开题报告
学生姓名
学号
专业
班级
指导教师
2023年2月4日
课题题目及来源：
题目：基于PLC控制的喷药机器人
题目来源：自拟
课题研究的意义和国内外研究现状：
1.1课题研究的意义
研究现状：
我国的农业生产正逐步由传统农业向现代农业转变。设施农业是现代农业的具体表现，是高产优质农业的必然要求。进入20世纪90年代后，我国的设施农业发展迅速，特别是设施栽培的发展给农业生产带来了无限生机。全国现在的农业面积已达到156700公顷，位居世界第一。但我国的设施栽培农业也存在一些问题，其中一个常突出的问题就是：设备不配套，作业主要依靠人工作业，缺乏设施栽培小型作业机具，除了在采用小型拖拉机进行耕整地作业外，基本.上是依靠人工作业，且作业环境十分恶劣，这不仅限制了劳动效率的提高和劳动条件的改善，还阻碍了设施农业朝精准农业和工厂化农业的进一步发展。设施农业作为一种现代农业声场方式，其进一步发展必然要求提高大棚作业的机械化启动化水平。设施栽培农业的重要环节，有着重要的作用;喷洒杀菌剂或杀虫剂防止作物病虫害，喷酒除草剂消灭杂草，喷洒化学肥料;喷洒药剂对土壤消毒、灭菌;喷酒生产激素促进作为生长等。但若采用手工方式，喷雾作业将是一种极其繁重和危险的劳动，所以一种高效、经济、安全的喷雾机械急待研究。
目前,我国的喷药机械和喷药技术相对落后,不仅作业效率低，而且使作业者劳动强度大、所受危害大,也导致了农药残留、利用率低以及农药的大量浪费，而自动喷药机器人在作业时不需要人工控制，这样不仅使工作人员避免了农药的伤害,还可以一人同时管理多台机器人，提高了工作效率喷洒农药机器人作为一种能在一定程度上代替人工作业的智能机器,它集人工智能技术、传感技术、图形识别技术、通讯技术、精密及系统集成技术等多种前沿科学技术于一体,代表了智能农业装备的最高水平”在农业植保机械领域中，喷酒农药机器人在提高作业效率,解决劳动力不足问题等方面显示出极大的优越性,有着广泛的应用前景。
研究意义：
根据国内喷药机械以及喷药技术比较落后的现状，设计一款符合国情的喷药机器人服务于农业大众，其要具有自走型，能源采用清洁能源电力，不易采用不可再生能源，因为随着国家能源基础的发展，国内电池行业已经经过一代一代的改革改良，可应用于汽车等大型用电设施，所以电池可完全应用于我们设计的现款喷药机器人的电力供应系统，能源的可再生性，可降低使用者以及企业的成本，新款喷药机器人还需要实现无人化，其采用电机提供动力，电动转向桥提供转向功能，电动转向桥可通过PLC电控系统实现规定路径规定点位的行走工作，喷药机构采用可旋转可升降，其结构简单功能性强，基本替代了普通喷药机结构的复杂性，其经济性也不容置疑。
本次设计的一款新型喷药机器人，降完善农业设施的喷药步骤，因为药物对人体有害，可使人脱离危险环境工作，这也是机器人的必然发展方向，其小型化解决了空间占有率以及成本问题，新型喷药机器人的出现，可为机械农业、以及无人农业替代普通农业实现快速转型的基石，多样化的农业机械将成为未来农业发展的方向。
1.2国内外研究现状
1.2.2国外研究现状
当前，在农业机器人研究方面，日本居于世界各国前列，但由于各种因素的制约，农业机器人也还远远没有普及。虽然日本是一个经济强国，但农业经营规模小，农作物生产成本高，使得农产品的竞争力不够，并且农业就业人口中年轻人比率下降，生产者高龄化和女性化严重，难以承担重体力劳动。为了改变这一情况，早在上世纪70年代末80年代初，日本就已实现了农业机械化。另外，在其它国家也已陆续发展了农业机器人。
日本是世界机器人发展的强国，是最早开展农业机器人研究的国家之一。早在20世纪70年代后期，就开启了农业机器人的相关研究，当前，日本已研制出如施肥、除草、移栽、嫁接、育苗、扦插、农药喷洒等众多农业生产实际中使用的农业机器人，基本涵盖了农业生产领域的全过程，完全实现了农业生产的高度自动化,日本机器人的研发、设计、制造都处于世界先进水平，计21世纪将是农业机器人的时代。
机器人的概念于1921年由捷克科学家KarelCa-pek首次提出;之后，1953年美国麻省理工学院成功研制出第1台数控机床,并在此基础上完成了数控技术(NCT)与机械手组合作业,标志着第台工业机器人的诞生;1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫●英格伯格联合成立世界上第家工业机器人制造公司，1978年，美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，工业机器人制造技术趋于成熟。此后,经30余年的理论发展，随着工业机器人理论研究及技术