T∕CAMDA 36-2026 双孢蘑菇采摘机器人

ICS65.060.01CCSB90团体标准T/CAMDA36—2026双孢蘑菇采摘机器人whitebuttonmushroompickingrobot2026-01-26发布2026-02-01实施中国农业机械流通协会发布T/CAMDA36—2026前言本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些条款可能涉及专利。本文件发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国农业科学院农业信息研究所提出。本文件由中国农业机械流通协会归口。本文件起草单位:中国农业科学院农业信息研究所、哈尔滨工业大学(威海)、国农机器人产业创新研究院(江苏)有限公司、浙江隆宸现代农业科技有限公司、农业农村部南京农业机械化研究所。T/CAMDA36—2026双孢蘑菇采摘机器人本文件规定了双孢蘑菇采摘机器人的术语和定义、型号编制规则和技术要求,描述了相应的试验方法,规定了检验规则及标志、包装、运输和贮存。本文件适用于床架式栽培的双孢蘑菇采摘机器人(以下简称"机器人")的生产。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1912008包装储运图形符号标志GB,/T42082017外壳防护等级(IP代码)GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件GB/T9480农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械使用说明书编写规则GB10396农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械安全标志和危险图形总则GB,/T12728食用菌术语GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T16754机械安全急停功能设计原则GB,/T16855.1机械安全安全控制系统第1部分:设计通则GB,/T36321特种机器人分类、符号、标志3术语和定义GB/T12728界定的以及下列术语和定义适用于本文件。双孢蘑菇采摘机器人whitebuttonmushroompickingrobot由视觉识别和定位系统、机械臂及其控制系统、行走系统、采摘系统、收集系统、充电系统等组成的,能够在床架式栽培的双孢蘑菇菇房完成双孢蘑菇选择性采摘的农业机器人。非成簇双孢蘑菇non-clusteringwhitebuttonmllshroom菇床上散式分布,且独立生长、互不接触的双孢蘑菇子实体,如图1中矩形框区域所示。T/CAMDA36—2026图1非成簇双孢蘑菇成簇双孢蘑菇clllsteredwhitebuttonmushroom菇床上簇生状,相互接触或高度上有遮挡、重叠的双孢蘑菇子实体,如图2实线勾绘区域所示。图2成簇双孢蘑菇平均视觉定位误差averagevisualpositioningerror机器人识别的多个双孢蘑菇菌盖几何中心的三维位置与其真实三维位置之间偏差的均值。3.5待采双孢蘑菇识别精度identificationaccuracyofwhitebuttonmushroomtobecollected机器人识别的菌盖直径≥35mm的双孢蘑菇个数占视场范围内菌盖直径符合要求的双孢蘑菇总个数的百分比。2T/CAMDA36—2026采摘成功率pickingsuccessrate机器人成功采摘应采双孢蘑菇个数占菇床上达到采摘标准的双孢蘑菇个数的百分比。平均采摘速度averagepickingspeed单位时间内机器人采摘双孢蘑菇的个数。单个双孢蘑菇采摘时间singlewhitebuttonmushroompickingtime机器人完成一次采摘所需的平均时间,具体是指机械臂从开始采摘动作到完成单个双孢蘑菇采摘结束的平均时间。采摘损伤率pickingdamagerate机器人完成采摘后,具有菌盖擦伤、菌柄损伤、菌柄脱落等机械损伤的双孢蘑菇个数占采摘成功总个数的百分比。系统响应时间systemresponsetime机器人开机后通过遥控器发出指令到机器人开始作业之间的时间间隔。机械臂重复定位精度repeatpositioningaccuracyofroboticarm机械臂及其末端执行器多次到达同一目标位置时的一致性程度。平均故障间隔时间meantimebetweenfailures机器人相邻两次因设备本身因素导致故障之间的平均工作时间。4型号编制规则机器人产品型号应符合GB/T36321的规定,由分类代号、运动方式代号、功能代号、主参数和改进序号(可选)五部分组成,标记如下所示。示例:NYLSSC-15Ⅲ表示第三次改进型轮式双孢蘑菇采摘机器人,作业幅宽150cm.5技术要求5.1一般要求5.1.1机器人应按照规定技术进行生产、加工和制造。5.1.2机器人铸件及金件等外观不应有毛刺和明显的裂痕、变形、锈斑、油污等缺陷。34T/CAMDA36—20265.1.3所有待装配零部件应完整、齐全、清洁、无油污、无异物,并经过检验合格,不应存在锈蚀、变形、加工缺陷等影响装配质量的缺陷。5.1.4装配前应核对装配图样、工艺文件、工具与紧固件是否齐全。装配应按规定的工艺流程进行,符合产品装配图样和技术文件要求。5.1.5装配完成的机器人整机各部件安装位置正确;无松动、错装、漏装;电气接线正确,控制系统初步通电无报警;运动机构运行平稳。5.1.6机器人所有电气接口及充电装置应符合GB,/T5226.1的规定,电源符合交直流电源要求,具备防反接、防短路保护及过电流保护功能,电气配线应符合连接和布线的一般要求,每根导线端部做出标识。5.1.7控制器应支持主流总线协议。5.1.8支持机械臂多轴同步控制。5.1.9配套收集装置应与机器人运动协同性好,能将机器人采摘的双孢蘑菇同步收集。5.2性能要求机器人的主要性能指标应符合表1的规定。表1主要性能指标序号项目指标平均视觉定位误差≤2mm2待采双孢蘑菇识别精度≥98%3采摘成功率非成簇双孢蘑菇≥95%成簇双孢蘑菇≥85%4单个双孢蘑菇采摘时间≤4s5平均采摘速度≥800个/h采摘损伤率≤5%平均故障间隔时间≥48h机器人整机工作电压DC12VDC48V系统响应时间≤0.2s机械臂重复定位精度≤0.5mm5.3安全要求5.3.1报警装置应符合GB,/'T5226.1的规定,机器人出现机械故障或者环境异常应进行声光提示。5.3.2急停功能及配套急停装置应符合GB/T16754规定的在任何时间都应能运行和被操作运行,触发后机器人的危险运动和操作以适当的方式停止,不产生附加风险,且无需进一步人为干预。5.3.3防碰撞系统性能等级应达到GB,/'T16855.1规定的PLc级要求。5.3.4机器人防水性能等级应达到GB/T4208规定的IPX5及以上。5.3.5在机器人的明显部位,应固定永久性的安全标识,安全标识应符合GB10396的规定。5.3.6与双孢蘑菇直接接触的表面应便于清洁,不存在清洗介质无法到达的区域,且不存在机械部件掉落或破碎导致产品引入异物的风险。5T/CAMDA36—20265.4产品信息5.4.1说明书机器人说明书应符合GB,/T9480的规定,明确产品使用相关操作流程及注意事项,至少应包括:a)产品名称、型号、商标、主要技术参数和生产执行标准;b)产品适用范围;C)产品安装、调整、使用步骤;d)产品使用期限、维护及保养要求;e)有关安全使用的规则要求和安全警示说明;f)产品故障报警处理说明;g)制造商或供应商名称、地址及电话。5.4.2铭牌机器人应在明显位置上牢固固定内容清晰可见的铭牌,至少应包括:a)产品商标、名称、型号;b)主要技术参数;C)制造商或供应商名称、地址;d)出厂日期和出厂编号;e)产品执行标准号。6试验方法6.1试验条件6.1.1试验地应选择双孢蘑菇工厂化种植菇房中有代表性的种植区域,包含成簇及非成簇双孢蘑菇,测区长度不小于10m,环境温湿度以菇房实际温湿度为准,温度应为16℃~20℃,相对湿度应为85%~90%。6.1.2试验样机应技术状态良好,试验前应按使用说明书的规定对样机进行调整保养,试验样机技术状态应符合产品说明书要求。6.2试验用仪器设备要求试验用仪器设备应经过计量检定或校验合格且在有效期内。仪器设备的测量范围、测量准确度应不低于表2的规定。表2主要仪器设备测量范围和准确度要求序号测量参数测量范围准确度要求1长度0cm~10cmlmm0m50m2mm2时间0h24h1s/d3质量0g~l000g0.01g0kg~50kg50g≥50kg500gT/CAMDA36—2026表2主要仪器设备测量范围和准确度要求(续)序号测量参数测量范围准确度要求4电压20V10mv220V0.1V6.3一般要求检查6.3.1对5.1.15.1.5的规定,采用目测、手感/手动操作方式进行检查;目测核对检测报告,核查材料采购文件、装配图样、工艺文件;目测机器人外观,按标准作业流程逐区域扫描,重点关注边角、接缝处;用手或无纺布手套沿表面滑动,感知凹凸、毛刺;用洁净白布擦拭表面,观察是否残留油渍或污迹等。6.3.2对5.1.6的规定,采用目测核查机器人产品与电路图、设计文件、交直流电源要求及接线图布线设计,确认电源接口等关键位置具备保护元件,电源模块及电气配线标识准确清晰;使用可调电源在电源输入接口和充电接口反向接入额定电压,查看设备是否无任何损坏;在输出端口接入短路线进行瞬间短路,查看保护电路是否立即响应。6.3.3目测核对技术文件是否明确声明支持特性协议,核查机器人接口是否具有主流协议标识;连接各主流协议对应如伺服驱动器、远程I/O模块、视觉传感器等从站设备,进行通信、数据交换和典型操作,查看从站是否能够精准跟随指令、读写参数等。6.3.4查阅技术手册,确认控制器支持连续轨迹运动,通过控制器接口实时读取每个伺服轴的位置指令值和位置实际反馈值,计算任意两个关节在同一时刻的跟踪误差应不大于0.2mm。6.3.5启动机器人及配套收集装置连续运行不少于1h,目测配套装置是否能够与机器人同步移动、同步停止,是否能够成功收集采摘的双孢蘑菇。6.4性能要求检测6.4.1平均视觉定位误差6.4.1.1以机器人搭载相机光心为坐标原点,机器人行进方向为X轴,垂直X轴向上方向为Y轴,主光轴反方向为Z轴。6.4.1.2在菇床范围内选定测试区域,控制机器人到待识别双孢蘑菇上方,运行相机数据采集及识别程序,获取单个双孢蘑菇菌盖几何中心点在X、Y和Z轴方向上到坐标原点的距离为i·yiestimated、ziestimated。6.4.1.3利用激光跟踪仪或其他设备获取单个双孢蘑菇在X、Y和Z轴方向上到坐标原点的真实距离Xi·true、yi·true、zi·true。6.4.1.4在测试区域内随机选取M个双孢蘑菇,按照公式(1)计算平均视觉定位误差。Mi1式中:E视觉定位误差,单位为毫米(mm);机器人识别第i个双孢蘑菇在X、Y和Z轴方向上到坐标原点的距离,单位为毫米(mm);个双孢蘑菇对应的真实坐标,单位为毫米(mm);M测定双孢蘑菇的个数,单位为个。6T/CAMDA36—20266.4.2待采双孢蘑菇识别精度在测试区域内随机选择采摘区域,运行机器人进行采摘,采摘双孢蘑菇数量应不少于100个,使用游标卡尺测量所有采摘下来的双孢蘑菇菌盖直径,同时测量并记录菇床测区范围内应采未采双孢蘑菇个数。按照公式(2)计算待采双孢蘑菇识别精度。A=[(7merr+nerr)/nCz]x100%…………(2)式中:A待采双孢蘑菇识别精度;7merr采摘的所有双孢蘑菇中,经人工测量直径≥35mm的双孢蘑菇数量,单位为个;nerr菇床测区内应采未采双孢蘑菇数量,单位为个;nCZ测试区域范围内所有应采双孢蘑菇数量,单位为个。6.4.3采摘成功率在测试场景下选择包含不少于100个双孢蘑菇的区域作为测试区域,人工测定测试区域内应采摘成熟双孢蘑菇数量,之后机器人在测试区域内作业完成全部采摘流程。按照公式(3)计算采摘成功率。C=(p/p)X100%…………(3)式中:C双孢蘑菇采摘成功率;p1人工计数机器人成功采摘的双孢蘑菇个数,单位为个;p人工测量测试区域内应采双孢蘑菇的个数,单位为个。6.4.4单个双孢蘑菇采摘时间6.4.4.1利用秒表确定开始和结束时间点。6.4.4.2开始时间点设定为采摘机械臂开始动作时间节点,结束时间点为采摘机械臂完成单个双孢蘑菇采收结束的时间节点。6.4.4.3使用计时器记录从开始到结束的总时间,采摘数量不少于100个,按照公式(4)计算单个双孢蘑菇采摘时间。Ntti/N………(4)i=1式中:t单个双孢蘑菇采摘时间,单位为秒(s);ti采摘单个蘑菇从起始到结束的时间,单位为秒(s);N时间范围内采摘的双孢蘑菇总个数,单位为个。6.4.5平均采摘速度6.4.5.1利用计时器确定开始和结束时间。6.4.5.2启动机器人并开启计时器,机器人在测区范围内执行采摘作业,作业时长不低于2h,完成作业关闭计时器并记录完成最后一个双孢蘑菇收集的时间。6.4.5.3人工统计所有采摘双孢蘑菇的个数,按照公式(5)计算平均采摘速度。s=G/Tall…………(5)式中:s平均采摘速度,单位为个每小时(个/h);G整个作业过程采摘蘑菇的个数,单位为个;Tall整体作业时间,单位为小时(h)。7T/CAMDA36—20266.4.6采摘损伤率6.4.6.1在测试区域运行机器人完成所有双孢蘑菇的采摘,个数不少于100个。6.4.6.2检查机器人采摘并完成收集双孢蘑菇菌盖擦伤、菌柄损伤、菌柄脱落等机械损失,记录损伤双孢蘑菇个数及采摘双孢蘑菇总数量,按照公式(6)计算采摘损伤率。D=(mnd/nC)X100%…………(6)式中:D采摘损伤率;nd采摘损伤双孢蘑菇数量,单位为个;7C采摘双孢蘑菇总数量,单位为个。6.4.7平均故障间隔时间记录机器人在至少7个工作日内运行的总时间和故障次数,按照公式(7)计算平均故障间隔时间。MTBF=T/g…………(7)式中:MTBF平均故障间隔时间,单位为小时(h);T运行总时间,单位为小时(h);故障次数。6.4.8机器人整机工作电压整机供电电压取决于电池包或外部电源的设计,测量方法应根据精度和应用场景选择:临时测量应用万用表,长期监控应用数字电表。6.4.9系统响应时间利用软件记录时间戳在程序接收到输入的瞬时时刻,执行处理逻辑,在响应输出时记录输出瞬时时刻,按照公式(8)计算系统响应时间。T=T2T…………(8)式中:△T系统响应时间,单位为秒(s);T2输出的瞬时时刻;T输入的瞬时时刻。6.4.10机械臂重复定位精度在合适位置安装激光跟踪仪,与机械臂建立坐标系关联,使用控制系统控制机器人末端按照设定运动轨迹多次达到固定点位,次数不少于30次,记录每次移动的位移偏差值,取所有次数的平均值得到硬件运动误差;测量不同固定点应不少于5个。并且多次测量得到重复定位精度。6.5安全性能检测6.5.1在机器人自动运行状态下,确认各种报警装置能够正常工作,具体包括:a)自动运转指示灯;b)急停报警;C)低电量报警;d)异常报警。8T/CAMDA36—20266.5.2在机器人按规定速度运行下,在预先设定好的地点按下急停按钮或启动急停功能,机器人紧急停止,测定标志位置到机器人停止位置的距离。6.5.3在规定的测试环境中,在防碰撞传感器正前方安装碰撞测试件,机器人能在检测到碰撞测试件时停止,测定碰撞测试件到机器人本体的距离。防碰撞功能应在任何工作模式下均能生效。6.5.4机器人防水功能应按照GB/T4208的规定进行喷嘴试验。6.5.5对5.3.5和5.3.6的规定,采用目测、手感/手动操作的方式进行检查测定。6.6产品信息检查6.6.1使用说明书检查应按照5.4.1的要求逐项检查。6.6.2铭牌检查应按照5.4.2的要求逐项检查。7检验规则7.1检验类型检验类型应包括出厂检验和型式检验。7.2出厂检验7.2.1出厂的机器人应经过制造商质量检验部门检验合格,并附有质量合格证和使用说明书。7.2.2机器人出厂前应全部进行出厂检验,检验项目见表3,所有项目均应达到合格。表3检验项目分类项目分类检验项目对应条款检验类别类项出厂检验型式检验A待采双孢蘑菇识别精度表12采摘成功率表1√3采摘损伤率表1√4单个双孢蘑菇采摘时间表1√5平均采摘速度表1机械臂重复定位精度表1系统响应时间表1√安全性能√√B平均视觉定位误差表1√2平均故障间隔时间表13说明书表3检验项目分类（续）类项目分类类项目分类检验类别检验项目对应条款项出厂检验型式检验1零部件材料5.1.1√√3装配零部件5.1.3√√4电气接口及充电装置5.1.6√6机械臂多轴同步控制5.1.8√7配套收集装置－5.1.9√注：勹“表示必检项目，”“表了不检项目。一\▲e)出厂检验结果与上次型《检验有较大差异时；f)国家有关主管部门提出进行型式检验的要求；g)使用方有重大问题反馈时。