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。     

吊杯式栽植器运动轨迹优化与试验

针对吊杯式移栽机膜上成穴移栽时膜面穴口大的问题，建立栽植机构的运动模型，通过分析栽植器的运动轨迹特性得出，当栽植器的运动轨迹为余摆线，且余摆线环扣最大横弦的距离等于轨迹线与地膜交点间的距离，栽植器在上拔阶段水平方向零速度点两侧打开，有利于减小膜面穴口尺寸。通过仿真分析和膜上移栽番茄盘苗试验得出，运动轨迹特征系数λ对膜面穴口的纵向尺寸影响显著，对横向尺寸和倾斜率影响不明显。随着λ值的增大，穴口纵向尺寸先减小然后增大，在移栽频率为50和55株·min^-1时，λ为1.093的穴口纵向尺寸分别为10.12 cm和9.49 cm，是最小值； 两种移栽频率条件下，随着λ值的增大，移栽株距分别从39.8 cm减小到33.5 cm和从39.1 cm减小到33.1 cm。该结论可用于指导吊杯式移栽机结构和工作参数的优选。     

无卡轴旋切机变速进给模型与恒线速旋切运动轨迹模型的研究

详细分析了无卡轴旋切机的工作原理,推导了旋切过程中刀刃进给速度与圆木直径的数学模型,同时得出旋切时间的近似计算式。从中可知,旋切过程中刀刃进给速度必须按一定规律变化才能保证旋切机正常工作。建立了旋切机恒线速旋切的运动轨迹模型,推导出旋切机恒线速旋切时间的精确计算式,并在此基础上提出了旋切时间简便的近似计算式。这些研究结果均可用于指导设计和进行实际生产。     

重型掘进机性能主要限制因素及其改进方向

对重型掘进机性能主要限制因素及其改进方向作了深刻的论述,提出了改进刀具形状、完善截割头设计、优化刀具排列、增加截割功率、增加机重等方案,建立了刀具空间运动轨迹的数学模型,指导刀具的优化排列。     

基于声学标签系统的鱼类运动轨迹监测技术

声学标签监测技术是声波监测技术的一种主动识别方法,其通过接收、处理移植或捆绑于鱼类身上的声学标签发射的声波信号来获得鱼类二维、三维运动轨迹,具有原位观察、定位准确、数据处理简单和数据连续性好等优点。文章介绍了声学标签监测技术的组成及工作原理,并根据异常数据的不同特点总结了一套完整的数据去噪、清洗的处理方法,该法可快速得到鱼类的二维、三维运动轨迹。通过实例分析了鱼类运动轨迹的分布情况以及变化规律。根据鱼类在不同水生态环境中的运动行为响应情况,可以直接或间接判断水中污染物或有毒物质对鱼类的潜在影响以及实际毒性,为渔业养殖水质环境评价、水质监测及预警、水生态健康评价以及水生态修复效果评价的研究提供参考依据。     

齿链式苗期地膜捡拾机捡拾齿运动分析

分析了齿链式捡膜机捡拾齿的运动情况，以及由此产生的揭膜过程中对棉株偏摆角度的影响，据几种不同情况进行了分析，从中得出较为合理的方案，从而为该捡膜机械的进一步改进提供了理论基础。     

单轴振动电机横置的高速振动筛理论研究

将单轴振动电机横置于筛体上作为高速振动筛的振动源，通过筛体的动力学分析，建立了筛体的运动微分方程，从中解得筛体的运动方程及筛体的运动轨迹方程。理论分析表明：筛体作由随其质心的平动和绕质心的摆动组成的平面运动，筛面上点的运动轨迹为变化的椭圆，引起筛体摆动的因素是振动电机相对筛体质心在水平和垂直方向的位移以及筛体质心到弹簧支撑面的距离。就振动电机相对筛体质心的位移对筛面运动状态的影响进行了计算机模拟，找出了它们之间的相互关系，从理论上论述了振动电机位移对筛分性能的影响。     

饲料收获机矮秆割台拨禾轮导轨运动轨迹研究

对矮秆割台核心喂入部件拨禾轮的结构和运动轨迹进行了分析研究,利用计算机辅助软件对拨禾轮导轨曲线进行了优化设计,并对拨禾弹齿运动轨迹进行了模拟,找出了保证矮秆割台能够正常工作的弹齿运动轨迹形状,确定其正常工作的拨禾轮速比区间为（0.78,∞）。     

旋风分离器在饲草干燥设备中的应用

饲草干燥设备中的旋风分离器与普通旋风分离器从结构上有很多不同点,从而使其各部分参数以及饲草颗粒的运动轨迹有很大不同。为此,根据旋风分离器的工作原理,分析了饲草干燥设备中的旋风分离器各个部分的参数,并从理论上给出了饲草在旋风分离器中的运动轨迹,为旋风分离器在饲草干燥设备中的应用提供理论依据。