Ushbu tadqiqot uzum yig‘ish robotlarida faqat manipulyator tezligini emas, balki terimdan keyin shingillarni qutilash hamda to‘la va bo‘sh qutilarni boshqarish tufayli yuzaga keladigan kutish vaqtlarini ham kamaytirish uchun ikki qo‘lli va uzluksiz ishlay oladigan integratsiyalashgan yig‘ish robotini ishlab chiqadi. Tizim bir-biridan mustaqil ikkita RGB-D kamera va ikkita 4 erkinlik darajasiga ega manipulyatorni, YOLOv8 asosidagi shingil aniqlash va uch o‘lchamli yig‘ish nuqtasini belgilashni, 20 ta saqlash uyasi hamda ikki stansiyali aylanuvchi stoldan tashkil topgan jami 22 qutilik bortdagi transfer-buferlash arxitekturasini va ish fazosidagi bo‘shliqlarni yopish uchun 0,74 m hamda 1,644 m qadamlarni navbatma-navbat qo‘llaydigan mobil baza strategiyasini birlashtiradi. Optimallashtirilgan qo‘l-ko‘z joylashuvida samarali manipulyator ish fazosini qamrab olish %73,3, kamera ko‘rish maydoni ustma-ust tushishi esa %12,5 deb hisoblangan. Ideal sharoitlarda ikki qo‘lning parallel ishlashi yig‘ish siklini 5,2 s/shingildan 3,4 s/shingilgacha qisqartiradi; haqiqiy tokzor tajribalarida tizim 22 qutini, ya’ni 110 shingilni bitta vazifa doirasida qayta ishlay oladi, o‘rtacha 6,9 shingil/daqiqa va zich hududlarda 10 shingil/daqiqagacha unumdorlikka erishadi va manbada %92 yig‘ish muvaffaqiyat darajasi xabar qilinadi. Natijalarning chegarasi tajribalar faqat bitta Shine Muscat tokzori va gorizontal pergola tarbiya tizimida o‘tkazilgani; shuningdek, mavjud transfer mexanizmi to‘liq yuklangan qutilar bilan teskari uzayishda qattiqlik muammosi sababli avtomatik tushirish bosqichini hali yakunlay olmasligidir.

Tadqiqotning tizim darajasidagi muhim natijasi shundan iboratki, yig‘ish qo‘li tezligidan mustaqil ko‘rinadigan quti logistikasi robotning umumiy unumdorligini belgilovchi kritik quyi tizim ekanini ko‘rsatadi. Besh shingil bilan bitta qutini to‘ldirish uchun zarur minimal yig‘ish sikli 17,2 s bo‘lsa, to‘la va bo‘sh qutilarni almashtirishning 14 s ichida tugashi quti boshqaruvini manipulyatorlarni kutdirmasdan yig‘ish bilan parallel olib borish imkonini beradi.

Tadqiqot hal qilmoqchi bo‘lgan asosiy muammo nima?

Meva yig‘ish robotlarida unumdorlik ko‘pincha faqat robot qo‘lining nishonga yetib borishi va mevani uzib olish tezligiga keltirib chiqariladi. Ushbu tadqiqot esa haqiqiy yig‘ish vazifasi “yetib bor-yig‘-qo‘y-qutini almashtir-yangi ish nuqtasiga o‘t” zanjiridan iboratligini va bu zanjirning istalgan bo‘g‘ini butun tizimni kutishga majbur qilishi mumkinligini asosiy muammo sifatida ko‘rib chiqadi.

Manbada mavjud tizimlarning muhim qismi “bitta end-effector + bitta quti” arxitekturasiga ega ekani qayd etiladi. Bu tuzilma mexanik jihatdan sodda bo‘lsa-da, quti to‘lganda robot tushirish nuqtasiga qaytishi yoki yig‘ish tizimi quti almashtirilishini kutishi kerak. Tadqiqotning kirish qismida avvalgi ishlar asosida mobil yig‘ish robotlarida borib-kelish va tushirish vaqti umumiy operatsion vaqtning %25-%40'igacha yetishi mumkinligi keltiriladi.

Shu sababli tadqiqot uchta muhandislik muammosini bitta dizayn ichida hal qilishga urinadi: ikki qo‘lning haqiqatan parallel ishlashini ta’minlaydigan qo‘l-ko‘z joylashuvi, to‘la va bo‘sh qutilarni manipulyatorlarni kutdirmasdan boshqara oladigan bortdagi buferlash tizimi va ikki qo‘l yetib bora olmaydigan ish fazosi bo‘shliqlarini mobil bazaning harakati bilan yopadigan qamrov strategiyasi.

Robotning umumiy arxitekturasi qanday qurilgan?

Robot uchta asosiy quyi tizimdan iborat:

• ko‘p yo‘nalishda harakatlana oladigan mobil baza;
• simmetrik ikkita RGB-D kamera va ikkita mustaqil 4-DOF manipulyatordan tashkil topgan binokulyar ikki qo‘lli qo‘l-ko‘z tizimi;
• aylanuvchi stol, transfer mexanizmi va ko‘p qavatli saqlash tokchasidan tashkil topgan bortdagi quti transfer-buferlash tizimi.

Tadqiqotning 2-rasmi ushbu uch tuzilmaning bir xil mobil platformadagi jismoniy joylashuvini ko‘rsatadi. Ikki manipulyator robotning o‘ng va chap tomonidagi uzum devorlari uchun mas’ul; har bir qo‘l o‘z RGB-D kamerasidan kelayotgan nishon ma’lumoti bilan mustaqil ishlaydi. Ushbu dizayn bitta kameraning ikki qo‘lning butun ish fazosini bir vaqtning o‘zida ko‘rishi zaruratini bartaraf etishni maqsad qiladi.

Tasvirlash va yig‘ish tizimi qanday ishlaydi?

Har bir yig‘ish blokida Orbbec Gemini Pro chuqurlik kamerasi mavjud. Manbada chuqurlik kamerasining ko‘rish burchaklari gorizontal 67,9°, vertikal 45,3° va diagonal 78°; RGB kameraning ko‘rish burchaklari esa gorizontal 71,5°, vertikal 56,7° va diagonal 84° deb berilgan.

Shingillar YOLOv8 algoritmi yordamida aniqlanadi, so‘ng geometrik modellashtirish orqali uch o‘lchamli yig‘ish/kesish nuqtalari belgilanadi. Manipulyatorlarning har biri 4 erkinlik darajasiga ega. Yuqori qo‘l uzunligi 500 mm, oldingi qo‘l uzunligi 150 mm.

End-effector kesish va ushlashni bitta mexanizmda birlashtiradi. Tadqiqotdagi operatsiya ketma-ketligi “avval kes, keyin ushla” shaklida. Manba buni shingilga zarar yetkazishni cheklash bilan birga ish bosqichlarini kamaytirish zarurati bilan asoslaydi.

Nega ikkita alohida kamera ishlatilgan?

Bitta kamera qo‘llanilganda, bir xil ko‘rish hajmi ikki qo‘lning ish maydonini qamrab olishi kerak. Bunday holatda kamera ko‘rish maydoni bilan mexanik ish fazosi kuchli bog‘lanib qoladi; qo‘llar nazariy jihatdan yetib bora oladigan maydonning bir qismi faqat vizual qamrov yoki to‘qnashuvni oldini olish sababli ishlatilmasligi mumkin.

Tadqiqotda ikki kamera robotning markaziy o‘qiga nisbatan simmetrik joylashtirilgan. O‘ng kamera o‘ng manipulyator, chap kamera esa chap manipulyator uchun asosiy sezgi manbasidir. Ikki ko‘rish maydoni butunlay ajratilmagan; vizual ko‘r zona yuzaga kelishini kamaytirish uchun muayyan gorizontal ustma-ust tushish saqlangan.

Adabiyotdan olingan muhandislik tajribasiga ko‘ra, manba ikki kamera uchun taxminan %10-%20 gorizontal ko‘rish maydoni ustma-ust tushishini maqbul diapazon deb hisoblaydi. O‘z geometrik cheklovlaridan minimal taxminan %12,1 qiymatini olgan va yakuniy dizaynda

\[ \eta=12.5\% \]

ustma-ust tushish nisbatidan foydalangan.

Nega manipulyatorning nazariy ish fazosi to‘g‘ridan-to‘g‘ri ishlatilmagan?

Robot qo‘li matematik jihatdan yetib bora oladigan har bir nuqta xavfsiz va aniq yig‘ish uchun bir xil darajada foydali emas. Tadqiqot manipulyator ish fazosini taxminan ellipsoid shaklidagi hajm deb oladi va nazariy chegaralarga yaqin singulyar konfiguratsiyalardan qochish uchun foydalanish mumkin bo‘lgan maydonni toraytiradi.

Mualliflar gorizontal ish fazosini nazariy qiymatning %70'igacha, vertikal ish fazosini esa %80'igacha kamaytirib, mexanik singulyarlik, pozitsiya xatosi, shox/tok to‘siqlari va qishloq xo‘jaligi maydonidagi tolerantliklar uchun xavfsizlik zaxirasini qoldiradi.

Samarali ish fazosini qamrab olish nisbati manbada

\[ \eta_{\mathrm{cover}} = \frac{l_{\alpha_{er}}}{l_{\alpha_r}} \times100\% \]

ko‘rinishida aniqlangan. Bu yerda \(l_{\alpha_r}\) toraytirilgan haqiqiy gorizontal manipulyator ish oralig‘ini, \(l_{\alpha_{er}}\) esa shu oraliq bilan kamera ko‘rish maydoni kesishmasidan qoladigan samarali yig‘ish mintaqasining uzunligini anglatadi.

Yakuniy o‘ng qo‘l ish oralig‘i taxminan 0,183-1,310 m, kamera bilan amalda birgalikda foydalanish mumkin bo‘lgan gorizontal samarali mintaqa esa 0,183-1,009 m deb belgilangan. Ushbu joylashuv

\[ \eta_{\mathrm{cover}}=73.3\% \]

samarali qamrov nisbatini ta’minlagan. Robot simmetrik bo‘lgani sababli chap tomon geometriyasi ham xuddi shunday deb qabul qilinadi.

Vertikal ko‘rish maydoni uzum shingillarini to‘liq qamrab oladimi?

Dala o‘lchovlari uchun tokzorda beshta namuna olish joyi tanlangan va jami 50 ta balandlik o‘lchovi olingan. Shingillarning yerdan balandligi 1,1-1,6 m oralig‘ida aniqlangan.

Kamera balandligi taxminan 1,35 m tanlanganda hisoblangan vertikal ko‘rish maydoni taxminan 1,016-1,684 m oralig‘ini qamrab oladi. Bu oraliq o‘lchangan 1,1-1,6 m shingil zonasini to‘liq o‘z ichiga oladi.

Ushbu natija kamera uzumni ko‘ra olishini emas, balki kamera holati bilan xavfsiz manipulyator ish hajmini bir xil balandlik mintaqasida moslashtirish mumkinligini ham ko‘rsatadi.

Bortdagi 22 qutilik buferlash tizimi qanday ishlaydi?

Robotning quti logistikasi uch bosqichli arxitektura asosida qurilgan:

Aylanuvchi stol → transfer mexanizmi → ko‘p qavatli saqlash tokchasi.

Saqlash tokchasida 20 ta quti uyasi bor. Robot markazidagi aylanuvchi stolda esa ikkita qo‘shimcha quti stansiyasi mavjud. Shunday qilib, umumiy tashish sig‘imi 22 qutiga yetadi.

Aylanuvchi stolning old stansiyasidagi quti faol yig‘ish qutisi; ikki manipulyator yig‘gan shingillarini shu yerga qo‘yadi. Orqa stansiyada navbatdagi bo‘sh quti kutadi. Faol quti to‘lganda stol 180° aylanib, to‘la qutini transfer tizimiga, bo‘sh qutini esa manipulyatorlar ostiga olib keladi.

Transfer mexanizmi X, Y va Z yo‘nalishlarida qutiga yetib bora oladigan ko‘p bosqichli teleskopik plastinalar, gorizontal tashish mexanizmi va vertikal ko‘tarish mexanizmini birlashtiradi. To‘la quti tokchadagi tegishli bo‘sh uyaga olib borilayotgan paytda tizim boshqa bo‘sh qutini aylanuvchi stolga olib keladi.

Nega quti almashtirish tizim unumdorligi uchun kritik?

Bir qutiga beshta uzum shingili joylanadi. Ideal ikki qo‘lli yig‘ish sikli 3,4 s/shingil bo‘lganda nazariy minimal quti to‘ldirish vaqti

\[ 3.4\times5=17.0\ \mathrm{s} \]

bo‘lishiga qaramay, tadqiqot tizim sikli uchun 17,2 s minimal quti to‘ldirish vaqtini xabar qiladi.

Quti almashtirish tizimi esa jami 14,0 s davom etadi. Shundan 2,1 soniya aylanuvchi stolning 180° aylanishiga, 11,9 soniya to‘la qutini saqlash va bo‘sh qutini olib kelishga sarflanadi.

Demak, manbada ko‘rsatilgan vaqt zaxirasi

\[ 17.2-14.0=3.2\ \mathrm{s} \]

bo‘ladi. Bu quti logistikasi yig‘ish qo‘lidan sekinroq bo‘lgan tor bo‘g‘inga aylanishining oldini oluvchi asosiy vaqtlashtirish shartidir.

Nega mobil baza doimiy masofada oldinga yurmaydi?

Ikki qo‘lning samarali ish maydonlari orasida har bir to‘xtash nuqtasida taxminan 0,366 m yetish bo‘shlig‘i paydo bo‘ladi. Robot faqat katta va doimiy qadamlarda yursa, ayrim shingillar yetib bo‘lmaydigan hududda qolishi mumkin; faqat kichik qadamlarda yursa, avvalgi qadamda yig‘ilgan maydonning katta qismi yana qamrab olinadi va qo‘llardan biri samarasiz bo‘lib qoladi.

Manba avval nazariy maksimal qadamni

\[ S_{\max}=0.826\ \mathrm{m} \]

deb hisoblagan, joylashish xatolari va mexanik tebranishlar uchun taxminan %10 qamrov zaxirasini qo‘shib, kichik qadamni

\[ S_a=0.74\ \mathrm{m} \]

deb belgilagan.

Biroq bu qiymatdan uzluksiz foydalanish chap qo‘l ish maydonining taxminan %45'i avval o‘ng qo‘l tomonidan yig‘ilgan hudud bilan ustma-ust tushishiga olib keladi. Shu sababli tadqiqotchilar kichik va katta qadamni navbat bilan qo‘llaydigan strategiya ishlab chiqqan.

Yakuniy harakat strategiyasida:

• toq raqamli harakatlarda 0,74 m kichik qadam;
• juft raqamli harakatlarda 1,644 m katta qadam

qo‘llanadi. Kichik qadam oldingi yetish bo‘shlig‘ini yopadi, katta qadam esa robotni yangi yig‘ish hududiga ko‘proq siljitadi.

Boshqaruv tizimi qanday apparat va dasturiy ta’minotdan foydalanadi?

Robotning edge-computing yadrosi Horizon RDK X5 ishlab chiqish platasidir. Manbada plata sakkiz yadroli Cortex-A55 1,5 GHz protsessori, 8 GB LPDDR4 xotirasi va Sunrise 5 AI tezlatkichiga ega ekani ko‘rsatilgan.

Dasturiy ta’minot maxsus Ubuntu 22.04 tasviri ustida ishlaydi va tugunlar o‘rtasida ma’lumot almashish uchun ROS 2 Humble qo‘llaniladi. Boshqaruv arxitekturasi quti transfer tizimi, inson-mashina interfeysi, mobil baza, ikki manipulyator hamda LiDAR/RTK-GNSS/IMU kabi joylashuv-sezgi komponentlarini RDK X5 atrofida birlashtiradi.

9-rasmdagi haqiqiy operatsion sikl nimani anglatadi?

Robotik yig‘ish jarayoni yopiq operatsion sikl shaklida olib boriladi:

1. mobil bazaning yig‘ish pozitsiyasiga joylashishi;
2. ikki kameraning o‘z tomonidagi shingillarni aniqlashi;
3. uch o‘lchamli yig‘ish nuqtalarini belgilash;
4. ikki qo‘lning yaqin nishondan uzoq nishonga qarab parallel yig‘ishi;
5. jami besh shingildan keyin faol qutini to‘la deb qabul qilish;
6. aylanuvchi stolning 180° aylanib to‘la va bo‘sh qutini almashtirishi;
7. transfer tizimining to‘la qutini tokchaga joylashtirib, yangi bo‘sh qutini tayyorlashi;
8. joriy ko‘rish maydonidagi shingillar tugagach, mobil bazaning yangi ish pozitsiyasiga o‘tishi.

9-rasmning asosiy ilmiy xabari shundan iboratki, yig‘ish va quti transferi bir-birini kutadigan ketma-ket operatsiyalar emas, balki imkon qadar parallel ishlaydigan ikki quyi jarayon sifatida ishlab chiqilgan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• O‘rganilgan Shine Muscat tokzorida ikkita mustaqil kamera va ikki qo‘lning simmetrik joylashuvi bilan %73,3 samarali ish fazosi qamrovi ta’minlangan.
• Kameralar orasidagi %12,5 gorizontal ko‘rish maydoni ustma-ust tushishi manbada maqsad qilingan %10-%20 muhandislik diapazoni ichida saqlangan.
• Ideal sharoitlarda ikki qo‘lning parallel ishlashi yig‘ish siklini 5,2 s/shingildan 3,4 s/shingilgacha qisqartirgan.
• Manba hisobiga ko‘ra, ushbu sikl o‘zgarishi bitta qo‘lga nisbatan %34,6 unumdorlik yaxshilanishiga mos keladi.
• Bortdagi tizim 20 tokcha uyasi va aylanuvchi stoldagi ikki stansiya bilan jami 22 qutini tashiy oladi.
• Quti almashtirish sikli 14 s bo‘lib, 17,2 s minimal quti to‘ldirish siklidan qisqa bo‘lgani uchun manbada yig‘ish-transfer-buferlash operatsiyalarini parallel olib borish mumkinligi ko‘rsatilgan.
• Beshta to‘liq yukli dala tajribasida o‘rtacha vazifa vaqti 15,8 daqiqa va o‘rtacha yig‘ish unumdorligi 6,9 shingil/daqiqa.
• Zich shingil hududlarida manba maksimal 10 shingil/daqiqa, siyrak yoki kuchli to‘silgan hududlarda taxminan 5,23 shingil/daqiqa xabar qiladi.
• Manbada dala yig‘ish muvaffaqiyat darajasi %92 deb xabar qilingan.
• 0,74 m va 1,644 m navbatma-navbat qadam strategiyasi ish fazosi bo‘shliqlarini yopish va ikki qo‘l yukini muvozanatlash uchun qo‘llangan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan yoki isbotlamaydigan natijalar

• Robotning barcha uzum navlarida yoki barcha tokzor tarbiya tizimlarida bir xil unumdorlik bilan ishlashi ko‘rsatilmagan.
• %92 yig‘ish muvaffaqiyati tijoriy miqyos yoki uzoq muddatli mavsumiy samaradorlik degani emas.
• Tajribalar yomon ob-havo, qiya relyef yoki kuchli ekologik buzilishlar sharoitida o‘tkazilmagan.
• Zich hududlarda kuzatilgan 10 shingil/daqiqa butun tokzor bo‘ylab saqlanadigan o‘rtacha tezlik emas.
• Hozirgi prototip to‘la qutilarni mustaqil ravishda tokzordan tashqariga tushiradigan to‘liq avtonom logistika zanjirini ko‘rsatmaydi.
• Taxminan 10 kg to‘liq yuklangan qutida teskari Y uzayishi 0,4 m dan oshganda mexanik deformatsiya joylashish aniqligiga ta’sir qiladi.
• Mobil baza qadamlari ushbu tadqiqotda qat’iy ish fazosiga qarab oldindan hisoblangan; real vaqtdagi shingil zichligiga moslashuvchan emas.
• Tadqiqot unumdorligi boshqa ikki qo‘lli robotlar bilan bir xil tokzorda o‘tkazilgan nazoratli bevosita taqqoslash tajribasidan olinmagan.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Dala sharoitlari va tajriba materiali

Tajribalar oktyabr oyida Xitoyning Shanxi provinsiyasi, Yuncheng City, Linyi County hududidagi Guijiaying Village-da joylashgan Shine Muscat tokzorida o‘tkazilgan. Uzumlar gorizontal pergola tizimida yetishtirilgan va shingillar ikki tomonda vertikal trellis devorlarini hosil qiladigan tarzda pastga osilib turgan.

Qo‘l-ko‘z joylashuvining hisoblangan natijalari

Mobil baza harakat strategiyasining natijalari

O‘ng va chap qo‘l ish mintaqalari orasida har bir to‘xtashda taxminan 0,366 m bo‘shliq mavjudligi hisoblangan. Maksimal bir qadam masofasi 0,826 m bo‘lganda xavfsiz kichik qadam 0,74 m sifatida tanlangan.

Doimiy 0,74 m qadam qo‘llanishi taxminan %45 keraksiz ish maydoni ustma-ust tushishiga va chap qo‘lning yangi hududni yig‘ish o‘rniga avvalgi ish bo‘shlig‘ini to‘ldiruvchi yordamchi qo‘lga aylanishiga sabab bo‘lganligi uchun, yakuniy strategiya ikki qadamni navbatma-navbat qo‘llashga o‘zgartirilgan:

8-rasm ushbu ikki qadamning ketma-ket qo‘llanishi ish mintaqalarini bir-biriga bog‘lab borishini va robot oldinga siljishi bilan yetish bo‘shlig‘ini keyingi pozitsiyadagi qo‘l yopishini ko‘rsatadi.

Bitta qo‘l va ikki qo‘l sikli taqqoslanishi

Manba ideal sharoitlarda bitta qo‘l yig‘ish siklini 5,2 s/shingil, parallel ikki qo‘l o‘rtachasini esa 3,4 s/shingil deb beradi.

Manba xabar qilgan nisbiy yaxshilanish:

\[ \frac{5.2-3.4}{5.2}\times100\% \approx34.6\% \]

bo‘lib, tadqiqotdagi “%34,6 unumdorlik yaxshilanishi” natijasining asosidir.

Beshta to‘liq yukli dala tajribasi

Robotning uzluksiz ishlash imkoniyatini sinash uchun beshta to‘liq yukli tajriba o‘tkazilgan. Har bir tajriba 22 quti va 110 shingildan iborat bitta vazifa sifatida belgilangan. Vazifa vaqtlari mos ravishda

21, 14, 16, 11 va 17 daqiqa

deb xabar qilingan. O‘rtacha vazifa vaqti 15,8 daqiqa.

Manba o‘rtacha yig‘ish unumdorligini

\[ 6.9\ \mathrm{salkım/dakika} \]

va yig‘ish muvaffaqiyat darajasini

\[ 92\% \]

deb beradi.

Biroq %92 muvaffaqiyat darajasi nechta umumiy yig‘ish urinishiga asoslanib hisoblangani aniq xabar qilinmagani sababli, ushbu nisbatning maxraji Verianla kontentida chiqarib olinmagan.

Nega shingil zichligi dala unumdorligini o‘zgartiradi?

10(b)-(c)-rasm dala bo‘ylab vazifa vaqti va yig‘ish tezligi doimiy emasligini ko‘rsatadi. Shingillar zich va uzluksiz joylashgan hududlarda robot 10 shingil/daqiqa darajasiga chiqadi, shingillar siyrak yoki barg/shoxlar bilan jiddiy to‘silgan hududlarda esa unumdorlik taxminan 5,23 shingil/daqiqagacha tushadi.

Manba bu farqni ikkita asosiy omil bilan bog‘laydi: mobil bazaning yangi nishonlar orasida harakatlanish vaqti va murakkab to‘silish sharoitlarida vizual aniqlash/qayta ishlash kechikishlari.

22 qutilik sig‘im operatsion jihatdan nimani anglatadi?

Tokcha tizimidagi 20 uya va aylanuvchi stolning ikki stansiyasi birgalikda jami 22 quti sig‘imini ta’minlaydi. Har bir qutida besh shingil qabul qilingani uchun bitta vazifa sig‘imi

\[ 22\times5=110\ \mathrm{salkım} \]

bo‘ladi.

Tadqiqot dala tajribasida ushbu 22 qutilik sikl inson aralashuvisiz yakunlangan. Bu natija prototip nafaqat yig‘ish qo‘lini, balki yig‘ishdan keyingi transport ichki logistikasini ham uzoq ish sikli davomida boshqara olishini ko‘rsatadi.

11-rasmning vaqtlashtirish natijasi

11-rasm transfer-buferlash operatsiyasi bilan manipulyatorning keyingi qutini to‘ldirish vaqtini bir xil vaqt o‘qida taqqoslaydi.

• Aylanuvchi stol almashtiruvi: 2,1 s
• Qutini saqlash + bo‘sh qutini olib kelish: 11,9 s
• Jami quti almashtirish: 14,0 s
• Minimal quti to‘ldirish: 17,2 s
• Vaqt zaxirasi: taxminan 3,2 s

Ushbu vaqt moslashtirilishi manipulyatorlar quti transferini kutmasdan ishlashni davom ettira olishining asosidir.

Mexanik cheklov: nega to‘liq avtomatik tushirish hali yo‘q?

Tadqiqotning eng muhim mexanik cheklovi Y yo‘nalishidagi teleskopik tizimning teskari uzayishida namoyon bo‘ladi. Taxminan 10 kg to‘liq yuklangan quti tashilganda teskari uzayish 0,4 m dan oshsa, konsol tuzilmasida yuzaga keladigan uch qismdagi egilish joylashish aniqligiga ta’sir qiladi.

Shu sababli mavjud prototipning rejalashtirilgan avtomatik tushirish funksiyasi to‘liq amalga oshirilmagan. Kelajakdagi dizayn maqsadi qattiqligi yuqori materiallar, mustahkamlangan tuzilma va qo‘shimcha tayanch yo‘riqnomalar yordamida uch qismdagi egilishni 3 mm dan past saqlashdir.

Mobil harakat strategiyasining ikkinchi cheklovi

0,74 m va 1,644 m qadamlar qat’iy ish fazosi geometriyasiga ko‘ra oldindan hisoblanadi. Tizim ayni paytda kameralar ko‘rayotgan haqiqiy shingil zichligi yoki taqsimotiga qarab qadam uzunligini o‘zgartirmaydi.

Manba kelajakdagi ishlarda shingil zichligi va pozitsiya taqsimotiga bog‘liq adaptiv qadam o‘lchami ishlab chiqishni taklif qiladi. Bunday yondashuv siyrak hududlarda keraksiz to‘xtashlarni kamaytirishi, zich hududlarda esa yanada nozik qamrovni ta’minlashi mumkin; biroq bu g‘oya ushbu tadqiqotda eksperimental ravishda sinovdan o‘tkazilmagan.

Manba va Usul Haqida Izoh

Asl tadqiqot: A dual-arm grape harvesting robot with binocular hand-eye system and onboard bin transfer-buffering system

Mualliflar: Chenghao Zhang; Shenghui Yang; Hongbiao Lan; Chandi Xia; Kangyang Zhang; Yongjun Zheng; Liming Xu; Jieyun Li; Shaohua Xue; Xingxing Liu.

Mas’ul muallif: Xingxing Liu.

Teng hissa/teng birinchi mualliflik: Manbada bunday bayonot mavjud emas.

Affiliatsiyalar: College of Engineering, China Agricultural University, Beijing, China; Shanxi Zhiyun Zhineng Technology Co., Ltd., Yuncheng, China; Shandong Key Laboratory of Intelligent Agricultural Equipment in Hilly and Mountainous Areas, Jinan, China.

Manba turi: SSRN preprint; qishloq xo‘jaligi robototexnikasi, mexanik tizim ishlab chiqish va tokzor dala tajribasi tadqiqoti.

Peer review holati: Ushbu tadqiqot preprint bo‘lib, peer reviewdan o‘tmagan. Yuklangan hujjatning har bir sahifasida “Preprint not peer reviewed” iborasi mavjud.

SSRN ro‘yxat raqami: 6837410.

DOI: 10.2139/ssrn.6837410

Platforma: SSRN.

SSRN topshirish/nashr sanasi: 27 May 2026.

Peer-reviewed jurnal qaydi: Ushbu material tayyorlangan paytda tasdiqlanadigan bibliografik qayd SSRN preprint qaydidir; shu nomdagi peer-reviewed journal version tasdiqlanmagan.

Litsenziya/mualliflik huquqi: SSRN qayd ma’lumoti “All rights reserved” deb ko‘rsatadi va ruxsatsiz qayta foydalanishga yo‘l qo‘yilmasligini bildiradi. Shu sababli manba tadqiqotning asl rasmlari Verianla maqolasiga ko‘chirilmagan.

Moliyalashtirish: China Agriculture Research System of the Ministry of Finance and the Ministry of Agriculture and Rural Affairs (CARS-29) va Shandong Provincial Key Research and Development Program (Grant No. 2025CXPT155).

Ma’lumotlar mavjudligi: Manbada alohida Data Availability bayonoti yoki ochiq ma’lumotlar ombori aniqlanmagan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Yuklangan tadqiqotda alohida manfaatlar to‘qnashuvi bayonoti aniqlanmagan.

CRediT/muallif hissalari: Yuklangan tadqiqotda alohida CRediT hissa bayonoti mavjud emas.

Tajriba muhiti: Shine Muscat uzumzori; gorizontal pergola trellis tizimi; Guijiaying Village, Linyi County, Yuncheng City, Shanxi Province, China. Dala sinovlari qulay ob-havo sharoitida o‘tkazilgan.

Robotik usul: Ikkita mustaqil Orbbec Gemini Pro RGB-D kamera, YOLOv8 asosidagi shingil tanish, geometrik uch o‘lchamli picking-point lokalizatsiyasi, ikkita 4-DOF manipulyator, kesish-ushlash end-effectori, Horizon RDK X5 edge kompyuteri va ROS 2 Humble asosidagi taqsimlangan boshqaruv arxitekturasi qo‘llangan.

Ish fazosini hisoblash: Manipulyator ish fazosi ellipsoidga o‘xshash hajm sifatida modellashtirilgan; Monte Carlo usulida 10⁶ joint-posture namunasi ishlatilgan va hisoblash 10 marta takrorlanib o‘rtachasi olingan. Xavfsiz ishlash uchun gorizontal nazariy fazoning %70'i, vertikal fazoning %80'i samarali maydon sifatida ishlatilgan.

Asosiy dala natijalari: %73,3 samarali ish fazosi qamrovi; %12,5 kamera FOV ustma-ust tushishi; 3,4 s/shingil ideal ikki qo‘l sikli; bitta qo‘lga nisbatan manbada hisoblangan %34,6 yaxshilanish; 22 quti/110 shingillik bitta vazifa sig‘imi; o‘rtacha 6,9 shingil/daqiqa; zich hududlarda maksimal 10 shingil/daqiqa; %92 yig‘ish muvaffaqiyat darajasi; 14 s quti almashtirish sikli.

Asosiy mexanik cheklov: Taxminan 10 kg yuklangan qutida Y yo‘nalishidagi teskari teleskopik uzayish 0,4 m dan oshganda strukturaviy egilish joylashish aniqligini kamaytiradi. Shu sababli avtomatik tushirish funksiyasi joriy prototipda yakunlanmagan.

Asosiy algoritmik cheklov: Mobil baza harakat qadamlari qat’iy geometrik ish fazosiga qarab hisoblanadi, real vaqtdagi shingil taqsimotiga adaptiv tarzda o‘zgartirilmaydi.

Tenglama havolasi izohi: Mobil baza qadam strategiyasi chiqarilgan bo‘limda ayrim tenglama raqami bo‘yicha o‘zaro havolalar atrofdagi matn raqamlanishi bilan nomuvofiq ko‘rinadi. Bu havolalar manbadan tashqarida qayta raqamlanmagan yoki jim tarzda tuzatilmagan.

Muvaffaqiyat darajasi izohi: Manba %92 yig‘ish muvaffaqiyat darajasini xabar qiladi; ammo bu nisbat hisoblangan umumiy tajriba/urinish sonini alohida bermaydi. Shu sababli maxraj taxmin qilinmagan.

Peer review metadata izohi: Acknowledgements bo‘limida muharrirlar va anonim reviewerlar uchun minnatdorchilik iborasi bo‘lishiga qaramay, tadqiqot SSRN tomonidan preprint sifatida ro‘yxatga olingan va yuklangan fayl ochiq ravishda “not peer reviewed” iborasini o‘z ichiga oladi. Minnatdorchilik iborasi rasmiy peer-reviewed nashr dalili sifatida ishlatilmagan.

Manbaga sodiqlik: Maqoladagi ilmiy usul, mexanik dizayn, tenglamalar, dala sharoitlari, robot arxitekturasi, sonli natijalar, vizual sharhlar va cheklovlar yuklangan 40 sahifalik manba tadqiqotga asoslanadi. Tashqi manbalardan ilmiy natija qo‘shilmagan; tashqi tekshiruv faqat bibliografik SSRN identifikatori, DOI, sana, mas’ul muallif va litsenziya/mualliflik huquqi holati uchun ishlatilgan.

Turkiya konteksti: Tadqiqot Xitoydagi muayyan Shine Muscat tokzori va gorizontal pergola tizimida o‘tkazilgan. Turkiyadagi tokzor tuzilishi, uzum navi, kesish/tarbiya tizimi, qator oralig‘i, relyef qiyaligi, mehnat tashkiloti va ekologik sharoitlar sinovdan o‘tkazilmagani sababli, manba natijalari Turkiya tokzorlarida ayni unumdorlikning to‘g‘ridan-to‘g‘ri dalili emas. Turkiyada qo‘llash uchun mahalliy tokzor geometriyasi va uzum naviga ko‘ra ish fazosi, kamera joylashuvi, qadam kattaligi va end-effector qayta tekshirilishi kerak.