基于图像处理的茶叶智能识别与检测技术研究进展分析

作为茶叶智能化生产的关键难题之一,基于图像处理的茶叶智能识别与检测技术受到广泛关注。通过综述图像处理技术在茶叶嫩芽识别定位、茶叶病虫害检测、茶叶品种识别与品质检测等方面的研究应用,分析比较各方法的优缺点,总结现有研究存在的主要问题有嫩芽分割受光照影响较大、难以分割含与嫩芽颜色相近背景的图像、枝叶遮挡情况识别效果不理想、缺乏真实背景下茶叶病斑识别算法等。指出基于图像处理的茶叶智能识别与检测技术未来的研究重点:增加不同地域茶叶及品种的样本数据以提高算法普适性;采取多信息融合的方法以求获得更全面的茶叶嫩芽信息;枝叶遮挡严重情况下的识别策略可考虑借助机械装置或风机拨开枝叶,从而避免因枝叶遮挡而导致识别率低的现象发生。     

手扶自走式青菜头联合收获机设计与试验

针对青菜头机械化收获难、损伤损失大、叶片杂质多的问题,研究设计手扶自走式青菜头联合收获机。该文描述机具的总体设计方案,并对夹叶输送提升装置、独立仿形切根装置、除叶装置等进行设计,确定其关键参数。该机配套动力9.2 kW,可一次性完成4行青菜头的自动导正、拢叶夹持、精准切割、输送提升、除杂收集等作业,具有自适应主动喂入、割台损失少、除杂率高、损伤小等特点,收获效率达0.057 hm~2/h。田间试验结果表明:机具性能稳定,作业顺畅,主要指标为损失率9.96%,破损率19.37%,清洁率90.04%,均达到或超过设计技术指标。该研究为提高青菜头机械化收获水平提供参考,对推动榨菜产业的发展具有重要意义。     

一种果实拍振复合采收技术装置设计与试验

首先提出一种利用曲柄摇杆和曲柄滑块机构相结合的拍振方法,可解决干果、浆果的高效低损收获问题。为获取最佳拍振作业参数,将拍振机构两组曲柄设定同频率动力输入和急回特性,以摇杆最大转角30°和滑块最大行程8 cm为约束条件,构建拍振轨迹和速度模型。设定曲柄输入转速180 r/min,分别对拍打、摇杆振动和拍振复合运动的最大输出速度进行仿真。试验表明,拍振复合采摘蓝莓的效果明显优于其他两种采收方式,最佳脱果输入转速在120～160 r/min之间,卡爪末端最大输出速度为168～294 cm/s,操作时间为4 s,脱果率大于80%,采用拍振法采收蓝莓、红枣等特经果类作物效果显著,对研究干果、浆果等的高效低耗采收具有一定的指导意义。     

我国叶类蔬菜机械化水平现状与评价方法研究

蔬菜产业作为我国种植业第二大产业,生产全程机械化已成为我国蔬菜生产的必然趋势。叶类蔬菜是蔬菜产业的重要组成部分,机械化研究起步较晚、发展滞后,通过深入分析不结球和结球类叶类蔬菜的机械化现状、区域特点,阐明当前机械化技术瓶颈和薄弱环节,基于设施种植和露地种植分别构建叶类蔬菜生产全程机械化水平评价模型,包括耕整地、种植、田间管理、采收、产后处理5个二级指标,以及植保、灌溉、施肥、设施环境调控4个三级指标。给出促进叶类蔬菜机械化水平提升的建议措施,为科学评判叶类蔬菜产业机械化所处阶段,促进产业发展相关政策制定和具体实施提供一定的科学指导意义。     

茶园物理捕虫机吸气筒内部流场模拟与参数优化

为分析工作参数对茶园物理捕虫机捕虫效果的影响,基于fluent软件对捕虫机吸气筒内部流场进行数值模拟与分析,研究不同入口风速及作业角度下吸气筒内部流场的变化规律。结果表明,入口风速和作业角度对吸气筒内部流场变化影响显著,当吸气筒直角作业时,随着入口风速的增大,吸气筒内部流场的整体流动速度逐渐增大,同时其波动也随之增大,其内部压力场变化不大;当吸气筒作业角度为钝角时,吸气筒内部流场整体呈负压状态,非负压区有效减小,更有利于平稳吸虫作业,综合考虑,较优的入口风速为10～15 m/s。采用正交试验方法进行田间试验,得到各因素主次顺序为:入口风速、吸气筒角度、作业速度,最优组合为:吸气筒角度130°,入口风速15 m/s,作业速度0.4 m/s,其平均捕虫率达到83.5%,满足作业要求。     

我国茶园机械化作业模式研究

为从宏观层面探索我国茶园机械化发展道路,使我国茶园机械化早日走出步履维艰的发展困境,深入分析了我国茶园机械当前的应用推广情况,存在的问题以及最近研究进展。通过对我国茶园机械化发展现状的深层次分析,发现除技术原因外,茶园分布广而散,地理地形复杂,是阻碍我国茶园机械化发展的重要因素。基于此,提出"分形而治"的机械化作业模式与理论,从根源上肃清我国茶园机械化盲目发展的局面,促使其从此迈入健康的发展道路,对加快我国茶园机械化发展意义非凡。     

采茶机械手结构设计及运动控制研究

为了解决名优茶采摘难的问题。通过分析名优茶采摘现状,确定了机械手总体结构设计与研究目标。研究了机械手结构并对其进行优化分析。结果表明,运动控制采用计算机控制伺服电机驱动滚珠丝杠结构,实现了数据的同步与机械手的精确定位。茶叶的机械化采摘是未来的发展方向,该研究成果具有广阔的应用前景。     

茎叶类蔬菜生产技术装备应用与发展趋势分析

正我国茎叶类蔬菜机械化生产水平低,存在机具功能单一、适应性差、生产效率低、作业质量差以及各环节机具不配套、与叶菜类蔬菜种植农艺不匹配等问题。本文结合我国国情,选取鸡毛菜、芦蒿、西芹等茎叶类蔬菜,研究其生长特性和种植农艺,总结分析国内茎叶类蔬菜生产技术与装备的研究现状,并以自主研制的整地播种、收获作业装备举例分析,提出茎叶类蔬菜生产机械化当前急需突破的关键技术和未来发展趋势,对今后研究开发茎叶类蔬菜生产技术装备指明方向。     

针式仿生耕作机的频率响应分析

设计一种针式仿生耕作机具,为对仿生耕齿进行优化设计,运用有限元分析软件MSC Nastran对仿生耕齿进行静力学分析、频率响应分析与正则约束模态分析。静力分析结果表明仿生耕齿强度与刚度满足要求;频率响应分析,表明仿生耕齿的作业速度在满足其他条件的情况下,越低越好;约束模态分析得到其前六阶模态,最低阶约束模态主频率为105.5Hz,各阶模态远大于该仿生耕作机的激励源频率,表现出良好的振动特性。该研究为针式仿生耕作技术与机具的优化提供了理论依据。     

我国果园机械化生产现状与发展策略

针对果园机械化水平较低、产业发展滞后问题,以果园土壤耕整、树体管理、病虫害防治、灌溉、果品回收环节为突破口,重点分析围绕上述5个环节相关的果园生产动力机械、开沟施肥机械、植保机械、修剪机械、花果管理机械、枝条粉碎机械、灌溉机械、收获机械国内外使用现状及发展趋势。针对研究现状,分析了我国果园机械化发展中存在的主要问题,并进一步推荐与分析了6.67hm2标准化果园劳动量较大的七大作业环节的机具选型、劳动成本及节约成本效益。研究结果表明:平地果园和丘陵山地果园的综合机械化作业水平分别为:土壤耕整机械25%和5.5%,树体管理20%和8%,病虫防治15%和7.5%,果品收获4%和2%,综合机械化16%和5.75%。当前政府应加大科研投入力度,加强农机与农艺的融合,循序渐进、各环节逐一突破,加强果园机械化技术的推广应用,因地制宜,有选择地发展我国果园机械。