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面向盆栽植物的四自由度搬运机器人的设计
摘 要： 四自由度搬运机器人是植物转运，精确安放至目标位置的有效工具之一。植物高效精准转运是高通量植物表型采集平台的关键技术。目前国外高通量植物表型平台主要采用传送带和运输车等方式转运。目前，国外机器人向着智能化发展，而我国运输机器人发展较晚。本文介绍了四种类型的四自由度机器人，包括SCARA平面关节型机器人，上肢康复机械臂，串联关节型采摘机械臂和四自由度工业搬运机器人。并为面向盆栽植物的四自由度搬运机器人的设计的提出建议。关键词：搬运机器人；盆栽植物；四自由度；表型采集。
1.前言
近年来，植物基因组得到迅猛发展，却因缺乏足够表型数据限制了人类解析数量性状遗传学的能力，通过开发高通量植物表型监测平台可有效解决这个问题。植物表型是指能够反映植物结构和组成的，或能反映植物生长发育过程和结果，由一个基因型与一类环境互作产生的部分或全部可辨识的植物物理、生理和生化特征及性状。植物高效精准转运是高通量植物表型采集平台的关键技术之一。四自由度搬运机器人是植物转运，精确安放至目标位置的有效工具之一。面向盆栽植物的四自由度搬运机器人的设计，将有助提升植物的现代化、精确化、自动化的培育水平。
2．国内外研究概况
2.1 高通量植物表型平台转运方式
随着高通量植物表型测量技术的快速发展，越来越多的植物表型研究平台投入使用。目前国外高通量植物表型平台主要采用传送带和运输车转运[1]。
2.1.1澳大利亚国家植物表型研究设施——植物加速器
澳大利亚国家植物表型研究设施——植物加速器如图所示，每套 Scanalyzer 3D系统占有两个140 平方米的温室，带可见光成像、近红外成像、根系近红外成像、红外（热）成像和荧光成像模块，以及自动浇水和称重设备，并配有可自动传输 2400 盆植物的传送带和运输车[2]。
图1 澳大利亚国家植物表型研究设施
2.1.2 WPS公司植物表型研究设施
荷兰WPS公司提供全自动和半自动植物表型研究平台（图2），其中全自动化平台可以确保试验密切连续执行，半自动化主要借助现有温室生产采用专用的转运输送系统，是一种低成本的表型研究平台。
