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智能除草机器人

  • 领域:

    其他

  • 来源:

    企业自主研发

  • 单位:

    点亮明天科技(北京)有限责任公司

  • 地址:

    北京 北京市 海淀区 北京市海淀区学院路30号一区方兴大厦4层A区4020

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单位简介

点亮明天科技(北京)有限责任公司, 成立于2019年初,为位于中关村北科大孵化器的高科技公司,公司的创始成员均为业界的资深人员, 主要的成员如下: CEO:赖文祥-博士-主要经历:1.美国SGI 超级电脑事业部副总,2.英国 VXRImage CTO,3.北大青鸟安全CTO,4.北大青鸟消防副总 CFO:魏群-本科-主要经历:永昌恒泰国际投资有限公司,投资总监 CTO:黄子恩-博士-主要经历:1.NOKIA 产品研发经理,2.TCL手机公司副总 公司在二位资深的博士带领下,结合软硬件各领域的专家,专注在智能农业的解决方案;创业的初期主要着重在智能农机设备的开发,利用AI,物联网相关技术研发各式无人机器人来解决目前农业实际就业人口的老年化及减少的问题。公司发展主要在2个方向;第一个以AI技术为基础的智能自走农作机器人如除草机器人,农药喷洒机器人,除尘机器人等,来解决目前农业实际就业人口短缺及老年化的问题。第二个以光学检测技术为主的质量检测,如水果成熟度的检测计,糖分检测计, 土壤分析等。近年来,近红外线的技术突飞猛进,在某些领域逐渐可替代多普勒激光设备,设备的费用大幅的下降,可以实现大规模的应用。展开
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项目介绍

成果项目的功能、性能、型号、用途和适用范围

本项目旨在利用AI及物联网的技术,开发一款小型化,智能的無人除草机器人,来填补大型拖拉机的不足。可经由事先定义好的路径规划自行行走除草, 并可以实时的监控及控制机器人的路径轨迹。除草机器人主要由支撑部件、割草动力总成、调高机构、控制机构、行走总成等五大部分组成。结合人工智能(AI)技术, 基于移动平台的无人除草机系统,通过车载指挥平台,对除草机及其挂载设备进行控制及监测, 实现智能的无人除草机器人。割草电机安装在机体的上方,切割刀片通过传动轴安装在机体内,切割刀片采用优质合金工具钢制造,以保证其具有较高的锋刃度和耐磨强度,割草装置结构示意图如图所示。割草机中的调高机构由调高手柄、连杆、调高板簧、调高拉簧、机壳、后轮轴、前轮轴组成,调高机构如图所示。控制机构由控制手柄,控制按钮,开关盒,及开关组成。 用途: 无人自动除草 适用范围: 各种不同地形, 尤其适合在果园,葡萄园, 光伏电厂,铁公路周边,城市园林等除草作业。量化指标:每小时的割草面积约3亩, 以每天工作10小时计, 每天可除草面积为30亩,以一般2000亩的果园,一个车队20台机器人3-4天可以完成除草作业。 产品型号: 性能及规格 A. 动能系统 (Movement System) • 可适用各种不同的地形 • 每个机器人内含多频段卫星接收器, 可切换利用北斗卫星,GPS及GLONASS利用差分法来定位追踪操控机器人。 • 侦测各种障碍物体,可自动避让后再回到设定的轨迹路线。 • 加装前置摄像机,可做各种图像识别 • 4轮传动 • 最大坡度 : 15% • 最大速度 : 70cm/s,2.52公里/时。 • 具防水防热功能, 可使用于各种气候。 B. 除草系统 (Mowing System) • 可割除不同类型的草 • 惯性动刀 • 除草宽度 : 80 CM • 除草高度 : 可动态调整从4 CM到10CM • 精度 : < 0.6CM( from the obstacle). C. 除草面积 • 每个机器人约30~40亩地/天(以10小时计) • 每个车队工作面积约800亩/天。 D. 电力系统 • 锂铅式可充电电池,续航力2小时。 E. 规格 • 尺寸:943x 600x 358 CM • 重量 : 45KG.

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主要技术创新点

1. 全自动的无人除草作业, 2. 由于大部分都是田间作业, 本设备符合IP66以上的防水等级。 3. 支持北斗卫星, GPS,GLONASS等多频道卫星定位。 4. 独特的路径规划算法,当遇到障碍物时会自动避让后再回到原先规划好的路线。 5. 体积小,速度快,可爬坡,适合各种地形。 6. 在下一代的产品导入指挥系统, 一辆指挥车可同时操控20台机器人协同作业, 适合大面积的除草作业。 7. 转速低,安全性高, 目前的除草机器人大部分使用打草绳, 转速达到9000转每秒,一旦发生故障,危险性非常高。本公司机器人采用3000转转速,能达到比坊间9000转更好的除草效率。同时使用惯性动刀,安全系数高。

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产品及质量检测情况

智能农机机器人,目前尚无国家级的检测机构, 所以本公司在质量检测部分采取全面检验方式,而不采取抽样检测。 检测方法先由各单元测试后, 如机构,电控,导航,防水等,再做整合测试,检测合格率要求100%。

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产品使用的技术标准

目前在農業型自走設備,國家尚未訂定相關標準,但我們在每一個部分均依照相關國家標準設計,引用標準如下: 1. GB/T 10938-2008 旋转割草机 2. GB/T 34966.2-2017卫星导航增强信息互联网传输 3. GB/T 35767-2017 卫星导航定位基准站网基本产品规范 4. GB/T 10827.1-2014 自行式工业车辆 5. GB/T 17938-1999 工业车辆 电动车辆牵引用铅酸蓄电池 优先选用的电压

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成果项目的技术成熟程度、产品市场接受度和市场竞争力等情况

本项目研发阶段承蒙农机院等相关专家指导,目前已经有超过几千亩大规模的作业经验,单次除草循环效率可以达到95%以上。市场上并没有同等级竞争的产品。目前我国农业除草方面主要的处理方式有两种;化学药剂和人工除草。国家对于除草剂的使用虽然有严格的规范,但在执行上很困难,其缺点、效果不佳、农药残留等。使用无人机或者人工喷洒除草剂外,在一些不能使用除草剂的场域,如光伏电厂,则使用打草绳式的人工割草机,其缺点明显劳动强度大、耗时耗力、效率低下等。在无人除草部分,有一些厂商开发使用遥控的技术,来控制除草机,虽然可以解决劳动强度的问题, 但是控制距离短(最多60公尺), 而且每台机器人需有专人控制,人工成本高。 本公司设计的AI智能机器人利用卫星导航定位, 自动路径规划等技术,完全实现无人持续作业的能力, 就如同一辆无人车带着割刀自主行走作业, 竞争力优势明显。同时考虑到农民的经济能力及操作维修能力, 本公司结合资本市场的力量, 不采取销售的模式,而是采取除草业务的运营模式,利用资本的力量可以快速的扩展市场。

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实践的产业化模式、形式的典型案例和成功经验

我国是农业大国,14亿人口80%的人口为农民,虽然国土面积大,但可耕种的土地面积很有限,人均耕种面积就更少;近年随着我国人口进入老年化时期,加之城镇化进程的影响,农村劳动力数量急剧减少,这使得农业生产成本不断提高,农民的劳动强度也越来越大。 随着习主席关于振兴东北中针对农业生产提到“大力推进农业机械化、智能化,给我国的现代农业插上科技的翅膀”。随着信息化时代的到来和设施农业、精确农业的出现,落后的农业生产方式也乘上了“现代化的快车”,而农业的新发展离不开生物工程与信息化。融合田间测绘、变量操作和决策支持系统等关键技术,将在现代农业中担当主体角色。未来,我国农业机器人将会朝着更加智能、准确、高效、绿色的方向发展。农业机器人的发展,特别是除草机器人的发展是我国农业高效产业化的组成部分,会使我国的农业生产发展更加现代化、科学化。 我国仅果园面积就达到1.9亿亩,城市绿化面积2400万亩,太阳能发电场面积不少于100万亩,除草作业量巨大。 有鉴于此, 为快速推展智慧农业,农机智能化的进程, 本公司除了加大研发的力度外, 在推广方面,由于智能化的农机设备价格仍然偏高,而且还有后续操作及维护的成本,本公司结合资本的力量来减少农民的负担, 在运营模式上,以符合或低于现有市场价格的基础上承接除草业务,除研发团队外,建立一个从农间作业,生产,维护专业的运营团队,并结合在地的力量,广招全国的区域代理,快速的拓展市场, 让农民朋友们从除草这个劳动强度大的工作脱离出来; 对于国家而言, 减少除草剂的使用,使环境能永续再生。

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