基于双CPU的营养钵苗嫁接机器人控制系统

针对营养钵苗机器人嫁接工序繁多和时间长的问题，为了提高嫁接速度，采用双CPU系统对机器人进行控制。设计的机器人控制系统按功能划分为识别和嫁接2个子系统，识别子系统主要实现取苗及子叶方向和生长点高度的识别。嫁接子系统控制对砧木和穗木进行搬运、切削、接合、固定及排苗等。通过I／O接口，2个CPU可互通信息，以协调动作，实现了对嫁接机器人的并行控制。样机作业试验结果表明，采用该控制系统的嫁接机器人作业速度可达360～480棵／h，与传统的单CPU顺序控制系统相比，工作效率提高了将近1倍。     

山地橘园遥控牵引式无轨运输机的设计

为实现山地橘园运输自动化,采用无线电遥控实现了牵引式无轨运输机的遥控作业.该牵引式无轨运输机主要由驱动装置、拖车、遥控器、远程控制装置、钢丝绳、导向轮、钢丝绳托辊、行程开关、安全装置和避障装置等组成.采用卷扬机作驱动装置,以遥控信号接收模块、继电器驱动模块和三相电机正反转控制模块为核心,设计了牵引式无轨运输机上坡、下坡及停车的远程控制装置.在江西省安远县的山地橘园实地安装此无轨运输机,运输机工作可靠,实现了遥控上下坡、停车和避障功能.该控制系统遥控距离大于300m,设计达到了预定的技术指标,满足山地橘园的运输需要.     

山地果园液压驱动轨道运输机控制系统的设计

设计适用于山地果园液压驱动轨道运输机的控制系统,为山地果园液压驱动轨道运输机械的设计提供支持,以提高运输车的安全性和智能性,实现自动控制。在分析液压驱动轨道运输机整机结构和该运输机频繁换向、小范围无极调速等工况基础上,基于PLC、电磁阀和无线通信模块等设计液压驱动山地果园运输机的控制系统。重点对控制系统进行总体分析,对控制装置的驱动模块、速度控制模块、制动模块、遥控和手动控制模块和抗干扰性着重设计,最后通过运输机各项功能和远程遥控试验,对控制系统的稳定性和功能进行试验研究。试验结果表明,该运输机控制系统性能可靠 ,能够实现运输车启动、制动、速度调节和急停等功能;PLC控制系统体积仅为继电器控制系统的14.8%,接线触点为1/20;山地远程遥控距离达455 m。所设计的控制系统运行稳定可靠、适应性强且体积小,满足运输机智能化和安全性控制要求。     

履带式拖拉机可视遥控驾驶系统的设计及试验

为实现履带式拖拉机超视距遥控驾驶,以农夫小机灵502履带式拖拉机为平台,设计了一套拖拉机可视遥控驾驶系统。该系统主要包括中央处理器模块、2.4 G和433 M无线模块、全景视频拼接系统、液压及电动执行机构。操作者通过可视遥控器获取拖拉机的实时作业环境图像,并发送操作命令,实现遥控操作。为适应履带式拖拉机的作业环境,控制系统电路采用了抗震和抗干扰设计。在无同频电磁干扰、无杂草的旱田进行试验,可视遥控驾驶系统的遥控距离达150 m以上,视频传输稳定、无中断,直线行驶偏差小于0.2 m,转弯半径小于1.9m,能满足农机作业要求。     

果园自动对靶施药机器人

本设计是以K60芯片为控制核心的果园自动喷药对靶机器人,主要有主控模块、电源模块、电机驱动模块、垄间道路探测模块、喷药模块、速度检测模块、提示模块。垄间道路探测模块采用夏普公司的红外测距模块对采集到的反射光谱信息进行处理,从而得到相应的距离。经过主控模块对距离的处理后,输出PWM给电机驱动模块,控制电机转动。速度检测模块采用光电对射传感器,对车轮转速进行检测。信息显示模块采用OLED模块,对机器人运动时间、距离和左右轮转速进行显示,还有喷洒药物的次数进行显示。     

基于模糊算法与3σ法则的比例遥控系统研究

为实现水田作业机械的遥控操作,设计了1套基于模糊控制算法与3σ法则的水田作业机械比例遥控驾驶系统.该系统运用3σ法则,通过无线数据收发模块精确传输模拟量与开关量控制信息,接收处理模块运用模糊算法控制设备.田间试验结果表明,设计的系统无线数据传输稳定,模拟量数据输出平滑,具备良好的实时响应效果和鲁棒性,能满足水田作业机械的遥控要求.     

果园喷药机器人的创新设计

提出了一种伸缩杆式果园喷药机器人的总体结构方案,并重点设计了机器人的行走机构和升降机构。在UG环境下建立了机器人的三维模型,然后利用ADAMS对关键构件进行了运动学仿真分析。该机器人可以实现果园喷药作业的自动化,大大提高了喷药效率,同时还可以降低劳动强度,在一定程度上避免了喷药作业对劳动者的伤害。     

丘陵山地小型田间搬运机遥控系统设计

针对某款使用拉线方式控制的田间搬运机,设计了1种手动与遥控一体化的控制系统。该系统主要由发射控制模块、接收控制模块和电机执行装置3大部分组成,以STC15W4K32S4中控单元为核心的接收控制模块,配合无线通信协议,完成了对发射控制模块无线信号的分析处理和电机执行装置动作的实时控制,实现了搬运机的启停、转向、油门调节等遥控功能。结果表明,该系统遥控动作准确,遥控距离大于50 m,适合搬运机进行田间搬运工作。     

基于Arduino Mega2560单片机的简易智能割草机器人的设计与实现(英文)

针对目前市场上割草机器人系统结构复杂、成本过高的现状 , 基于Arduino Mega2560 单片机为基础配置 11 个传感器搭建割草机器人的控制系统, 采用 4 轮小车模型,前面和后面均为 2 个驱动轮,驱动轮均采用1个大扭力电机单独驱动,割草平台设计成半圆环型, 并安装 3 个低功耗高速小电机,割距为机器人底盘宽度。系统组件由电路控制部分和机械运作部分组成。电路控制部分为 8个单元:单片机单元、无线遥控单元、传感器单元、防倾倒单元、红外阵列模块、电机驱动单元、显示单元和电源单元;机械运作部分包括割草平台和感光窗。其配套软件为 C 语言编写,采用模块化编程,主要包括 PWM 调速程序、霍尔传感器测距程序、液晶显示程序、倾角处理程序、超声测距程序、红外避障处理程序、停车处理程序、遥控程序等程序模块。经硬件调试后,该系统在标准的草坪上进行了多次测试,达到了预期的设计目的和使用效果。     

基于PLC的果树喷药机控制系统设计

在智慧农业发展趋势下,传统的果树喷药方式无法满足现代农业生产需求,而且存在药物喷洒不均、药物浪费、环境污染等问题。为提高果树喷药机的喷药效率和精准性,实现农业生产降本增效,基于可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）设计了一套果树喷药机控制系统,并详细阐述了系统各模块的硬件选型和软件设计方案,主要包括传感器模块、执行器模块、通信模块、用户界面模块和程序逻辑模块等。     

自走式山地单轨运输机遥控系统的设计

为降低劳动强度和保证安全作业,以7YGD-35型自走式单轨运输机为研究对象,设计了一套基于AT89S52单片机的遥控系统。该控制系统主要由遥控器、中央处理单元和电动推杆等组成,以电动推杆为核心设计了离合执行机构、换挡执行机构、油门执行机构和制动执行机构,实现对自走式单轨运输机的离合、换挡、油门、制动等准确控制。田间实地作业试验结果表明,该控制系统遥控距离可达300m,适合山地橘园运输作业,具有良好的应用前景。     

日光温室自主寻迹喷药车设计方法研究

为了解决日光温室内人工喷药对人体的危害以及耗费人力这一问题,设计出一款基于模糊PID控制的多功能电磁寻迹日光温室喷药车。在硬件方面,以STM32F103C8T6单片机为核心控制单元,利用电磁传感器和模糊PID控制算法实现路径信息的识别,并制定模糊控制规则对日光温室喷药车进行精准控制,实现了日光温室喷药车在金属轨道上平稳行驶,同时单片机控制水泵实现喷药功能以及利用液位传感器实时获取剩余药量信息。在软件方面,完成了上位机Android移动设备程序、下位机控制程序的编写。实现了移动终端程序能够对温室喷药车进行数据监测、行驶、喷药等控制。在日光温室中反复测试寻迹功能、移动客户端远程控制以及喷药和数据显示等功能,测试结果表明,所开发的日光温室喷药车在小于45°和90°的导线上左右转成功率略低,只有90%~92%;在直线和45°~90°的导线上左右转成功率较高,高达100%。喷药车寻迹成功率较高,在日光温室内能够行驶稳定,精准寻迹,基本完成了喷药车寻迹功能。同时,在远程控制模式下能对日光温室喷药车进行前进、后退、左转、右转、加速等八个指令的控制,实现了无线远程遥控功能,并能够在移动客户端对药箱内的药量进行实时监测,满足日光温室作业需求,减少人体危害和体力劳动,达到预期目。     

温室智能装备系列之六十七 出风口自调节风送变量喷药机器人开发及试验

<正>机器人替代人在温室高温高湿环境中进行喷药作业是设施生产的重要发展方向,减轻劳动强度同时提高施药精度,保护作业人员健康同时节省农药用量。采用风送方式作业能够提高施药雾滴均匀性,增大覆盖范围,非常有助于设施环境的施药作业。出风口高度位置和风量根据靶标差异自动调节能更加准确的实现精准喷药和药量节省效果。采用对靶方式识别作物的机器人是未来的研究重点。周恩浩等(2008)指     

温室智能装备系列之六十七 出风口自调节风送变量喷药机器人开发及试验

<正>机器人替代人在温室高温高湿环境中进行喷药作业是设施生产的重要发展方向,减轻劳动强度同时提高施药精度,保护作业人员健康同时节省农药用量。采用风送方式作业能够提高施药雾滴均匀性,增大覆盖范围,非常有助于设施环境的施药作业。出风口高度位置和风量根据靶标差异自动调节能更加准确的实现精准喷药和药量节省效果。采用对靶方式识别作物的机器人是未来的研究重点。周恩浩等(2008)指     

基于Arduino Mega2560单片机的简易智能割草机器人的设计与实现

针对目前市场上割草机器人系统结构复杂、成本过高的现状,基于Arduino Mega2560单片机为基础配置11个传感器搭建割草机器人的控制系统,采用4轮小车模型,前面和后面均为2个驱动轮,驱动轮均采用1个大扭力电机单独驱动,割草平台设计成半圆环型,并安装3个低功耗高速小电机,割距为机器人底盘宽度.系统组件由电路控制部分和机械运作部分组成.电路控制部分为8个单元:单片机单元、无线遥控单元、传感器单元、防倾倒单元、红外阵列模块、电机驱动单元、显示单元和电源单元;机械运作部分包括割草平台和感光窗.其配套软件为C语言编写,采用模块化编程,主要包括PWM调速程序、霍尔传感器测距程序、液晶显示程序、倾角处理程序、超声测距程序、红外避障处理程序、停车处理程序、遥控程序等程序模块.经硬件调试后,该系统在标准的草坪上进行了多次测试,达到了预期的设计目的和使用效果.     

电厂冷凝器清洗机器人设计与控制方法研究

提出了面向电厂冷凝器清洗的新方法,它以高压水清洗为主、以化学药剂清洗为辅,通过智能清洗机器人实现电厂冷凝器的自动化在线清洗.首先设计了水下冷凝器清洗机器人的体系结构,给出了清洗机器人的机械与电气结构,在此基础上,为实现机器人的高效清洗,设计了机器人的分布式控制系统,提出了水下作业环境下二关节机器人的控制方法,建立了模糊高斯基神经网络控制系统结构,通过BP学习算法进行神经网络训练.最后,仿真实验表明:提出的控制方法在动态性能和稳定性方面优于传统的控制方法,非常适用于水下环境的清洗控制.     

山地橘园灌溉机组短信远程控制系统的设计

为解决山地柑橘园灌溉控制问题,研发了一种短信远程控制系统。系统采用模块化设计,主要由电源模块、控制模块、通信模块、触发模块、驱动模块和指示灯与语音警示模块等组成,其中控制模块采用MSP430,通信模块采用GSM短信模块,可实现灌溉的远程控制、语音警示和短信息反馈,适用各类手机或无线电话。收发短信号码可根据需要随时改变,可防电话骚扰和删除已读短信。该控制系统可方便安装在现有电动灌溉机组上,具有通用、低成本、扩展性能好、稳定可靠等特点,应用前景良好。     

基于机器视觉的烟仓机器人路径识别与控制

仓库中醇化的烟叶因含有水分,在微生物作用下会发生霉变。为降低烟叶霉变检测的劳动强度,提高烟叶检测效率,我们基于机器视觉研发了一款搭载FLIR C3红外热成像检测仪的烟仓机器人。本研究主要介绍了烟仓机器人软硬件控制系统的设计,并对机器人行进路径的识别与控制进行研究。烟仓机器人的硬件控制系统采用32位ARM处理器STM32F103ZET6,利用OV2640传感器进行图像的采集与传输;软件控制系统基于Microsoft Visual Studio 2010开发环境,调用OpenCV等图像处理函数,实现图像分割、边缘检测及路径识别与规划。路径识别采用基于机器视觉的方法,利用高斯滤波去除图像中的噪音、干扰,经阈值化处理后采用Canny算子进行图像边缘检测处理,通过Hough变换,提取出车道的边缘线及车道中心线,根据车道中心线的角度偏差和像素偏差制定控制策略,从而实现烟仓机器人的自控行走,实际运行试验结果表明,该系统能够很好地实现路径识别和运动控制。本研究可为无线通讯和路径识别控制类机器人的相关设计研究提供参考。     

遥操作农田信息采集机器人控制系统研究

提出了一种基于遥操作机器人的农田信息采集方法,设计了新型农田信息采集机器人的控制系统并制造了移动机器人样机.主控计算机与车载网络摄像机构成无线局域网,实现视觉图像传输.在遥操作模式下,操作人员通过计算机导航软件控制机器人的动作,实现遥控导航和信号采集,可为精确农业提供原始数据.试验结果表明,机器人工作可靠性高、稳定性好.     

温室智能装备系列之一百一十七 复杂环境下农业移动作业机器人的驱动控制方法

<正>农业机器人的工作环境是农田或温室,不可控自然因素相对较多,作物自身生长也在不断变化。农业机器人在这样的复杂环境下要实现移动作业,还要精准的控制施肥和喷药等动作,这些都为农业机器人的发展提出了较高的技术要求~([1])。驱动控制方法的研究成为移动作业机器人的一个关键难题~([2])。如何通过合理的硬件搭建和恰