多功能农业移动平台机器人设计与应用

探讨了农业移动平台机器人的概念及研究现状,介绍了农业移动平台机器人种类,讨论了多功能农业移动平台机器人的设计及关键技术,基于农业机器人在实际应用中应该注意的问题,对其发展趋势进行展望。     

基于安卓系统农业智能移动机器人的系统设计

为了改善农民劳动环境和提高农业生产水平,设计了基于图谱识别的智能农业机器人,用来进行草莓采摘和移栽等。系统包括上位机Android手机和下位机单片机的设计,上位机利用Java语言开发安卓手机操作的客户端界面,利用Java构建APP后台操作平台,XML构建手机APP界面,使其通过Wi Fi模块与机器人通讯,实现对机器人进行图谱识别和远程操作等。下位机采用STM32F407处理器作为移动智能机器人的核心CPU,借助分布的方式实现对于机器人的控制,主要包括供电模块、电动推杆模块、驱动模块、摄像头模块、机械臂模块和通讯模块等。用户用手机可实现移动机器人远程操控和图像处理。测试表明:该农业移动机器人具有较强的可操作性,制造成本较低,使用价值高。     

基于OFDM信道和远程监控的果园采摘机器人设计

随着网络和远程控制技术的发展,基于移动互联网的智能机器人成为未来机器人的发展方向。到目前为止,采摘机器人还很少采用移动互联网进行远程监控,如果将移动互联网应用到果园采摘机器人的设计上,将会大幅度地提高采摘机器人的实时在线控制水平,提高多机器人编队控制能力。为此,提出了一种基于OFDM信道估计和远程监控网络的果园采摘机器人设计方法,并结合果实图像的分割、归一化、细化和增强技术,提高机器人果实图像的识别能力。通过夜间对采摘机器人平台的测试发现:机器人在加入信噪比的干扰信号情况下,采用OFDM传输系统的机器人信号发送端和接收端的信号吻合程度很高,误码率很低,为新式智能远程控制采摘机器人的研究提供了较有价值的参考。     

基于Android WebApp技术的远程教育学习平台的设计研究

移动网络的发展与智能手机的普及,为人们构建了获取知识的新渠道。本文基于移动学习理论,结合远程教育的课程结构与学习模式,基于Android WebApp框架构建了一个远程教育平台模型并对系统架构与关键实现技术进行了阐述,为移动网络环境下新的远程教育模式的构建提供一些参考思路。     

基于Arduino的智能小车控制系统设计

为实现智能小车无线遥控,本研究结合Arduino单片机及Android手机平台,设计了一种通过蓝牙技术遥控的智能小车。智能小车的设计主要分为硬件和软件两部分,其中硬件部分以Arduino Mega 2560单片机为主控板,其他主要由Android设备、蓝牙模块、电机驱动模块、避障功能模块等组成。软件方面完成了上位机Android平台程序的设计及下位机Arduino单片机程序的编写。该设计方案把蓝牙技术、网络通信技术、Arduino开发技术和Android移动智能终端平台相结合,实现了Android平台远程控制小车行走以及小车自主避障等功能。仿真结果表明,小车运行稳定,能够完成远程遥控小车行走、测距以及自主避障等动作,达到了预期目标。     

基于Android的茶叶生产线无线智能测控系统研究

针对我国茶叶生产线存在的信息化与智能化水平低、成品茶质量不稳定、生产效率较低等问题,提出了一种茶叶生产线无线智能测控方法,设计了基于Android平台的茶叶生产线的无线智能测控系统。该系统由Android移动客户端、服务器、PLC处理器、各型传感器及生产线成套设备组成,用户通过Android移动客户端登录系统可以实时获取茶叶生产线的生产加工参数,对茶叶生产线的工作参数进行设置调控,实现对茶叶生产线的无线智能化控制。试验表明,该系统可以有效提高茶叶生产线的生产效率,保证成品茶质量的一致性,提高茶叶生产线信息化和智能化水平。     

基于Android平台的农村科技信息交互服务系统开发

随着4G移动互联网技术的发展和智能手机的普及,农民逐渐趋向于用智能手机获取农业信息。结合农民用户需求,采用客户端和服务器模式的C/S结构,选取基于TCP/IP网络通信方式,开发基于Android平台的农村科技信息交互服务系统,旨在提高农民获取和利用信息的能力。     

基于Android的农机导航管理系统研究与设计

农机自动导航技术是精准农业研究中的关键技术之一。为解决国内现有农机导航系统的人机交互体验差、信息化和智能化程度不高的问题,结合农机自动导航作业功能需求和Android移动平台的优点,设计并实现了一套基于Android的导航管理系统。系统包含农机作业参数管理、农田地理信息管理、作业路径规划、导航实时监控和历史作业数据管理等功能模块。将该系统应用于农田自动导航试验中,结果显示:系统运行稳定可靠,人机交互体验性好,能够有效实现农机自动导航中的管理和监控功能。     

猕猴桃采摘机器人柔性移动平台的设计

针对猕猴桃采摘机器人在果园中的移动问题,结合猕猴桃棚架式栽培模式及采摘机器人的作业特点设计了一种用于猕猴桃采摘机器人的柔性移动平台。首先,分析了猕猴桃棚架式生长环境及种植模式的参数特点,阐述了移动平台的作业要求以及其整体结构。其次,对该平台的高度调解机构建立几何模型,利用Mat Lab进行了力、角度等参数的分析计算,研究其高度调节范围和连杆角度的变化关系、液压缸的最佳安装点和调节极角。最后,利用ANSYS WORKBENCH在危险点对关键机构利用进行强度校核。本研究完成了柔性移动平台的总体设计,得出了平台作业的调节极角,通过对高度调节机构的分析校核,结果满足平台的作业要求。     

基于云计算的农业机器人远程实时控制系统研究

首先，介绍了农业机器人软硬件平台，建立了其移动模型；然后，基于云计算设计了远程实时控制系统；最后，实现了农业机器人远程实时控制和通信系统，操作人员可以通过遥操作实现对该机器人的远程控制。实验结果表明：农业机器人能够按照操作指令从起点A行走到终点B,且系统具有延迟低、灵活性较好等优点，具备一定的可靠性和可行性。     

农业机器人移动平台的研究现状与发展趋势

简要介绍了农业机器人在农业信息化智能化中的重要地位以及机器人移动机构的类型,综述了当今农业机器人移动平台的研究现状,展望了今后这一领域的发展趋势。     

基于玉米根系保护的株间除草机器人系统设计与试验

针对株间机械除草时末端执行器存在损伤玉米根系风险的问题,提出了一种基于玉米根系保护的除草铲土上避苗除草模式,并设计了一套智能株间除草机器人系统。该机器人系统由机器人移动平台、除草装置、视觉检测系统和控制系统组成。其中视觉检测系统采用YOLO V4网络模型来检测玉米苗和杂草;除草装置是基于除草铲空间立体运动轨迹设计,使得除草铲可以完成土上和土下2种避苗除草作业模式。田间试验表明,在机器人移动平台前进速度为1.2 km/h时,玉米苗和杂草的检测率分别为96.04%和92.57%,且2种除草模式的除草率均高于81%。除草铲土上避苗除草模式的平均伤根率为3.35%,相较于除草铲土下避苗除草模式降低了36.40个百分点。结果证明该除草机器人系统运行稳定,且除草铲土上避苗除草模式具有较优的玉米根系保护性能。     

基于PID控制和ADAMS的快速移动采摘机器人设计

采摘机器人快速移动时,为了避免机器人侧翻,需要机器人具有较好的平稳性。为此,参考训练时运动员力的平衡控制原理,设计了机器人快速移动稳定系统。系统采用PID控制器对采摘机器人的受力进行监测和反馈,当检测到突变情况时可以调整机器人的姿态,保证其移动的平稳性。采用ADAMS软件建立了机器人的模型,并对机器人快速移动的速度进行了监测,模拟了PID控制器的响应过程,验证了基于训练力平衡控制原理的机器人平稳性控制器方案是可行的。     

基于物联网Android平台的远程智能节水灌溉系统

针对农业灌溉中的水资源浪费问题和灌溉远程控制问题,对物联网相关技术进行研究,设计了基于物联网Android平台的农业远程智能节水灌溉系统,实现了对多传感器节点(空气温湿度、光照、土壤湿度、电磁阀、变频器等)远程采集和控制,以及对多个控制器节点的远程监测与控制。系统不受时间地域限制,用户可以通过Android移动终端实现对智能节水灌溉系统的监测和控制。系统采用CC2 5 3 0作为无线传感器芯片、OK6 4 1 0作为控制器节点芯片。实测结果验证了该设计的可行性和有效性,可为远程智能节水灌溉提供平台支持,能够满足农业节水灌溉的需要。     

智能移动水果采摘机器人设计与试验

设计了一种智能移动水果采摘机器人,该机器人主要由智能移动平台、采摘机械臂、末端执行器、横向滑移机构和控制系统组成。用VC++语言编写了系统控制程序,开发了人机交互界面。样机在江苏省丰县果园进行了综合试验,结果表明:该机器人能够完成自主导航、自主采摘及自主装箱作业,移动平台、采摘机械臂及末端执行器能够实现智能协调控制。整个系统工作性能稳定,成熟果实的识别正确率为81.73%,采摘成功率为86.92%,单个苹果采摘平均耗时9.50 s。     

光纤通信技术应用于采摘机器人图像检测研究

针对采摘机器人采摘准确率不高的问题,基于光纤通信技术对采摘机器人进行了设计,并对图像检测传输进行了分析。采摘机器人的主要组成部分为工控机、移动平台、果实识别定位系统、末端执行器系统、能源系统和显示器。采摘机器人采用光纤通信技术对采集的图片数据进行传输,通过对低损耗光纤进行研制,并对光纤传输的可靠性进行研究,以保证图片传输的准确性。为验证采摘机器人的性能,对其进行图片传输和采摘性能进行试验,结果表明:光纤传输系统可以准确的传输图片,采摘机器人的采摘性能良好。     

黄瓜采摘机器人嵌入式系统的设计与实现

将嵌入式系统应用于智能农业机器人是该领域今后发展的一个趋势.为此,介绍了黄瓜采摘机器人基于DM642+S3C2410嵌入式系统的设计与实现;阐明了该嵌入式系统的硬件组成原理及软件结构.经系统与机器人移动平台以及机械臂联调测试表明,其实时性好、识别率高、定位精确、功耗小且成本低,能够完成非结构化环境下对黄瓜果实的识别与定位,并最终完成对黄瓜果实的采摘.     

移动并联多功能农业机器人机构设计与仿真

课题组对一种移动并联多功能农业机器人进行了机构设计与仿真。将具有全方位移动能力的移动平台和三自由度并联机构相结合,在并联机构动平台上装载高压雾化喷头,实现农药或水资源的精准喷洒,节能减排;对机器人的相关机械结构进行模块化设计,并对承重部件进行有限元分析;最后在实验室场地进行相关模拟实验。仿真结果表明,该农业机器人具有稳定的行走能力,并能够快速精准定位到目标作物上方相应位置,进行精准作业。     

基于曲柄滑块机构原理导航的农业机器人设计

研究开发了一种自动导航果园用履带式移动机器人,作为果园精细化作业的移动平台.机器人采用基于曲柄滑块机构原理的导航方式,以导航机构检测的姿态角和位置角作为输入量设计了模糊PID控制器.试验表明,机器人以0.15m/s的速度直线行走时,最大跟踪误差小于0.02m;机器人转弯半径为2m时,最大跟踪误差小于0.05m.     

基于Android智能手机油菜病害识别系统设计

本文首先介绍了开发基于Android系统的油菜病害识别系统的迫切性。然后设计了一个基于Android平台的油菜病害二值化XML,根据设计的XML给出了软件各模块关键实现技术。