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大賽作品詳情
作品名稱：番茄采摘施藥一體機(jī)
學(xué)校名稱：煙臺(tái)科技學(xué)院
參賽隊(duì)伍：光宗耀祖戰(zhàn)隊(duì)
參賽學(xué)生：孫國(guó)立 韓亞杰 張冬碩
指導(dǎo)老師：宋麗 高慧秀
詳細(xì)說明
中國(guó)是14億人口大國(guó)，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)大國(guó)，糧食歷來都是國(guó)家長(zhǎng)久治安百姓幸福生活的保證。 如今，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及人口的持續(xù)增長(zhǎng)，我國(guó)對(duì)于糧食的需求量也隨著上漲。經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格"天花板"封頂、生產(chǎn)成本"地板"抬升、資源環(huán)境"硬約束"加劇等新挑戰(zhàn)，迫切需要加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式。如今，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化便顯得尤為重要。為了應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展問題，解決糧食“夠不夠”、“好不好”、“強(qiáng)不強(qiáng)”的問題充分貫徹落實(shí)黨的三農(nóng)政策，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。我組的番茄噴藥采摘一體機(jī)，用機(jī)械代替人力畜力提高生產(chǎn)效率，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，資源產(chǎn)出率和商品率為途徑，保障農(nóng)產(chǎn)品供給，形成多元化的產(chǎn)業(yè)形態(tài)和多功能的產(chǎn)業(yè)體系。在番茄的生產(chǎn)環(huán)節(jié)可極大程度上減少了其施藥、采摘環(huán)節(jié)上的人工成本，另一方面同時(shí)也促進(jìn)了其種植、采摘、施肥、噴藥等環(huán)節(jié)的發(fā)展。對(duì)于番茄生長(zhǎng)周期以及生長(zhǎng)時(shí)期的植株高度的變化時(shí)出現(xiàn)的病蟲害問題、成熟后期不同植株的果實(shí)生成高度問題，本作品采取了施藥機(jī)械臂，采摘機(jī)械臂兩種執(zhí)行系統(tǒng)，充分針對(duì)其上文提出的問題；同時(shí)，本作品具有智能化、自動(dòng)化等特點(diǎn)，代替了傳統(tǒng)的人工施藥，從而避免了藥物殘留對(duì)于作業(yè)人員的傷害。綜上，本作品滿足番茄等茄科茄屬植物的各種需求，實(shí)現(xiàn)了番茄的種植、施肥、采摘、檢測(cè)病蟲害實(shí)現(xiàn)噴藥的一體化過程。該設(shè)備主要有車載體、傳動(dòng)控制裝置、采摘機(jī)械臂裝置、檢測(cè)蟲病害裝置、施藥機(jī)械臂裝置等五種裝置組成，各裝置系統(tǒng)相輔相成。采摘機(jī)械臂裝置的工作原理：由車載主體到達(dá)相應(yīng)位置，根據(jù)紅外線檢測(cè)系統(tǒng)獲取番茄果實(shí)的具體坐標(biāo)，由采摘機(jī)械臂活動(dòng)至指定位置，再由機(jī)械臂裝置上的機(jī)械手裝置精確采摘收割番茄，之后由機(jī)械臂將番茄轉(zhuǎn)移至收獲籃中從而實(shí)現(xiàn)番茄的采摘過程。
檢測(cè)噴藥過程的工作原理，當(dāng)車體上的紅外線檢測(cè)器檢測(cè)到番茄植株受到病蟲害的現(xiàn)象時(shí)，檢測(cè)器的PLC裝置就會(huì)給小型水泵上的PLC裝置發(fā)送一定的信號(hào)，使其水泵工作，并使施藥機(jī)械臂裝置調(diào)整至最佳角度與位置，后將水箱中的提前準(zhǔn)備好的藥物噴灑出去，以此實(shí)現(xiàn)檢測(cè)噴藥的過程。
創(chuàng)新點(diǎn)：集體車架為鏤空設(shè)計(jì)，使其本作品的本身質(zhì)量較輕，生產(chǎn)成本較低；同時(shí)，機(jī)械臂的構(gòu)造方便裝置的收納，使其交通運(yùn)輸極為便捷，更便于收納。
創(chuàng)新點(diǎn)：集體車架為鏤空設(shè)計(jì)，使其本作品的本身質(zhì)量較輕，生產(chǎn)成本較低；同時(shí)，機(jī)械臂的構(gòu)造方便裝置的收納，使其交通運(yùn)輸極為便捷，更便于收納。
行駛道路上所存在阻礙其正常工作的障礙物時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行掃描，將獲取的信息通過PLC裝置與BuildingAutomationSystem系統(tǒng)反映到其車體的方向控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向，使其完美的避免車體的碰撞。
創(chuàng)新點(diǎn)：通過檢測(cè)系統(tǒng)的掃描，可以獲取不同植株的果實(shí)生成的具體空間位置，利用PLS控制檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)施藥機(jī)械臂系統(tǒng)或采摘機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行分控調(diào)節(jié)，使其機(jī)械臂對(duì)其指令鎖定的目標(biāo)完成預(yù)定命令。
噴藥系統(tǒng)裝有小型流量控制器RAPIFLOW FCW Series，控制施藥時(shí)的具體用藥量，減少施藥時(shí)的藥品用量，與人工工作相比，可減少施藥環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的破壞。
