機器人割膠簡要步驟如下:
首先,機器人需要自己“走”到一棵橡膠樹面前,利用機械臂末端的攝像頭,自動對準樹干上的特殊標記,識別出該棵橡膠樹的相關生產數據;
其次,在查找到上一次割線的位置后,機器人會自主計算出割面深度、樹皮厚度,并定點此次的割線位置;
再次,機器人用最頂端半圓形的割膠機構抱住樹干,刀片在樹干上慢慢割下一層厚薄、深淺適中的樹皮,乳白色的膠乳很快就流出來了。
這時,機器人又開始尋找下一棵橡膠樹進行割膠。智能割膠機器人在操作指令下,可像個“ 自由人”一樣活動自如,在林間自主移動、自主割膠、自主回到室內進行無線充電等。
這是海南天然橡膠產業集團股份有限公司(以下簡稱“海南橡膠”)聯合北京理工華匯智能科技有限公司,研發的最新一代林間智能割膠機器人。“ 它綜合運用了視覺伺服、多傳感器一體的組合導航、無線充電等技術,目前屬于國內首創。”該公司產品總監孫堯表示。
2019年6月,智能割膠機器人項目正式立項,利用實驗室多年積累的技術,8月成功研發出第一代割膠機器人,9 月首次亮相于第21 屆中國國際工業博覽會。11月,經過不斷改造和完善,第二代智能割膠機器人已經實現在膠林間自主割膠。
在國內相關科研成果一片空白的情況下,研發團隊在短短5 個月內就研發出來了割膠機器人,讓智能割膠機器人項目得以很快成功落地。這得益于一個“ 最強大腦”團隊。此團隊由北京理工大學9 名博士作為核心成員組成。海南橡膠海南瑞橡熱帶經濟投資集團有限公司總經理魏忠東表示,智能割膠機器人的相關專利技術由雙方共有。在研發過程中,此團隊攻克了一個個技術難題。如下:
第一,和農業大田不一樣,橡膠林蔭蔽性強、信號較差,用北斗、GPS 等技術都難以解決問題。為此,團隊運用了多傳感器一體的組合導航系統,最終實現機器人在林間自主導航、移動、定位,并自主到達相應的作業位置。
第二,除了精準定位外,還必須保證每棵樹割線的一致性。研發團隊運用的是視覺伺服技術,機器人識別樹干上的特殊標記,就可以快速知道這棵樹上刀口的位置在哪里,緊接著機械臂便會自動調整到相應位置進行割膠。
第三,橡膠林間枯枝敗葉多,地面也不平整,這給研發團隊帶來了不小的困難。為此,他們積極運用北京理工大學相關技術,給機器人安裝最先進的底盤,并經過多次實驗調整,盡可能提升機器人底盤在膠林中的適用性。
海南雷雨頻發,易對機器人造成損傷,為了避免此問題,該款機器人設計了防水功能,一般雷電天氣,也可在戶外正常作業。如遇特殊強雷暴天氣,工作人員也可對機器人發出召回指令,使其回到室內,確保安全。
第二代的智能割膠機器人采用鋰電池組充電裝置,電量充足時,機器人可持續工作8 h左右,采割300 棵膠樹的膠乳。當電量低于閾值后,機器人自動回到充電屋,尋找無線充電器,完成自主充電。機器人所用刀片為合金刀片,其硬度強,可避免傳統不銹鋼割膠刀每天打磨的問題。