IT农业机械在日本水稻生产中的应用

介绍了IT农业机械在日本水稻生产领域的研究成果及其运用情况,包括便携式作物生长信息检测装置,无人驾驶直升机作物生长信息检测装置,测产联合收获机,变量施肥装置及作业导航系统.这些先进技术对我国开展的数字农业技术研究,具有重要的参考价值.     

鸡蛋壳厚与蛋壳强度的关系试验研究

鸡蛋富含蛋白质、脂肪、矿物质和维生素，是人们日常生活中具有很高营养价值的重要副食品之一。禽蛋的破损大多数是由于动载造成的，在机械化养禽设备、鲜蛋运输包装设备、鲜蛋加工设备的设计过程中，由于对鲜蛋的基本力学特性了解不够，设备在使用时，常常使鲜蛋的静、动载荷超过鲜蛋所能承受的极限，从而造成鲜蛋破损。据有关资料显示：鸡蛋破损率为11％-14％，其中蛋产出时破损率只占2％-3％，而因装卸运输等环节造成的破损率占9％-11％。破损的鲜蛋将部分或全部失去其使用价值，也不能加工为再制蛋或蛋制品，同时还会污染其它鲜蛋，加快鸡蛋的腐败变质，最终导致重大经济损失。所以对鸡蛋力学特性的研究显得尤为有意义。     

基于Delta并联机器人的禽蛋智能捡拾试验

针对当前禽蛋加工生产线中分段处置过程工序多、生产线长、累计破损率大、设备成本高等问题,采用一种基于机器视觉的Delta并联机器人,实现在生产线上将合格禽蛋捡拾到标准蛋盘并按照一定的顺序逐层整齐摆放的高速智能捡拾。通过基于视觉的动态禽蛋个体进行定位,确定不同搬运路径的智能轨迹规划,对实现智能捡拾的机器人控制程序进行设计并对禽蛋智能捡拾进行测试。结果表明,采用基于视觉的Delta并联机器人可以实现禽蛋智能捡拾和装盘工作目标,机器人运行速度达1 250 mm/s,捡拾效率为0.414 2~0.447 8枚/s,漏捡率小于3.33%。     

小型智能化家禽低内脏破损率净膛流水线设计

针对目前国内家禽屠宰净膛作业中自动化程度低、设备配套性差、净膛破损率较高等问题,设计了一套小型智能化家禽低内脏破损率净膛流水线系统。系统由家禽净膛流水线装置、夹取式净膛机械手、触觉系统、光电传感器和PLC控制器组成,可实现家禽屠宰过程中的自动化净膛。以光电传感器的触发信号作为家禽的到位信号,通过PLC控制系统发出的高速脉冲信号控制净膛流水线的运动和精确定位、机械手爪的张合以及机械臂的往复运动;利用EM235模块将实时采集到的机械手爪内壁压力传感器上的压力信号传输到PLC中,一旦压力值达到压力阈值8.22 N时,机械手爪即反转一定角度后再掏膛,从而降低内脏破损率。试验结果表明:单个机械手的净膛效率约为100只/h;平均净膛率为86.95%,内脏平均破损率为20%。该系统能够实现智能化地低内脏破损率家禽净膛,且性能稳定,操作简单。     

鸡蛋质量大小分级生产线过渡输送装置的机构运动分析

针对国产鸡蛋质量大小分级生产线效率低、破损率大的问题,设计1种鸡蛋质量大小分级生产线过渡输送装置,它能将鸡蛋从称质量后的6排转化为单排并运输到分级执行装置,并将鸡蛋从长轴水平位置翻转成长轴铅垂位置,以便装盘时鸡蛋钝端朝上。利用Solidworks建立完整的三维模型,通过三维模型对过渡输送装置的结构和工作原理进行详细说明;采用解析法对装置执行机构的运动轨迹、运动速度以及与偏心链轮传动机构速度的匹配进行分析;建立主、从动链轮瞬时传动比与主动链轮转角的关系方程并使用Matlab对其求解,获得执行机构与传动机构的精准位置关系。经分析得到了执行机构的关键设计尺寸以及偏心链轮的偏心角等参数,为样机的试制与安装提供理论基础。根据分析得到的数据试制样机成功,该装置6排称质量单排分级,效率较一般生产线提高6倍,过渡装置速度的精确匹配,使得鸡蛋破损率下降。     

鸡蛋贮藏期间品质特征变化的研究

禽蛋在贮藏期间内,随着保存时间的延长,鸡蛋内部品质会发生一系列的变化,概括起来分为3个方面,鸡蛋内容物的物理化学变化、胚胎的生理学变化和微生物引起的腐败变质。本文探讨了鸡蛋在贮藏期间产生各种变化的影响因素,变化发生过程和规律,最后产生的结果。并根据这些变化,指出了目前常用的检测方法的研究,为以后研究禽蛋无损检测提供理论基础。     

鸡蛋敲击响应特性与其新鲜度的相关性

利用声音采集装置获取声音特征参数,通过试验检测对应鸡蛋的新鲜度(哈夫单位).采取有效的声音信号处理,提取功率谱、共振峰频率、坐标轴方向的质心以及幅值作为声音检测鸡蛋新鲜度的特征参数,建立了与新鲜度之间的关系模型,经检测该模型判断鸡蛋新鲜度的正确率可达78%.检测结果表明,鸡蛋敲击响应特性的共振峰频率随鸡蛋新鲜度的下降而成阶梯状的降低.     

洁蛋处理对鸡蛋新鲜度的影响

选用新型洁蛋方式机械湿擦(热湿擦、冷湿擦)与传统洁蛋方式(喷淋)对产后12h内的新鲜鸡蛋进行洁蛋处理,并以不进行任何处理的鸡蛋为对照,分析洁蛋方式对鸡蛋保质期的影响。结果表明:机械湿擦与喷淋都会降低鸡蛋的保质期;与对照组相比,在外观上,用喷淋处理的鸡蛋在25℃恒温恒湿箱里放置20d后,蛋壳表面出现了微小的白色粉末;在内部品质上,湿擦和喷淋处理鸡蛋的哈夫值、失重率、蛋黄指数均低于对照组;3种洁蛋处理方式中热湿擦处理效果最佳,冷湿擦其次,喷淋处理最差。     

基于图像投影变换的鸡蛋破损检测

提出了基于梯度增强和投影变换的禽蛋破损检测算法。该算法对透射鸡蛋图像的G分量进行Prewitt算子梯度锐化、最大类间法自适应阈值分割,对分割后的图像进行投影变换、信息提取,最后建立隶属函数,进行鸡蛋是否破损的判断并输出判断结果。试验表明,该方法检测效率高,平均检测准确率达到95%。     

基于点云变形分析的羊胴体最佳宰后成熟时间确定方法

为探索羊胴体最佳宰后成熟时间在实际生产过程中应用的方法，以变形检测技术为主要手段，研究通过观测羊胴体宰后成熟过程中的变形情况来确定胴体最佳宰后成熟时间的可行性。以同批宰杀的杜泊绵羊和巴美肉羊胴体作为试验样本，宰杀后静置于恒温排酸间并在宰后一定时间点使用激光扫描仪采集整只胴体的三维点云模型，经过预处理和配准后借助三维色谱图确定胴体上变形显著的感兴趣区域，计算其变形量的同时测定其肉样的pH值和水分含量随时间的损失率两项指标，通过分析两项指标初始值的分布性和一致性筛选用于相关性分析样本集，通过相关系数判断其变形量与上述两项指标之间变化的相关程度。结果表明，试验样本在感兴趣区域的变形量与上述两项指标在宰后成熟过程中变化的相关系数均分别达到0.875和0.944以上，呈现高度相关性。结合从传统方法中得出的研究结论，验证了通过外部观测宰后胴体的变形情况来判断胴体最佳宰后成熟时间的可行性。