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第一章　生物生产系统和机器人1

第一节　机器人的定义、分类及发展1

一、机器人的定义1

二、机器人的分类2

三、历史上的机器人2

四、现代机器人的发展和应用3

第二节　生物生产系统的基本概念4

第三节 生物生产机器人的特点和工作对象6

一、生物生产机器人的必要性7

二、生物生产机器人的特点7

三、生物生产机器人的工作对象8

第四节　生物生产机器人的发展10

思考题12

第二章 生物生产机器人的基本组成13

第一节　生物生产机器人的机械手13

一、机械手的机构13

二、机械手机构的评价18

三、生物生产系统机械手22

第二节　末端执行器28

一、末端执行器的机构28

二、末端执行器的传感器31

第三节　传感器和机器视觉32

一、传感器32

二、机器视觉50

第四节　移动机构54

一、轮式移动机构54

二、履带式移动机构56

三、轨道式移动机构57

四、龙门式移动机构58

五、腿式移动机构59

第五节　执行机构60

一、电动执行机构61

二、液压执行机构63

三、气压执行机构63

思考题66

第三章　设施农业生产机器人67

第一节　蔬菜嫁接机器人67

一、新开发的嫁接方法68

二、日本的蔬菜嫁接机器人72

三、2SJZ-600型蔬菜嫁接机器人75

四、循环式瓜类嫁接机器人78

五、嫁接后的缓苗装置78

第二节　菊花插枝剪切机器人79

一、菊花插枝准备系统79

二、菊花插枝识别装置80

三、菊花插枝去叶机构80

四、菊花插枝移植机构81

第三节　番茄收获机器人83

一、栽培方式83

二、龙门式五自由度番茄收获机器人83

三、七自由度番茄收获机器人84

四、高架栽培番茄采摘机械手86

五、日本京都大学研制的番茄收获机器人89

六、樱桃番茄收获机器人90

第四节　黄瓜收获机器人和等级自动判别93

一、栽培方式93

二、倾斜格子架栽培黄瓜收获机器人93

三、荷兰黄瓜收获机器人95

四、日本东京大学研制的黄瓜收获机器人手爪97

五、黄瓜的等级判别99

第五节　茄子收获机器人100

一、茄子的栽培方式和特性102

二、机械手102

三、图像处理系统102

四、末端执行器103

五、控制系统105

六、果实收获过程107

第六节　草莓收获和拣选机器人107

一、栽培方式108

二、露地生长草莓收获机器人109

三、高架栽培草莓收获机器人109

四、草莓拣选机器人111

第七节　植物工厂中的蔬菜生产机器人114

一、育苗机器人系统116

二、移栽机器人118

三、收获机器人装置119

四、蔬菜根叶预处理机构119

思考题120

第四章　大田生物生产机器人121

第一节　葡萄收获机器人121

一、栽培方式121

二、五自由度葡萄收获机器人122

第二节　柑橘类收获机器人125

一、栽培方式125

二、京都大学的柑橘收获机器人125

三、久保田的柑橘收获机器人126

四、佛罗里达大学的甜橙收获机器人128

第三节　苹果收获机器人129

一、栽培方式129

二、法国苹果收获机器人130

三、韩国苹果收获机器人130

第四节　西瓜收获机器人131

一、栽培方式132

二、机械手132

三、末端执行器132

四、视觉传感器133

五、移动机构133

第五节　甘蓝收获机器人133

一、栽培方式133

二、机械手133

三、末端执行器134

四、视觉系统134

第六节　林业机器人135

一、林木球果收获机器人135

二、剪枝机器人138

第七节　多功能机器人139

一、葡萄多功能生产机器人139

二、蔬菜多功能机器人142

第八节　植物保护机器人144

一、喷药机器人144

二、施肥机器人145

三、除草机器人147

思考题150

第五章　植物生物技术机器人151

第一节　组织培养苗的繁殖技术151

一、组织培养苗的繁殖方法151

二、茎顶培养中的增殖作业自动化152

第二节　组织培养中的继植机器人154

一、机械手154

二、末端执行器155

三、图像处理和机械手的控制156

四、柔软细致手爪156

五、移植作业157

第三节　幼植物分割和移植机器人158

一、图像检测158

二、切割158

三、移植159

思考题159

第六章 农产品加工机器人160

第一节 肉类加工机器人160

一、可水洗的羊体加工机器人160

二、全自动肉鸡脱骨系统162

第二节　挤奶机器人165

一、牧场的布置166

二、全自动挤奶机器人166

三、挤奶专用牛栏168

四、棚架饲养牧场的挤奶机器人168

第三节　羊毛剪割机器人171

一、剪割单元171

二、图像信息的处理171

三、羊体的固定171

思考题172

第七章 未来的生物生产系统和机器人173

一、大田生产系统173

二、设施农业生产系统174

三、种苗生产系统174

四、植物工厂生产系统179

五、牧渔生产系统183

参考文献185