开放式近地面果蔬收获机器人关键技术研究可行性研究报告毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日1．项目概述开发农业机器人是21世纪农业机械自动化和智能化的发展趋势之一。用于采摘、收获、修剪、耕耘、嫁接和农产品分级等方面的各具特色的农业机器人已在许多国家得以研究和开发应用。但这些农业机器人只是具有特定的功能，适应于特定的环境，通用性差，不便于对系统进行扩展和改进，并且由于季节性问题导致农业机器人使用效率低下，间接地增加了成本。因此，研究具有通用性、适应性强、可扩展的和低成本的开放式农业机器人是农业机器人走向实用普及的重要举措之一。将农业机器人应用于农业生产，不仅需要能提高劳动生产率，合理利用劳动力资源，而且还能改善农业的生产环境，提高作业质量等。但是，农业机器人所具有的作业对象的娇嫩性和不确定性、作业环境的非结构性、作业动作的复杂性、操作对象与价格的特殊性等特点，需要农业机器人具有高度的智能系统，实现最佳的作业内容与作业方法；需要其结构简单，价格合理，便于操纵与推广使用；需要其具有较强的适应性，符合农业生产的多样性与作业对象的多变性等要求。目前，农业机器人的实现方式主要体现为2种，一种是利用现有的工业机器人实现具体的农业生产作业，另一种是研制专用机电系统的农业机器人来实现具体的农业人生产作业。而已经开发出来的农业机器人主要分为两大类，一类为行走系列机器人，其主要目标是自助行走，边行走变作业，技术比较成熟，此类机器人有自行走耕耘机器人、施肥机器人、和除草机器人等；另一类为机械手系列机器人，其作业对象是果实、家畜等离散个体，由于作业对象的基本形态特征和力学特征的不用，对机器人的目标识别技术和机械手的控制技术有很高的要求，此类机器人主要有嫁接机器人、采摘机器人和移栽（育苗）机器人等。但这些机器人由于仅仅是为解决专门农业生产中的自动化与智能化而研制的，因而只具有特定的功能，适应于特定的环境，通用性差，不便于对系统进行扩展和改进，并且由于季节性问题导致农业机器人使用效率低下，间接地增加了农业生产成本。国内外对适用于农作物不同生产任务的开放式机器人的研究较少，仅有等与等开展了相关工作的研究。尽管研究不多，但这类机器人的开发，特别是针对具有类似工作条件、易于操作转换的开放式农业机器人而言具有广阔前景。笔者主要针对近地面果蔬的除草、喷药、喷水和采摘等作业任务，分析开放式农业机器人的特性要求与关键技术。本项目的研究具有先进性和综合性的特点，将在末端执行器的更换和开放式系统的研究上取得重要突破，具有重要的理论与应用价值。项目研究内容将直接应用于农业生产领域，项目研究成果将有力促进我国农业现代化的科技水平与发展进程。2.必要性、可行性和重大意义2．1必要性（1）我国是一个农业大国，虽然农业人口众多，但随着工业化进程的不断加速，农业劳动力必将逐步向社会其它产业转移，可以预计进入21世纪后，我国将面临着比世界任何国家都要严重的人口老龄化问题，农业