基于计算机视觉识别技术的甘蔗种植机械化研究

针对当前甘蔗种植机械化现状,优化机具设计,并应用计算机视觉识别技术,自动识别切种长度,预切甘蔗种,以便实现精密化、机械化的甘蔗种植。在计算机视觉识别技术支持下优化设计甘蔗种植设备,不仅可提升识别甘蔗茎节的正确率(提升80%),还可以提升甘蔗种植效益(提升20%),取得较好的经济效益。为此,设计了基于计算机视觉识别技术甘的蔗种植机械化设备,可提升甘蔗种植机械化水平,提高甘蔗预切种正确率,提升甘蔗机械化种植效益,产生积极影响。     

机器视觉与模糊决策在甘蔗种蔗识别机械化中的运用

追对广西等甘蔗种植区域、地块面积特点提出发展甘蔗预切种式种植机的总体方向;为克服人工切断与机器定长切断蔗种的不足,引入机器视觉技术与模糊决策对甘蔗种蔗进行茎节识别,最高识别率达93.33%,为甘蔗种植的机械化、精确化和智能化提供了理论依据。     

颜色空间图像处理技术在蔗节识别上的应用

近年来,我国甘蔗机械化程度有所提高,但在甘蔗种植过程中,全自动化的联合种植机械装置还有待提高。为此,针对甘蔗种植机中甘蔗预切种的蔗节识别提出了基于颜色空间的图像处理,实现甘蔗种植机的蔗节切割智能化。甘蔗蔗节处具有拐点和灰度值不连续的特性,采用边缘拟合法和灰度值拟合法,并在此基础上使用中值决策法识别甘蔗蔗节。蔗节的颜色特征提取和处理算法的实验表明:蔗节识别效果的正确率可以达到94.7%,证明了中值决策法对甘蔗的蔗节识别有效,因此颜色空间视觉识别技术可作为甘蔗预切种中自动装备研制的理论依据。     

智能甘蔗预切种工作站结构设计与切种精度分析

为提升甘蔗预切种种植的机械化程度,提高甘蔗预切种效率,降低蔗芽损失率,减少人工劳动强度,自主设计开发集甘蔗输送、蔗节智能识别、多刀协同切种等流程于一体的智能甘蔗预切种工作站,实现甘蔗自动协同切种工作。介绍智能甘蔗预切种工作站的输送系统、蔗节识别以及多刀数控协同切种等关键部件的结构设计及工作原理,重点对输送速度和黑箱照度对识别精度的影响,以及多刀切割工作台的定位精度等进行综合的分析。对拍照黑箱的识别精度试验研究表明,甘蔗横向传送速度和光照平均照度对蔗节识别精度具有显著影响,当甘蔗传送速度为0.1 m/s,光照平均照度为430.7 Lux时,识别精度较好,蔗节识别误差小于1.7 mm。通过对切种平台的定位精度试验分析,试验表明:6个移动切种工作台的横向直线移动运动的定位精度误差小于1.5 mm,重复定位误差为±0.2 mm;切种精度的综合误差小于3.4 mm,蔗节的相对综合误差小于5.67%,达到设计的预期目标,实现甘蔗智能横向多刀切种的功能。     

基于机器视觉的甘蔗种植机械化研究

分析了甘蔗种植机械化现状,阐述了机器视觉技术在甘蔗种植机械化中的意义,提出发展预切种式甘蔗种植机的总体方向,引入机器视觉技术实现蔗种自动识别与切断,克服人工切断与机器定长切断蔗种的不足,采用基于边缘拟合的算法识别甘蔗茎节正确率达80%,为甘蔗种植的精确化提供了思路。     

蔗地不平对收获机砍蔗系统影响的仿真分析

甘蔗根切质量是评价甘蔗收获机砍蔗系统好坏的一个重要指标,它直接影响到宿根第2年发芽率,即宿根蔗产量.通过测量蔗地不平整度,获得了第一手甘蔗种植垄沟不平整的数据,利用MATLAB处理数据得到小型甘蔗收获机以0.4m/s工作速度前进时由蔗地不平引起根切器振动的频率与幅值,并通过虚拟仿真软件ADAMS仿真分析蔗地不平对小型甘蔗收获机械砍蔗系统的影响.     

预切种式宽窄行甘蔗种植机单辊排种系统设计与试验

针对目前预切种式宽窄行甘蔗种植机排种系统存在排种不均、合格率低、漏种率高、耗种多、卡种堵塞严重等问题，通过ADAMS进行仿真虚拟试验分析及试验研究，设计了一种由转向导流有序集蔗机构和单辊排种器构成的甘蔗预切种排种系统。通过自行搭建的试验平台,研究了转向导流有序集蔗机构和单辊排种器的集蔗箱弹性控流板结构形式、侧板夹角及排种辊转速等参数对排种性能的影响。研究结果表明：自动转向导流有序集蔗合格率为95.1%；单辊排种器的集蔗箱弹性控流板结构对排种合格率具有极显著影响，侧板夹角和排种辊转速对排种合格率具有显著影响；单辊排种器优化参数组合为：两段圆弧式集蔗箱弹性控流板结构、集蔗箱两侧板夹角为105°、排种辊转速为6r/min（理论排种速度：0.83s/根）。最后进行了优化组合参数的验证试验，结果表明：排种平均合格率为91.0%、平均漏种率为4.5%、平均堵塞率为0.5%，排种均匀性显著提高。     

预切种甘蔗勺链式排种器设计与试验

针对目前预切种式甘蔗排种器普遍存在充种效果差、合格指数低等问题，设计了一种预切种甘蔗勺链式排种器。基于最速降线理论分析和待充蔗种的充种状态分析，阐明了最速降线可提高充种性能的原理；利用EDEM软件进行了单因素仿真试验，分析了不同种勺倾角和种勺数量对充种性能的影响。仿真结果表明，当种勺倾角为30°、种勺数量为15个时，充种性能较好；通过台架单因素试验，对种层高度调节装置和隔离板倾角进行了分析，为充种过程提供了有利条件。以作业速度、排种器倾角、种层高度为试验因素，以合格指数、漏充指数、重充指数为试验指标，进行二次回归旋转正交组合试验，分析了各试验因素交互作用对合格指数的影响。结果表明，当种层高度为360mm、作业速度为1.45~2.37km/h、排种器倾角为9.53°~15.15°时，排种器平均合格指数为95.33%，平均漏充指数和平均重充指数分别为3.11%、1.56%，满足甘蔗种植要求。     

预切式甘蔗横向种植机倾倒送料装置的试验研究

预切式甘蔗横向种植机集蔗系统出现的送料无序的问题,直接影响播种的均匀性和播种效率。为此,设计了一种预切式甘蔗种植机的倾倒送料装置,该装置可以通过旋转倾倒框来控制倾倒送料装置的角度,拉动抽板完成送料动作。通过动力学ADAMS软件对主要机构进行动力学仿真分析,结果显示:甘蔗能够较好地按照预期轨迹从倾倒送料装置中有序地掉落到集蔗箱内。通过进行单因素及正交试验,研究了甘蔗数量、倾倒箱与集蔗箱的水平距离、倾倒箱的倾倒角度、倾倒轴到倾倒箱前端面的距离和倾倒箱的导板角度5个因素对倾倒效果的影响,找出影响倾倒质量的因素。试验结果表明:最优参数组合为A3B3C2,即甘蔗数量为72根,倾倒角度为100°,倾倒轴到倾倒箱前端面距离为120mm。     

预切式甘蔗横向种植机供种装置的改进设计与试验研究

为实现甘蔗稳定有序供种,对现有预切种式甘蔗横向种植机供种装置进行了改进设计.通过对蔗种在供种过程中的运动进行分析,探究了供种的运动机理.运用Adams对蔗种的供种过程进行仿真虚拟试验分析,验证了改进后供种装置的可行性.通过进行单因素试验及正交试验,研究了蔗种数量、落种高度、偏移距离和开口角度4个因素对供种效果的影响,其...     

基于PLC的甘蔗预切种切割平台控制系统设计

甘蔗切种是甘蔗预切种种植模式下的极为重要工作过程,但在实际工作中,大部分仍然依靠人工手动切种,切种质量不高,蔗芽损失大,且劳动强度大,生产效率低。为解决此问题,自主开发预切式横向甘蔗智能切种机的数控切割工作台,通过PLC控制多把切刀在切割平台的横向移动,通过液压系统控制多把切刀的切割,经过对切刀定位精度试验分析,分析表明,该控制系统控制切刀定位的精度较高,每把切刀相对定位精度误差均小于0.6%,重复定位误差小于0.5%。研究结果对推进甘蔗预切种的开发,对促进甘蔗种植技术的发展有重要的应用价值。     

4GQ-1C型甘蔗收获机作业性能试验与分析

针对目前大中型甘蔗收获机不适宜坡地、小行距和小地块蔗地作业问题,研发了4GQ-1C型甘蔗收获机。为验证机器适应性和可靠性,对比现有机型,进行了田间试验。试验结果表明,4GQ-1C型甘蔗收获机在进行单行种植模式甘蔗收获时,相比132、194 kW两种机型的甘蔗收获机,具有甘蔗含杂率低、损失率低和作业灵活等优点,能适应小地块、较窄行距和坡度较大蔗地机收作业的需要。      

甘蔗种切割防伤芽装置设计

目前,我国甘蔗种植基本上都沿用古老的手工作业方式,工效低,劳动强度大,经济效益差,推行机械化种植成为一种必然的发展趋势。然而甘蔗机械化种植普遍存在着伤芽率高这一问题,降低了蔗种的出芽率。我国甘蔗种植机在作业过程中主要类型为：边砍边种的种植机。但此类机型仍普遍存在以下问题：     

预切种式甘蔗横向排种器设计与试验

为实现蔗种精准横向播种,设计了一种预切种式甘蔗横向排种器。通过对蔗种在排种器中的运动分析和基于Recurdyn软件的排种器运动仿真,探究排种器传送链轴转速、提升传送链倾角和集蔗箱倾角对排种性能的影响。利用自制的简易链式甘蔗排种器试验平台,对排种器的一级链轴转速、传送链倾角和集蔗箱倾角等参数进行试验研究,结果表明:传送链倾角和一级链轴转速对排种性能具有极显著的影响,集蔗箱倾角对排种性能的影响不显著;排种性能的最优参数组合为传送链倾角55°、链轴转速9.16 r/min、集蔗箱倾角45°。室内验证试验表明,排种器的合格率为92.6%、漏植率为5%、重植率为3.2%,说明排种器能有效避免排种过程的重植和漏植现象,减少播种过程的耗种量。田间验证试验表明,排种方向合格率93.37%,排种株距合格率90.33%,排种株距在33～49.5cm的合理株距范围内,实现了双蔗芽蔗种的精准横向播种。     

影响甘蔗机械收割蔗蔸质量的农艺因素研究

研究了在大田生产机械收获条件下,甘蔗品种、种植行距和倒伏甘蔗等农艺因素对机收蔗蔸质量的影响.结果表明:甘蔗品种对机收蔗蔸质量有明显影响,表现为品种脱叶性较好的蔗蔸留茬高度较小、品种纤维分含量较高的蔗蔸破头率较低,品种的脱叶性对蔗蔸破头率、纤维分含量对蔗蔸留茬高度的影响没有明显规律;在1.0～1.3m种植行距范围内,随着行距加大,蔗桩开裂长度明显减小,蔗蔸的地下总芽数、低位芽数和活芽数则显明增加,1.2～1.3m种植行距的机收蔗蔸质量优于1.0～1.1m种植行距;与不倒伏甘蔗比较,倒伏甘蔗的蔗蔸留茬高度和蔗蔸破头率都显著提高,提出了选用抗倒性强品种和增强蔗株抗倒力,有利于提高机收蔗蔸质量的做法.     

一种新型集蔗器的结构设计及其有限元分析

集蔗器是甘蔗收割机中用来收集甘蔗的装置。通过总结前人所设计的集蔗器的优缺点,提出了一种新型集蔗机构—挡板式斜集集蔗器,并进行了结构设计、参数计算和三维建模;最后,为了验证所设计的集蔗器转轴的尺寸的合理性,通过有限元分析了软件ANSYS分析它在受外力情况下的变形情况和整体的应力分布情况。     

智能化电动甘蔗山地种植机的研究

为提高甘蔗种植机自动化水平、增加种植质量和降低种植费用,提出利用蓄电池作为甘蔗种植机的动力能源,运用MSC1210Y5单片机、电磁力和压力传感器,实行蔗种发放、基肥发放与开沟智能化控制,使蔗种与基肥发放均匀合理,蔗种摆布整齐有序,实现智能化甘蔗种植;并能让犁头避让石块等硬物,保护甘蔗种植机和蓄电池.实验表明,该智能化电动甘蔗山地种植机具有可靠性高、安全性高和灵活性强等优点.     

加快发展甘蔗生产机械化

一、推广甘蔗生产机械化技术的重要意义 蔗糖业是我地区目前乃至今后一个时期经济的重要支柱，我地区经过多年的努力，糖蔗生产不仅从面积上，而且从单产上、总产上和蔗质上都有了很大的发展和提高。但是，作为重要经济支柱的糖蔗生产，除了一些单项的低水平的机耕机耙作业外，大多数仍然是传统的人畜力耕作和传统的种植方式，浅耕、浅开行、浅种植，耕作较粗糙，耕作整地和种植方式均处于落后状态。这些落后的传统耕作和田间管理制度，使糖蔗生产难以大幅度地、稳定地提高生产率和上地产出率，难以达到“三高”水平要求。所以说，若不采用综合机械化耕作，包括田间中耕机械化的新技术、新的种植制度，就无法全面改变糖蔗生产的落后状态。因此，甘蔗生产必须走“五化”（即基地规模化、品种良种化、生产机械化、管理智能化、灌溉水利化）发展的路子。其中生产机械化，引起了大家的重视。１０多年来，地区农机局曾经开展了甘蔗增产机械化深耕深松技术的开发试验示范和推广工作，取得了很好的成绩。农机部门在科技兴蔗的推动下，在继续推广应用甘蔗机械深耕深松技术基础上，又进行了甘蔗中耕综合机械化技术革新开发推广，解决了我地区长期以来甘蔗中耕机械和实用中耕作业技术难题，填补了本地区甘蔗中耕机...     

加快发展甘蔗生产机械化

一、推广甘蔗生产机械化技术的重要意义 蔗糖业是我地区目前乃至今后一个时期经济的重要支柱，我地区经过多年的努力，糖蔗生产不仅从面积上，而且从单产上、总产上和蔗质上都有了很大的发展和提高。但是，作为重要经济支柱的糖蔗生产，除了一些单项的低水平的机耕机耙作业外，大多数仍然是传统的人畜力耕作和传统的种植方式，浅耕、浅开行、浅种植，耕作较粗糙，耕作整地和种植方式均处于落后状态。这些落后的传统耕作和田间管理制度，使糖蔗生产难以大幅度地、稳定地提高生产率和上地产出率，难以达到“三高”水平要求。所以说，若不采用综合机械化耕作，包括田间中耕机械化的新技术、新的种植制度，就无法全面改变糖蔗生产的落后状态。因此，甘蔗生产必须走“五化”（即基地规模化、品种良种化、生产机械化、管理智能化、灌溉水利化）发展的路子。其中生产机械化，引起了大家的重视。１０多年来，地区农机局曾经开展了甘蔗增产机械化深耕深松技术的开发试验示范和推广工作，取得了很好的成绩。农机部门在科技兴蔗的推动下，在继续推广应用甘蔗机械深耕深松技术基础上，又进行了甘蔗中耕综合机械化技术革新开发推广，解决了我地区长期以来甘蔗中耕机械和实用中耕作业技术难题，填补了本地区甘蔗中耕机...     

甘蔗机械化生产技术

正一、甘蔗联合种植机械化技术技术概述:甘蔗联合种植机械化技术是指采用甘蔗联合种植机,一次完成开沟、施肥、切种、摆种、覆土、镇压、盖膜等作业的技术。采用甘蔗联合种植机械化技术种植甘蔗,可以大大提高种植作业效率和作业质量,节约生产成本,减少机器入地次数和对土壤的压实。该项技术正在广西、广东和云南各大甘蔗主产区进行示范和推广,逐步被广大蔗农认可和接受,特别是在农场、甘蔗种植大户中应用较广泛。