串番茄采摘末端执行器的设计与夹持实验

基于串番茄生长特性和采摘要求,设计了一种适应于采摘成串番茄的末端执行器。基于螺旋理论,建立了夹持接触力学模型,分析了夹持的力封闭性;同时,建立了稳定夹持模型,对夹指的可靠夹持力进行了分析,得出夹持力F≥8.24N。制作了物理样机,并对直径为3~8mm的串番茄母枝进行了负重干扰性能的夹持实验,实验结果表明:夹指所能承受的动态负重随母枝直径的增大而增大,最小动态负重为1.015kg,完全满足采摘串番茄时的夹持能力需求。     

桃蛀螟和松蛀螟的外部形态学和几何形态度量学研究

[目的]桃蛀螟[Conogethes punctiferalis(Guenée,1854)]和松蛀螟(C.pinicolalis Inoue&Yamanaka,2006)是重要的农林业害虫,前者属重大蛀果害虫,为害多种果树和农作物且会造成巨大的经济损失.二者具有同域分布、外部形态和外生殖器解剖结构差异甚微等特性,不仅为区分2种害虫带了很大困扰、而且对准确预测它们的发生期也带来了困难.[方法]本研究整合应用外部形态学和几何形态度量学探索区分2种害虫的有效途径.几何形态度量学研究以前翅斑点为依据,基于地标点法使用TPSdig选取地标点,然后应用MorphoJ开展地标点数据的主成分分析.[结果]外部形态学的比较研究证实下唇须和后足的性状能够较好地区分2种害虫的雄性个体,但雌性个体不易区分;几何形态度量学分析显示基于桃蛀螟和松蛀螟地标点数据的主成分分析可有效地将2个物种区分开来.[结果]几何形态度量学在区分农林业害虫相似种类具有较显著的优势和重要的应用价值.     

基于逆运动学降维求解与YOLO v4的果实采摘系统研究

为提高采摘设备的执行效率，采用六自由度机械臂、树莓派、Android手机端和服务器设计了一种智能果实采摘系统，该系统可自动识别不同种类的水果，并实现自动采摘，可通过手机端远程控制采摘设备的起始和停止，并远程查看实时采摘视频。提出通过降低自由度和使用二维坐标系来实现三维坐标系中机械臂逆运动学的求解过程，从而避免了大量的矩阵运算，使机械臂逆运动学求解过程更加简捷。利用Matlab中的Robotic Toolbox进行机械臂三维建模仿真，验证了降维求解的可行性。在果实采摘流程中，为了使机械臂运动轨迹更加稳定与协调，采用五项式插值法对机械臂进行运动轨迹规划控制。基于Darknet深度学习框架的YOLO v4目标检测识别算法进行果实目标检测和像素定位，在Ubuntu 19.10操作系统中使用2000幅图像作为训练集，分别对不同种类的果实进行识别模型训练，在GPU环境下进行测试，结果表明，每种果实识别的准确率均在94%以上，单次果实采摘的时间约为17s。经过实际测试，该系统具有良好的稳定性、实时性以及对果实采摘的准确性。     

砂梨棚网架搭建技术

目前,胶东地区砂梨多采用棚网架式栽培,既能达到防风的效果,又便于机械操作,提高生产效率。现就棚网架的搭建技术总结如下。棚网架由棚柱和棚线构成,棚柱包括角柱、边柱和支杆,棚线包括围线、主线和副线。1埋地锚首先确定果园四个角的中心点,沿每个中心点分别向两侧1.3 m处确定2个地锚点,即果园每个角处先确定3个地锚点,然后从中心点开始沿每条地边间隔5 m设1个地锚点。     

变电站带负荷多点无线同步向量测试方法的研究与实现

介绍在相位伏安表的基础上,研制数字无线传输方式的模数转换装置,能够多点同步测量二次三相电压、三相电流及任意点之间的相位,解决现场试验工作中存在的试验电缆过长所引起的问题;同时还能够实现抗干扰高精度模数转换,能够在严酷的电磁干扰现场,较宽地输入范围内实现保证精度的幅值和相位测量。带负荷测试时能够以统一的电压基准,多点同步测量,测量结果统一合成向量图,直接显示,方便判别,提高效率。     

采摘机器人定位导航系统设计 —基于机载三维激光成像电力巡线

采摘机器人作为一种典型的农业机器人,一直未得到普及,其主要受限于果实空间分布的不规律性,以及存在视觉定位及采摘方式等技术难题。为此,将机载三维激光成像电力巡线技术引入到采摘机器人的定位导航系统的设计过程中,通过果实的圆形检测和三维重构来确定果实的质心坐标,以提高采摘机器人导航视觉的精度和效率。为了验证方案的可行性,对果实图像采集和处理的准确性进行了测试,结果表明:视觉导航系统可以成功得到标准的圆形图像,通过三维重构后,质心坐标的计算结果和测量结果基本吻合,且对果实的成功识别率较高,从而验证了方案的可靠性。     

篮球战术在采摘机器人避障模糊控制系统中的应用

为了实现采摘自动化,加快采摘机器人的普及,在成本低廉的测距传感器模糊控制避障系统的基础上,设计了新型摘机器人避障系统。基于篮球战术规则设计了模糊规则库,提高了避障精度。系统包括避障系统、目标导引系统、权重分析系统和动作融合系统,最终输出机器人的速度V和转角Δθ。通过控制左右两驱动电机,实现机器人的速度V和转角Δθ。本系统具有成本低及工作可靠性高的特点,通过系统仿真发现,与传统的传感器模糊控制避障系统相比,该系统显著提高避障性能。     

智能采摘机器人自动化系统研究 —基于交互式视音频技术

为了提高采摘机器人的作业质量,模仿英语移动教学交互式视音频技术,在采摘采摘机器人控制系统中引入了视音频交互技术,通过远程视频监测机器人的作业状态,然后利用声控技术对采摘机器人的作业姿态进行调整,实现了管理员和采摘机器人的视音频交互,可以有效地提高采摘机器人的作业质量,降低采摘机器人的故障率。为了验证方案的可行性,对采摘机器人自动化控制系统进行了测试,并引入了MIMO通信原理,以提高视音频信号传输的质量。测试结果表明:采摘机器人可以准确地识别远程端的声控信号,且根据指令信号动作的准确率较高,可以满足高精度采摘机器人的设计需求。     

基于MPPT技术的光伏充放电系统设计

本文对最大功率点跟踪技术进行深入的研究,根据其输出的非线性关系选择一个最大功率点跟踪的方法,从而设计了一款基于MPPT(Maximum Power Point Tracking)技术的光伏充电系统,对提高能源的利用率具有非常重要的意义。本论文设计主要由光伏电池模型、DC/DC控制器、MPPT控制器、蓄电池、四部分组成。结合DC/DC变换器对常用MPPT算法进行仿真。本文DC/DC控制电路选择前级升压后级降压的电路对蓄电池进行控制,然后在MATLAB-Simulink建立光伏电池仿真模型,进行实验测试证明本设计的合理性,满足设计需求。     

苹果采摘机器人本体导航系统设计与研究 —基于极限学习机与图像处理

首先介绍了苹果采摘机器人本体模型,采用图像预处理提取苹果园区路径图像的特征值;然后,基于极限学习机的路径导航模型计算和求解苹果采摘机器人本体的最优导航路径,并利用MatLab软件进行了路径导航仿真试验。试验结果表明:该系统具有很好的避障和路径导航能力,能够有效规划出最短的避障路径,从而达到智能导航的目的,验证了整个系统的可靠性和可行性。