温室穴盘苗自动移栽输送系统设计

近几年以目光温室和蔬菜大棚为主的设施蔬菜花卉产业发展迅速,但穴盘苗移栽作业仍以手工为主,使用的劳动力多,劳动强度大、作业效率低,要实现产业化生产,移栽作业必须实现机械化和自动化.在参考国外穴盘苗移栽机相关资料的基础上,对穴盘苗移栽输送系统进行了设计,包括穴苗盘定位输送装置的设计、花盆定位输送装置的设计、步进电机和光电传感器的选型等,并利用PLC完成厂输送控制系统的软硬件设计,最后试制了样机进行了性能测试.     

基于机器视觉和结构光的犁体样板曲线测量

以犁胫为试验对象,采用结构光和双目立体视觉,在实验室条件下,搭建了热态犁体锻件样板曲线三维重构和测量系统,提出了非高斯分布激光条纹边缘的形态学检测方法和亚像素中心的提取算法;在对原始图像立体校正基础上,研究了对激光条纹进行二次校正和高精度匹配的方案和算法,提高了左右图像立体匹配和三维重构的精度和速度,并在Halcon平台上,实现了犁体结构光样板曲线的光刀中心提取、重构、拟合和数学描述,解决了犁体样板曲线尤其是热态锻件犁体样板曲线测量难的问题.在Intel(R)Core(TM)i7-5500U CPU@2.40 GHz处理器上运行,测量精度1.88 mm,耗时316 ms.试验证明,以结构光和双目立体视觉为手段对犁体样板曲线进行测量,避免了热态锻件辐射光的影响及其他干扰影响,具有一定精度和可行性,可以提高犁体设计、制造、检验的效率和方便性,为犁体轮廓的检验、测绘、描述、制造和设计提供了新的途径.     

旋耕机双列深沟球轴承接触特性研究

轴承是旋耕机传动系统中的重要部件,其接触特性对于旋耕机轴承的承载能力、传动精度、可靠性等具有显著影响。为此,基于ANSYS/LS-DYNA显示动力学分析方法对SKF-4201ATN9型旋耕机双列深沟球轴承的应力、位移、速度等接触特性进行分析,并研究不同转速及载荷对轴承接触性能的影响规律。研究结果表明:滚动体速度、应力呈波峰波谷形式变化,最大应力出现在滚动体与内、外圈接触时;随着单元与内、外圈接触点之间的距离增大,应力大小显著减小;内圈转速对轴承位移、速度、应力变化频率影响明显,对应力值影响轻微;随着径向载荷增大,滚动体应力增大,仿真分析结果与理论结果基本吻合,为后续旋耕机双列深沟球轴承接触及动态特性分析提供了一定的参考。     

雾滴沉积特性参数的图像检测算法改进

快速获取施药后雾滴在靶标表面的沉积分布有助于了解农药的田间分布情况,水敏试纸雾滴图像处理算法是检测喷药沉积特性参数常用的方法,但常因光照不均、试纸上沉积的雾滴斑痕粘连而引起雾滴识别误差。为解决这一问题,针对手机拍摄的照片,该文提出了与位置相关的动态阈值法提取雾滴区域,并设计基于圆形度的循环分割算法对粘连雾滴分割。以水代替农药利用背负式喷雾器喷洒,选取8张不同稀疏程度和碰撞角度的试纸作为样本进行试验,以验证上述算法的检测效果。试验结果表明,该方法不受亮度不均影响,覆盖率比固定阈值与分块阈值法分别高12.57%和8.74%,提取到的雾滴区域更加完整,能够提取92.64%以上的雾滴,且粘连分割效果较好,雾滴识别的正确率为97.2%,覆盖密度检测误差为3.31%,能够满足实际生产要求,为下一步开发雾滴检测APP打下基础。     

蔬菜移栽机可调式喂苗装置设计与试验

【目的】为扩大移栽机适用性,实现对多种规格蔬菜穴盘苗的自动取喂苗作业,本文设计了一款蔬菜移栽机可调式喂苗装置。【方法】设计了带有可调节取喂苗爪的取喂苗臂,优化了喂苗爪的相关参数,并进行了运动学分析。通过调节取喂苗臂上的取喂苗爪数量及间距,选择不同的PLC控制程序,可以配套使用不同穴孔数的穴盘。通过对取喂苗工作过程分析,综合考虑影响喂苗成功率的关键性因素,以苗坨含水率、穴盘苗苗高、苗针入土深度为试验参数,选取72、105、128穴规格的生菜穴盘苗为试验对象,进行单因素试验和多因素正交试验,探究各因素对喂苗成功率的影响。【结果】当穴盘苗基质含水率(w)为40%、苗高为50 mm、入土深度为38 mm时,可调式喂苗装置的喂苗成功率最高,72、105、128穴生菜穴盘的喂苗成功率分别为95.83%、96.19%和96.48%。【结论】可调式喂苗装置设计符合蔬菜移栽机取喂苗的技术要求,移栽效果较好,可为通用全自动蔬菜移栽机的研制与开发提供参考。     

穴盘苗自动移栽机的研究进展

穴盘苗自动移栽机是温室蔬菜和花卉自动化的关键设备之一。阐述国内外穴盘苗自动移栽机的研究成果,详细分析几种典型穴盘苗自动移栽机的结构及特点,并对制约穴盘苗自动移栽机发展的关键问题提出了对策,为设计结构合理、经济适用的穴盘苗自动移栽机提供参考。     

喂入调节式秸秆破包揉丝机设计与试验

为解决小型揉丝机难以同时处理属地人工打包的整株捆与机械压制的小方捆玉米秸秆的问题，设计了一种秸秆破包揉丝机。通过进行秸秆受力与运动分析确定影响机器工作的主要结构与工作参数，并对整机传动系统与各轴转速进行设计与匹配。研究整株及方捆秸秆在初始喂入、内部运动和筛分排出过程中关键结构与工作参数对工作效率和丝化效果的影响，以电机输出转速、筛孔直径和喂入间隙为试验因素，以标定单位功率生产率和秸秆丝化率为评价指标，采用三元二次回归正交旋转中心组合试验方法进行了试验与分析，建立了试验因素与评价指标的回归模型。结果表明：对标定单位功率生产率的影响主次顺序为电机输出转速、喂入间隙、筛孔直径，对秸秆丝化率的影响主次顺序为筛孔直径、电机输出转速、喂入间隙；最优工作参数组合为：处理整株秸秆时，电机输出转速1353r/min、筛孔直径47mm、喂入间隙12cm，处理方捆秸秆时，电机输出转速1072r/min、筛孔直径46mm、喂入间隙35cm；验证试验表明，整株及方捆秸秆的标定单位功率生产率和秸秆丝化率均值分别为99.34kg/（kW·h）、98.86%和113.56kg/（kW·h）、98.30%，满足设计要求。     

农业工程类专业“产、学、研”一体化创新型人才培养模式的构建与实施

分析了我国高等农业工程教育面临的问题,提出了以“增强学生创新能力和工程实践能力,提高学生的综合素质”为目标,以理论知识学习为根基,以完成专业综合创新设计、毕业设计和机械设计大赛为手段的“产、学、研”一体化的农业工程类专业创新型人才培养模式。在实施中,专业课教师以学生为中心,改革育人过程和教育方法,全程参与培养学生创新能力的过程,取得良好的效果。     

排种器转速自动检测的硬件及软件设计

根据自动控制原理,本研究设计了一套自动测试排种器工作过程中的各种性能指标参数的试验装置,本报道其中的排种器转速自动检测部分。本设计采用模块化的程序设计方法和ＰＬ／Ｍ高级语言,开发了一套能自动测试排种器在工作过程中排种器转速的软件程序。使用ＭＣＳ－５１系列单片机及传感器组成的硬件测试系统。实现了对排种器的排种轴转速的实时检测和显示。     

蔬菜移栽机研究进展

我国是全球最大蔬菜生产基地,蔬菜产量和种植面积均为世界第一。随着“用工难、用工贵”问题的日益突出,迫切需要加强蔬菜移栽装备的引进和开发,以持续提高我国蔬菜生产机械化水平。在综述国内外半自动移栽机与全自动蔬菜移栽机研究现状的基础上,分析各典型移栽机型的工作原理及结构特征;探究我国蔬菜移栽机发展存在问题,并展望了我国蔬菜移栽机的发展方向。毋容置疑,蔬菜幼苗的自动化、智能化移栽是未来的发展趋势,并将在垄形识别、仿形移栽、雷达定位方面应重点开展研究。