草莓采摘位置机器视觉与激光辅助定位方法

以地垄栽培模式下的草莓为作业对象,针对草莓果实娇嫩易损的特点,采用直接撷取果柄的采摘方案,提出了一种图像处理与激光辅助测距相结合的草莓采摘位置自动定位方法.采用镜像匹配法计算草莓果轴的平面位置信息,进而在扇形激光束的辅助下,利用几何光学计算采摘位置在深度方向的距离.对自然环境下生长的长圆锥型草莓进行了试验,结果表明,对于机器人锁定采摘位置所需的导航数据,该方法的平均计算时间为381ms,测距最大误差为1.6mm,平均误差为0.5mm.     

草莓收获机器人末端执行器的设计

我国草莓种植面积广大,人工收获作业繁重,草莓的自动化收获问题亟待解决.为此,结合相关领域的研究现状,设计了一款草莓收获机器人的末端执行器.该末端执行器集成了目标识别定位、自身姿势调整和果柄夹持剪切等3个功能,具有体积小巧、成本低廉、使用安全和便携等特点,并且所有传感器和执行部件均采用低压直流供电.经样机实验证明,该末端执行器能够较好地完成预定任务.     

组培苗移植机器人机械臂的设计

根据组培苗的生长特点和移植作业要求,采用参数化设计方法,研制设计了一个3自由度水平关节式组培苗移植机器人机械臂。该机械臂主要由大臂、小臂和伸缩臂组成,具有两个水平转动关节和一个垂直移动关节,能够实现绕垂直轴线的两个回转运动和1个沿垂直轴线的上下平移运动。该机械臂结构轻便小巧、运动平稳、定位精度高,能够满足移苗作业要求。     

新世纪农机的发展出路在于自动化和智能化

通过对造成国内农机行业不景气的诸多原因的分析。结合国外农业机械的发展经验提出了我国农机发展的出路在于自动化、智能化；结合我国相关学科已取得的成就阐明了也我国发展农业生产自动化、智能化的可能性，并进一步提出了发展农业生产自动化、智能化的模式。     

玉米育苗营养钵形状和容积对育苗效果的影响

对玉米和黄瓜根系的生长特性进行了比较,确定了有利于玉米秧苗根系生长的钵体形状——上小下大的圆台形,通过试验确定了能够满足玉米秧苗生长农艺要求的营养钵的容积;根据我国农村的实际情况,设计了价格低廉,适用性好的可降解的纸质育苗盘,解决了育苗过程中的窜根和根坨易变形的问题。     

断根嫁接苗自动栽植装置设计与试验

为进一步提高断根嫁接苗育苗作业的自动化程度,针对现有的瓜科蔬菜嫁接机嫁接完成后幼苗栽植一直依靠人工作业的现状,设计了断根嫁接苗自动栽植装置,包括移苗机构、插苗机构、插孔机构等关键机构,并对关键部件进行了仿真。仿真结果表明,当插苗运送气缸上升速度与插苗手爪打开速度的比值在0.22~0.55之间时,插苗手爪可以顺畅撤离穴盘,并不会对已栽植好的嫁接幼苗产生影响。并对装置栽植性能进行了试验,试验结果表明,装置的栽植成功率为92%,最长栽植时间为7 s/株,可较为理想地与相应的瓜科断根蔬菜嫁接机配套使用,满足其自动育苗的要求。     

理瓶机研究现状及在培养瓶自动排队中的应用

综述了国内外研制的各种类型的理瓶机,重点阐述了各类理瓶机的工作原理、特点和适用场合。针对植物组织培养实际生产中广泛使用的培养瓶的特点,以及继代培养生产过程对培养瓶排队机构的要求,分析了各种类型理瓶机应用于培养瓶自动排队中的可能性,提出了基于输送带式理瓶原理,设计适于培养瓶排队作业的轻简型输送带式排队机构。     

植物培养瓶自动排序装置优化设计与试验

针对组培苗继代培养过程中培养瓶需要人工输入输出、占用大量劳力的问题,采用运动方向相反的2条输送带与设置在其上的导流板、导流块、分流块相配合的结构方案,设计出一种培养瓶的自动排序装置。导流输送带速度v1、分流输送带速度v2、导流板倾角α和导流块楔角β是影响排序速度和运行可靠度的主要因素,当v1=0.25 m/s、v2=0.4 m/s、α=47°、β=35°时,排序装置具有较高的排序速度和良好的运行可靠度。试验结果表明:该装置能实现组培生产中常用的不同大小、形状的培养瓶的自动排序作业,瓶体运行可靠度大于94%;对瓶底直径相同、形状不同的培养瓶,各种瓶体的排序速度基本相等,但对重心低、质量小的瓶体排序效果更好;对形状相同、大小不同的培养瓶,大瓶体比小瓶体具有更好的运行可靠性。     

高架草莓采摘机器人设计与试验

设计了一款针对高架栽培模式的草莓采摘机器人。该机器人由履带式行走机构、基于机器视觉的精密运动定位机构和一个可同步剪切夹持草莓果柄的末端执行器等机构组成,采用以ARM9为核心的分层式控制系统。温室内实地试验表明该机器人能够自主识别、定位并无损伤采摘高架栽培模式下的成熟草莓,采摘成功率可达88%,采摘单颗草莓时间为18.54 s。     

基于RGB彩色模型的草莓图像色调分割算法

针对目前草莓采摘机器人草莓图像分割运算量大、耗时多等问题,根据CIE-XYZ颜色模型及其色度图,提出了一种在RGB彩模型中进行草莓图像色调分割的方法。该方法无需彩色模型转换,时间复杂性能较Lab彩色模型下a通道阈值分割算法与BP神经网络分割算法优越。对该算法进一步改进后,只需加减运算,无需乘除运算。试验结果表明:该算法能很好地实现成熟草莓果实与图像背景的分离,并较好的保存草莓轮廓信息,分割效率>85%;进一步对分割后的图像进行形态学处理,如膨胀、腐蚀等,有效消除了孔洞现象。