农田除草机器人结构设计文献综述

 2022-08-03 03:08

除草机器人国内外研究现状

我国作为农业大国,土地总量相对较多,但农业人口占到我国总人口的4/5,这就导致人均土地拥有量非常少。由于过多的农村劳动力,使得农业生产主要依靠人工方式进行 [1]。同时,在农业生产中田间杂草一直是困扰农业生产的主要问题。杂草的生长对农作物的生长很不利,主要体现在杂草有着顽强的生命力,并且极易蔓延生长,在杂草的生长过程中不仅与农作物争夺生长所需的水分、养分、土壤、阳光和空间,而且会影响田间作物的正常生长,严重时如果不及时控制还会抑制田间作物的生长 [2]。而且如今主要的除草方式为人工除草和药物除草相结合的方式,这种除草方式不仅劳动强度大,而且浪费能源,造成环境污染。除草机器人很好地解决了这一问题,能够有效地替代人类进行田间除草作业。

国内外对于除草机器人的研究较多,江苏大学赵德升等人研制了基于机器视觉的精确喷施智能除草机器人,该装置由车身、施药系统机械结构和视觉系统机械结构组成[3]

江苏大学刘继展等人根据热效应原理发明了一种激光除草机器人,该除草机器人由自主移动小车、横向移动装置、激光除草装置和控制系统组成[4]

黑龙江八一农垦大学的李谦和蔡晓华2014年以土槽试验车为例进行了基于机器视觉的机械手除草机器人实验[5]

南京林业大学陈勇提出了直接施药方法,即先切割杂草,然后在杂草的切口处涂抹除草剂。田间药效试验显示,该方法只需常规喷雾用量的1/7就可以杀死杂草[6]

美国加州大学戴维斯学院于2002年开发了基于耕作机械为平台的棉田除草机器人[7]。该机器人除草系统由视觉识别系统、喷药系统和位移信息采集系统组成。

美国伊利诺依大学农业与生物工程系研究了应用机器视觉系统采集和计算杂草分布特性,进行施用量决策并控制喷头工作的智能喷雾机[8]

荷兰 Wageningen 大学 Tijmen Bakker 等研究设计的自动除草机器人采用柴油发动机作为动力,具有独立转向系统,可实现四轮转向[9]

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