次数增加到300次... 针对大棚内除草环境复杂,且杂草种类繁多导致识别困难的特点,设计了一种机械式智能除草机器人。对试验田数据进行采集后,使用Yolov5模型进行150次迭代训练,最终训练出模型平均精度(map50)为82%,为了提高识别准确率,迭代次数增加到300次,最终模型平均精度(map50)为91%,机器人使用了Jetson Orin nano开发板为处理器,Intel D435深度摄像头进行数据采集,图像处理时间为1.2 ms,满足实时处理要求。采用机械式除草,减少了农药使用,该研究可为以后智能除草设备设计提供参考。 展开更多
关键词 农业 大棚环境 机器人 机械除草
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温室剔补苗并联机器人设计与试验分析
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作者 王南竹 朱梦岚 +2 位作者 莫吾乙 朱志燃 杨启志 《农业装备技术》 2023年第6期20-25,共6页
我国目前对剔补苗机械化的研究很少,为了提高剔补苗机械化完成度,需要对目前具备的剔补苗移栽机进行完善,设计一款高速、高频、高精度的剔补苗并联机器人。对3条支链进行结构尺寸、材料选择上的优化,在拐点处设计适合作业要求圆弧形过渡... 我国目前对剔补苗机械化的研究很少,为了提高剔补苗机械化完成度,需要对目前具备的剔补苗移栽机进行完善,设计一款高速、高频、高精度的剔补苗并联机器人。对3条支链进行结构尺寸、材料选择上的优化,在拐点处设计适合作业要求圆弧形过渡,可以减少因惯性带来的冲击。对末端执行器的运动进行合理的轨迹规划,提高移栽稳定性。机器人的材料主要选取为:静平台、支链电机座和驱动臂材料选用经过调质处理后的45号钢,支链球铰结构材料选用7075铝合金,支链的连杆结构材料选用碳纤维杆;根据对幼苗固定生长周期的多盘穴盘苗进行统计分析,若幼苗固定生长期的茎粗在范围之外,判定为不健康幼苗,茎粗为0时,为缺苗;选用PLC控制器控制伺服电机驱动主动臂动作,进而控制电磁阀和末端执行器动作。通过对控制系统的优化,促进整个并联移栽机构的工作性能,提高剔补苗、移栽苗的工作效率。 展开更多
关键词 温室剔补苗机器人 并联机构 轨迹规划 图像识别 试验
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An Underwater Biomimetic Robot that can Swim,Bipedal Walk and Grasp
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作者 Qiuxuan Wu Liwei Pan +5 位作者 FuLin Du ZhaoSheng Wu XiaoNi Chi FaRong Gao Jian Wang Anton A.Zhilenkov 《Journal of Bionic Engineering》 SCIE EI CSCD 2024年第3期1223-1237,共15页
In developing and exploring extreme and harsh underwater environments,underwater robots can effectively replace humans to complete tasks.To meet the requirements of underwater flexible motion and comprehensive subsea ... In developing and exploring extreme and harsh underwater environments,underwater robots can effectively replace humans to complete tasks.To meet the requirements of underwater flexible motion and comprehensive subsea operation,a novel octopus-inspired robot with eight soft limbs was designed and developed.This robot possesses the capabilities of underwater bipedal walking,multi-arm swimming,and grasping objects.To closely interact with the underwater seabed environment and minimize disturbance,the robot employs a cable-driven flexible arm for its walking in underwater floor through a bipedal walking mode.The multi-arm swimming offers a means of three-dimensional spatial movement,allowing the robot to swiftly explore and navigate over large areas,thereby enhancing its flexibility.Furthermore,the robot’s walking arm enables it to grasp and transport objects underwater,thereby enhancing its practicality in underwater environments.A simplified motion models and gait generation strategies were proposed for two modes of robot locomotion:swimming and walking,inspired by the movement characteristics of octopus-inspired multi-arm swimming and bipedal walking.Through experimental verification,the robot’s average speed of underwater bipedal walking reaches 7.26 cm/s,while the horizontal movement speed for multi-arm swimming is 8.6 cm/s. 展开更多
关键词 Underwater soft robots Underwater bipedal walking multi-arm swimming Cable drive
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Static and dynamic evaluations of acoustic positioning system using TDMA and FDMA for robots operating in a greenhouse
19
作者 Lok Wai Jacky Tsay Tomoo Shiigi +5 位作者 Xunyue Zhao Zichen Huang Keiichiro Shiraga Tetsuhito Suzuki Yuichi Ogawa Naoshi Kondo 《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》 SCIE CAS 2022年第5期28-33,共6页
Acoustic positioning system has great potential to be applied in a greenhouse due to its centimeter-level accuracy,low cost,and ability of extensive greenhouse coverage.Spread Spectrum Sound-based local positioning sy... Acoustic positioning system has great potential to be applied in a greenhouse due to its centimeter-level accuracy,low cost,and ability of extensive greenhouse coverage.Spread Spectrum Sound-based local positioning system(SSSLPS)was proposed to be a navigation tool for multiple agricultural robots by the authors'research team.However,to increase the system capacity for positioning multiple robots in a greenhouse,the near-far problem caused by the interference between speakers needs to be overcome.The use of different access methods,Time Division Multiple Access(TDMA)or Frequency Division Multiple Access(FDMA),is essential in the SSSLPS system for solving the near-far problem.The static positioning in a greenhouse was first evaluated by setting different parameters to determine the optimal signal setting for a dynamic experiment.From that,the moving robot tests were added with a motion capture system and tested the performance of TDMA and FDMA.The results demonstrated that TDMA can be used in a stationary sound-based positioning system with 12.2 mm accuracy,but it has a time delay problem in dynamic positioning.A simulation was designed to mimic the position error increases with different moving speeds.Although FDMA has the sound damping problem in high-frequency regions creating a peak detection issue,it achieved a higher accuracy with an average position error of 62.1 mm compared to 180.3 mm of TDMA.This study shows that the TDMA method is suitable for static measurements,while the FDMA method is suitable for measuring dynamic objects and controlling mobile robots. 展开更多
关键词 greenhouse robots positioning system near-far problem TDMA FDMA
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农业机器人的主要应用领域和关键技术 被引量:32
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作者 张立彬 计时鸣 +3 位作者 胥芳 张宪 万跃华 郑欣荣 《浙江工业大学学报》 CAS 2002年第1期36-41,共6页
讨论了农业机器人的基本特征 ,介绍了农业机器人的主要应用领域 ,包括农业机器人在挤牛奶、蔬菜嫁接、苗木株苗移栽、果蔬的自动采摘、温室内和野外的灌溉、施肥及喷洒农药和野外平整土地等方面的应用 ,最后总结了农业机器人所涉及的部... 讨论了农业机器人的基本特征 ,介绍了农业机器人的主要应用领域 ,包括农业机器人在挤牛奶、蔬菜嫁接、苗木株苗移栽、果蔬的自动采摘、温室内和野外的灌溉、施肥及喷洒农药和野外平整土地等方面的应用 ,最后总结了农业机器人所涉及的部分关键技术。 展开更多
关键词 农业机器人 采摘 导航 施肥 温室灌溉 蔬菜嫁接
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