液压式核桃采摘机的设计与试验研究

针对传统的树冠较大、树干直径较粗的核桃树人工采摘劳动强度大、成产效率低等问题,设计了一种液压式核桃采摘机,实现了由液压系统控制偏心振动装置来完成核桃的采摘作业。试验表明:所研制的液压式核桃采摘机具有结构简单、操作简便、工作平稳安全、采净率高且无伤树体等特点,达到了预期效果。     

便携式电动核桃采摘机的设计与试验研究

为了解决核桃人工采摘模式存在的劳动强度大、具有一定危险性、效率低及人工成本高等问题,设计了一种结构简单、便于携带、操作简便的便携式电动核桃采摘机,实现了由直流无刷电机驱动采摘装置来完成核桃采摘工作。通过试验,得出了便携式电动核桃采摘机采摘刀片的最佳工作转速,达到了预期效果。     

核桃机械化采收装置研究现状分析

随着我国核桃种植面积的不断增加,核桃采收问题日渐凸显,研制核桃采收机械势在必行。为此,分析了核桃机械化采摘装置、采摘收集装置的结构及特点,并根据新疆核桃机械化采摘技术要求,确定了基于振动原理的采摘装置适合新疆核桃机械化采摘。同时,对新疆核桃机械化采收装置的发展趋势进行了展望。     

核桃采摘机械的研究现状及发展趋势

随着核桃种植面积的增加,核桃的产量在不断增多,核桃的采收问题越来越突出.本文通过对国内外核桃采摘机械的发展研究现状进行分析,分别从采摘机械、升降平台和采摘机器人三个方面进行了梳理总结.针对我国核桃采摘机械未来的研究重点进行展望,为深入研究核桃采摘提供参考.     

云南山地核桃振动采摘机的设计与试验研究

为了解决云南省山地核桃收获机械化作业率低、人工劳动强度大、采摘成本高的问题,通过对云南山地核桃物理特性进行分析,设计了一种新型山地核桃振动采摘机。通过理论分析设计了核桃采摘机的关键部件,建立了三维模型,并运用ADAMS对采摘机构进行仿真。运用ANSYS Workbench对核桃收获过程进行模拟分析,结合正交试验确定了采摘机的最优工作参数,为采摘机设计提供了理论基础,并以此为设计参数进行样机试制,进行了田间试验。仿真结果表明：核桃采摘机在汽油机转速为2500r/min(即振动频率为20Hz)时,树体伤害最小。根据正交试验可知：汽油机转速为2480r/min、夹持位置为1038mm、连杆长度为55mm时,性能最优。田间试验表明：仿真试验结果正确,核桃采摘机采摘率为85.58%,满足核桃采摘需求,且对核桃树枝几乎没有损伤。     

核桃采收机械的研究现状及发展趋势

由于核桃树高度较高、采摘难度较大,人工采摘机械化程度低、人工收获效率低、劳动强度大、人力成本高,且对人体劳动损伤大。基于此,本研究通过对国内外核桃采摘机械的发展研究现状进行分析,阐述了机械臂式、振动冲击式、平台式和拍打式4种典型的核桃机械采收方式,梳理了这4种核桃机械采收方式的不足之处：目前使用的机械臂式采收装置作业效率较低;振动冲击式机械装置的振幅不易控制,振幅较大容易损伤核桃树,振幅较小不易摇下核桃,并且振摇装置会随发动机的运行而振动摇摆,既浪费资源,又不安全;平台式和拍打式机械的半自动化作业又缺少一种完备的收集装置来解决核桃掉落之后的收集问题。针对我国核桃采摘机械未来的研究重点,本研究设想了一种偏心式捡拾机构,该机构可以在核桃自然或人工干预掉落后完成核桃的捡拾作业,并可以保证核桃的品质。     

多自由度百香果采摘装置的设计与试验

近年来,百香果种植业发展迅速,越来越受到大家的喜爱,市场前景广阔。对种植户来说,百香果的采摘仍为人工采摘,效率低下、耗费大量人力。针对以上问题,设计了一种多自由度百香果采摘装置,解决了采摘难、采摘耗时等问题,填补了市面上百香果采摘装置的空白。利用UG和ADAMS对装置进行模型建立和运动仿真分析,根据设计原理制作出物理样机并进行了试验。试验结果表明：与人工采摘相比,装置能有效地提高百香果采摘效率,操作简便,可靠性高。     

基于改进卷积神经网络的在体青皮核桃检测方法

采摘机器人对核桃采摘时,需准确检测到在体核桃目标。为实现自然环境下青皮核桃的精准识别,研究了基于改进卷积神经网络的青皮核桃检测方法。以预训练的VGG16网络结构作为模型的特征提取器,在Faster R-CNN的卷积层加入批归一化处理、利用双线性插值法改进RPN结构和构建混合损失函数等方式改进模型的适应性,分别采用SGD和Adam优化算法训练模型,并与未改进的Faster R-CNN对比。以精度、召回率和F1值作为模型的准确性指标,单幅图像平均检测时间作为速度性能评价指标。结果表明,利用Adam优化器训练得到的模型更稳定,精度高达97.71%,召回率为94.58%,F1值为96.12%,单幅图像检测耗时为0.227s。与未改进的Faster R-CNN模型相比,精度提高了5.04个百分点,召回率提高了4.65个百分点,F1值提升了4.84个百分点,单幅图像检测耗时降低了0.148s。在园林环境下,所提方法的成功率可达91.25%,并且能保持一定的实时性。该方法在核桃识别检测中能够保持较高的精度、较快的速度和较强的鲁棒性,能够为机器人快速长时间在复杂环境下识别并采摘核桃提供技术支撑。     

青皮核桃采摘机械臂设计与仿真

针对大多数核桃种植区采摘核桃仍为人工采摘,效率低下、用工多等问题,设计了一种机械臂和末端执行器协作的采摘装置。首先,采用SolidWorks建立虚拟样机,对末端执行器进行受力分析并且利用ANSYS Workbench中的Static Structural模块对末端执行器关键部件进行静力学分析,得到手指最大应力为17.69 MPa,能够完成果实抓取任务。然后,采用D-H法对机械臂建模,使用MATLAB软件的机器人工具箱(Robotics Toolbox)进行建立机械臂数字模型,并对其进行工作区间分析和轨迹规划仿真。结果表明,所选机械臂和末端执行器能够满足设计要求。     

不同成熟度核桃振动采摘的最佳频率和振幅的研究

以核桃果实的振动采摘为研究对象,运用Pro/E软件对核桃树体进行三维实体建模,模型重点是同时将果柄和果实加入实体建模中;进而把带有果实和果柄的树体,导入Workbench中进行模态分析,得到树体的固有频率和振型。然后,进行谐响应分析。在合适的树体激振高度,施加大小一定但频率不同的激振力,针对多个具有代表性的果柄处进行响应分析,从而得到振动采摘不同成熟度核桃,即果柄联接度不同时所对应的最佳采摘频率,为振动采摘机械的整体设计提供参考。     

自动采摘水果机

这款设计可用于大面积水果的采摘,不仅减少了人工费用,还提高了工作效率且控制简单,操作较灵敏。本款设计主要用于避免采摘人员进行爬树采摘高位置的水果所带来的危险,使采摘水果这项工作更加便利和安全。其在机械和自动扫描识别功能的基础上进行了改进,具有广阔的市场应用价值。     

多工位水果采摘轮式平台研究

随着我国制造业的高速发展和农业机械化普及程度的大幅度提高,安全、高效机械采摘取代了传统的高凳和梯子作业,成为必然的发展趋势。文章设计了一种多工位水果采摘轮式平台,通过研究其关键技术及装备发现,该平台能有效解决劳动力分配问题,提高采摘效率、操作安全性和机械化水平,值得推广。     

果实采摘机械手的创新设计

果实采摘机械手是一种新型、实用的机械手,是一种为解决人们采摘高处果实难而创新设计的工具.为此,对果实采摘机械手进行了创新设计.该机械手结构轻巧,操作灵便;采用齿形剪,定位精度高;能进行自动分级采摘,避免了二次分拣;果实大小的界限、采摘高度范围均可自行调节,多方得益,市场前景广阔.     

基于HER-TD3算法的青皮核桃采摘机械臂路径规划

针对青皮核桃和树枝等障碍物无序生长导致机械臂采摘环境复杂、训练任务量大、稳定性差等普遍存在的问题,本文设计了一种同步带模组与机械臂协作的采摘装置,并采用基于事后经验回放的双延迟深度确定性策略梯度算法（Twin delayed deep deterministic policy gradient with hindsight experience replay,HER-TD3）对采摘机械臂进行路径规划,通过HER算法提高智能体的探索能力,缓解稀疏奖励的问题;通过TD3算法提高智能体的稳定性,减少了训练中出现的震荡现象。为了证明HER-TD3算法的可行性和泛化能力,引入TD3、HER-DDPG算法进行对比,采用降维训练方法对3种深度强化学习智能体进行训练,结果表明HER-TD3算法模型在完成路径规划任务中成功率达到98%,与HER-DDPG算法相比提高4个百分点,与TD3算法相比提高19个百分点;在CoppeliaSim软件中搭建三维模型仿真环境,设计初始姿态和碰撞检测,使用YOLO v4识别青皮核桃,通过该算法模型能够引导虚拟采摘机械臂避开树枝障碍物达到目标位置,完成无碰撞路径规划,无障碍物和有障碍物时路径规划成功率分别为91%和86%;利用物理样机进行青皮核桃采摘试验时,仍能较好地完成路径规划任务,无障碍物时采摘路径规划成功率为86.7%,平均运动时间为12.8s,有障碍物时采摘路径规划成功率为80.0%,平均运动时间为13.6s,验证了HER-TD3算法对复杂环境具有较好的适应性和稳定性。     

关于果蔬采摘机器人机械系统设计与关键技术的研究

本课题组设计的采摘机器人主要用于采摘及搬运果蔬,其采用液压缸和电机进行驱动、PLC进行控制,实现对果蔬的抓取及搬运。果蔬采摘机器人涉及操作机构的设计和操作动作的PLC控制。设计重点为果蔬采摘机器人主要部件的结构设计及尺寸计算和主要技术参数的确定,根据果蔬采摘机器人用途,设计PLC梯形图,并绘制相关的零件设计图、CAD装配图和PLC相关程序。仿真结果表明,该果蔬采摘机器人实现了自动识别与自动采摘,应用前景广阔。     

面向采摘机器人采摘作业的可穿戴设备控制系统设计

介绍了肌电传感器的工作原理,设计了基于MYO可穿戴设备的手指姿态采集与处理模块,并基于BP神经网络实现了对操作人员的手势识别,实现了基于MYO可穿戴设备的采摘机器人采摘控制。实验结果表明：系统准确识别率高达97.33%,平均响应时间只有36.94ms,交互控制准确度高,能够完成对采摘机器人的远程控制,具有准确性和可行性。     

VR技术在采摘机器人仿真系统中的应用研究

采用VR虚拟现实技术,利用Novint Falcon控制器,以采摘机器人为研究对象,建立和搭建了采摘机器人的运动学模型和仿真平台,实现了采摘机器人的虚拟操作。仿真结果表明:采摘机械手精确地执行了圆形轨迹的运动模拟,实现了逆向运动学计算与仿真,为研究采摘机器人正、逆运动学提供了一定的理论参考。     

甘孜州引进试验花椒采摘机

近日,甘孜州农牧业机械研究所引进了2台（套）电动花椒采摘机在甘孜州康定县进行了综合性能试验和采摘对比试验，试验取得了成功。通过对不同品种花椒的采摘对比试验以及人工和机械采摘对比试验，证明该机其具有体积小、重量轻、携带方便、操作简单、不伤芽、 著特点，与人工采摘相比，采摘效率提高一倍以上。     

一种拉切式水果采摘器的设计

针对传统水果采摘方式劳动强度大、现有采摘器对复杂地形果园的水果采摘不便的问题,设计了一种由拉切装置、收集装置、支撑杆和拉绳装置等组成的拉切式水果采摘器,对该采摘器零件进行加工和装配得到其实物模型,并使用该实物模型进行了水果采摘实验。实验结果表明该采摘器具有携带方便、重量轻、操作灵活,可以在复杂的地形当中使用,且采摘过程对水果有保护作用的特点,且随着采摘时间越长其采摘效率越高,应用前景广泛。     

6BXH-800核桃青皮剥离、清洗机

６ＢＸＨ－８００核桃青皮剥离清洗机是新疆农科院农机化所针对新疆林果业生产发展需要最新研制的核桃初加工机械。该机主要用于采摘后核桃青皮剥离及剥离青皮后核桃硬壳表面的清洗。采用该机剥离核桃青皮可以提高核桃外观质量及内在质量，减轻劳动强度，提高生产效率，加快核桃上市速度。１ 工作过程与结构特点１．１工作过程 ６ＢＸＨ－８００核桃青皮剥离清洗机主要由凹板刷、栅条滚筒、清洗装置、传动系统、机架、电动机等组成（见图）。该机工作过程是，将带青皮核桃通过物料导入口进入到栅条滚筒中，栅条滚筒以一定的转速旋转并带动核…