收获期花椒的力学特性与形态特征测定与分析

我国花椒的收获主要以人工收获为主。随着社会的发展,花椒市场需求不断扩大,迫切需要解决花椒收获效率低下的问题。因此,花椒收获机械化已成为椒农的心声,研究分析收获期花椒的力学特性可以为花椒收获机械的设计者提供必须的基础理论数据。因花椒在品种、气候条件、土壤及其他方面的差异,其力学特性会有较大的差别。为此,通过陕西省韩城市收获期花椒的实验室测定,采用图像解析和数理统计方法对收获期花椒的力学特性进行分析,得出了花椒主要几何特性指标值的变化区间,并统计分析了花椒果实与果柄及果柄与树枝之间的分离力以及花椒果实的颜色特征,为花椒的收获和加工机器系统的开发提供科学依据。     

基于机器视觉的冬枣病害检测

冬枣皮薄肉脆,富含维生素C和矿物质,深受消费者喜爱,目前冬枣的销量逐年增加,产业得到迅猛发展。但是,冬枣病害种类繁多,如日灼伤、炭疽病、轮纹病、裂纹病及缩果病等,采用人工分级方式成本高、效率低,严重制约了冬枣的产业化发展,可见研究冬枣病害的自动化检测方法具有重要意义。本研究对冬枣的轮纹病、日灼伤、炭疽病和裂纹病等黑斑类病害和缩果病病害采用机器视觉技术进行无损检测,利用单因素方差分析(one-way ANOVA)和费希尔最小显著差异检验(Fisher’s LSD)获得有效识别黑斑类病害的颜色分量为RGB模型的R分量,HSB模型的S分量和L*a*b*的b分量,建立Bayes线性判别函数得到黑斑类病害的分类正确率达到89.6%。通过计算基于灰度共生矩阵的纹理特征对缩果病进行检测,探索纹理特征最优构造参数距离d为1,灰度级为3 2,建立SVM模型得到缩果病的分类正确率达到9 9.4%。该方法为冬枣病害的自动化分级提供了基础和依据。     

收获期沙棘的力学特性与形态特征测定与分析

为了测量分析沙棘收获期所需的基础数据,为沙棘收获机械的研制提供依据,以黑龙江绥棱种植的优胜、HS-12、楚伊、金色4种沙棘果实为实验对象,测定收获期不同品种沙棘果实的横径与纵径、果实质量、果柄-果实分离力、果柄-树枝分离力及果皮颜色特征等各项物料特性参数。结果表明:果柄-果实分离力较果柄-树枝分离力更为集中,且果柄-果实分离力显著小于果柄-树枝分离力,所以机械收获时的采摘位置最好选择在沙棘果柄-果实之间。楚伊的果柄-果实分离力最大,其次是优胜、HS-12,金色的最小。成熟期沙棘果柄-果实分离力的变化范围为0.5~2.0N,HS-12沙棘果实进入成熟期其果皮颜色整体分布呈锈红色,优胜和楚伊整体分布呈橙色,金色整体分布呈黄色。该研究可为成熟期沙棘的收获和加工机器系统的开发提供理论依据。     

T330型推土机发动机的改装

近年来，国内进口了一定数量的俄产Ｔ３３０型推土机。该推土机功率大、推土能力强，适用于繁重的土石方工程。但其发动机（部分）故障率很高，配件购买困难，而且价格大约是国产的３～４倍，有的在８～１０倍左右。为此，我们于１９９５年末用国产１２Ｖ１３５ＪＺＤ发动...     

基于果萼图像的猕猴桃果实夜间识别方法

根据猕猴桃的棚架式栽培方式,提出了一种适用于猕猴桃采摘机器人夜间识别的方法。采用竖直向上获取果实图像的拍摄方式,以果萼为参考点,进行果实的识别,并测试该方法对光照的鲁棒性。试验结果表明:基于果萼能够有效的识别猕猴桃果实,成功率达94.3%;未识别和误识别的果实一般出现在5果及5果以上的簇中,原因是果实相互挤压导致的果萼部分不在果实图像的中心区域,以及果实之间的三角区形成暗色封闭区域;光照过小或过大会导致成像模糊或过曝,对正确率有细微影响;识别速度达到了0.5 s/个。因此,基于果萼的猕猴桃果实夜间识别方法在正确识别率和速度上都有很大提升,更接近实际应用。     

机械振动式沙棘采收的动力学研究

沙棘在西部广泛种植,用于水土保持和防风固沙。其果实有较高价值,但采收非常困难,影响其经济价值开发。机械振动使果实分离是可行的方式之一。为了正确合理地设计开发装备,利用有限元方法对沙棘的机械振动采收机制进行动力学研究。首先,沙棘树的3D模型由Pro/E建立并导入ANSYS,再用模态分析确定沙棘树的自然振动属性,最后采用谐响应分析观察模型在正弦谐波载荷下的稳态响应。模态分析表明:沙棘树的前2 0阶固有频率为8.7 9 0~3 1.2 2 4 Hz。谐响应分析表明:振动载荷应用于侧枝比应用于主干更加优越,且对沙棘树枝条的破坏性更小。此外,14Hz和180~280N的振动载荷可以确保大多数沙棘果实从树上分离。为此,对沙棘振动采收进行有限元仿真分析,为振动装备的开发提供了理论基础。     

沙棘果实-果柄系统振动采收机理分析与仿真

沙棘在西部广泛种植,用于水土保持和防风固沙。其果实营养丰富、有较高经济价值,但采收非常困难,影响其经济价值。为改变人工采摘的状况,有必要进行沙棘的机械化采收研究。为此,研究了沙棘果实与果柄脱离的振动采摘机理,建立了双自由度受迫振动物理模型,推导出动力学方程,并采用数理微分方程求解得到沙棘果实-果柄系统稳态受迫振动输出解及采摘惯性力。同时,通过贝塞尔函数曲线模拟果实的几何形状,得出果实几何轮廓曲线方程,并利用Pro/E的函数功能画出沙棘果实的三维模型,将模型导入有限元分析软件ANSYS进行了模态分析。结果表明:理论计算的果实-果柄系统的位移、速度和加速度响应与有限元仿真分析的结果比较相符,频率在18~46Hz范围内时,果实部分产生共振且主振型最大,故果实的最佳采摘频率范围可确定为18~46Hz。该研究为沙棘振动采摘装备的开发提供理论基础。     

冬枣果实物理参数与生物特性研究

为确定冬枣的机械选择性收获参数,试验测定不同成熟度果实的物理及生物特性参数,对其物理及生物特性参数之间的关系进行研究。结果表明:未熟期、白熟期和脆熟期的冬枣果实密度分别为902.15、911.68和947.06kg/m3,硬度分别为17.26、16.24和13.9kg/cm2,果实成熟度越高果实密度越大而果实硬度越小,脆熟期果实的密度及硬度与白熟期和未熟期果实的密度及硬度都存在显著性差异;未熟期、白熟期和脆熟期果实的树枝与果柄分离力都大于果实与果柄分离力,在机械振动收获时,果实脱落发生在果实与果柄连接处,分离力都随着成熟度的增加而减小,白熟期和脆熟期果实的果实与果柄分离力存在显著性差异,有望实现选择性收获;白熟期和脆熟期果实的压缩曲线趋势相似,都没有明显的生物屈服点。白熟期果实的破裂力为145.77N显著大于脆熟期果实的破裂力128.95N,果实和脆熟果实的压缩弹性模量均值分别为2.09和1.89 MPa,二者无显著性差异。果实破裂前,果实所受压力与变形呈近似线性关系。