基于信息技术的自动修剪机智能监控系统研究

随着城市园林绿化建设的不断发展,园林修剪需求逐渐增大,但传统的修剪方式耗费大量的人力物力、作业强度大且工作效率低,同时由于自动修剪机缺乏参数监控,无法根据实际情况自动调整修剪机的修剪机构,导致修剪效果不好.为克服这一难题,提高园林修剪效率,将信息技术、传感器技术及通信技术等先进技术应用在自动修剪机中,对自动修剪机工作过...     

计算机控制技术在自动修剪机中的应用

随着果园种植规模的扩大,果树修剪工作也越来越繁重,但传统修剪机智能化程度低,修剪质量不高,作业强度大,且工作效率低,导致果树修剪进度滞后,严重时会影响果蔬的产量。为克服这一难题、提高果蔬修剪效率,在自动修剪机中引入计算机控制技术、PLC技术等,对自动修剪机运行过程中的各类参数进行实时监控、实时共享和在线监测,完成了自动修剪机控制系统总体方案的设计。同时,对自动修剪机控制系统硬件进行了模块设计,完成了控制系统的I/O分配表设计,并对控制系统的软件运行流程进行优化设计。试验结果表明:基于计算机控制技术的自动修剪机具有远程控制和参数监控功能,能够实时掌握修剪机的运行状态,修剪效率高,果蔬修剪质量好,系统安全性和稳定性高,从而降低了劳动生产成本及生产强度,具有较大的推广价值。     

基于AMESim葡萄修剪机液压系统设计与仿真分析

葡萄生长期间进行适时修剪,可以减少不必要的营养流失,提高葡萄水肥利用率,但目前葡萄修剪还主要以人工修剪为主,手工修剪不但劳动强度大、生产效率低,而且长期的手工修剪对手指关节损伤大。手工修剪已经不适应现代化农业发展,且严重阻碍葡萄的规模化、标准化生产。使用CAXA软件绘制酿酒葡萄修剪机液压系统原理图的基础上,以葡萄修剪机液压系统中的举升油缸作为研究对象,根据实际需求计算油缸内径和活塞杆直径,并进行强度校核。确定液压系统压力为15 MPa,经过计算液压油缸工作负载为3 526 N,油缸内径为32 mm,活塞杆直径为20 mm。分析双作用单杆活塞在举升油缸内速度以及缸内液体变化规律,利用AMESim软件对举升油缸回路进行建模仿真,经过仿真建模验证活塞杆速度为0.148 3 m/s。并通过田间试验验证其液压回路的正确性。通过仿真结果图像分析工作负载、油缸内径、压力及流量的变化曲线,在田间试验中油缸进口压力达到预定压力15 MPa,出口压力为2.5 MPa,温度保持在29℃～35℃之间,符合设计要求。     

果树气动修剪机应用现状与发展趋势

水果产业是现代农业体系的重要组成部分,作为水果生产大国,国内果园管理目前仍以人力操作为主。机械化修剪是实现果园管理机械化的重要途径之一。本文介绍了果树气动修剪机工作原理和国内外应用现状,分析了国内气动修剪机在推广使用中存在的问题,指出其发展趋势。     

基于RecurDyn小型绿篱修剪机履带底盘越障性能分析与仿真

目前以卡车、拖拉机为承载车的绿篱修剪机因为体积庞大、轮式承载车通过性差而无法在狭窄、凹凸不平等复杂路面作业,因此,需要一种小型的绿篱修剪机,并以履带底盘作为其承载机构。本文以在狭窄、凹凸不平等复杂地形作业的小型绿篱修剪机履带底盘为研究对象,对履带底盘在斜坡上的横向、纵向稳定性以及翻越垂直壁和跨越壕沟过程中的越障性能进行分析,得出小型绿篱修剪机履带底盘越障性能与其结构参数的内在联系。利用多体动力仿真软件RecurDyn对履带底盘进行三维建模,并对分析结果进行仿真验证。验证表明,所建立的小型绿篱修剪机履带底盘模型,在黏土路面以低速挡(1.08 km/h)行驶时,最大纵向上坡角度为32°,翻越垂直壁最大高度为145 mm,跨越壕沟最大宽度为275 mm;履带底盘质心向前、向下移动不但能提高其在不同工况下的越障能力,而且越障过程更稳定;降低车速,有利于提高其越障稳定性。     

夏季酿酒葡萄修剪机的设计与试验

针对夏季酿酒葡萄修剪工作劳动强度大、效率低、修剪质量难以保证等问题,结合新疆酿酒葡萄种植模式,研制了一种夏季酿酒葡萄修剪机。首先对整机结构、工作原理、关键部件设计进行说明,然后运用Box-Benhnken中心组合试验方法对试验因素进行分析,以刀具转速、作业速度、含水率进行试验并进行响应曲面分析,建立曲面响应三维模型,并最终得出最优工作参数组合。试验结果表明:当作业速度1.5m/s、刀具转速1 200r/min、含水率65%时,切断率达到最大为96%。该机具作业性能可靠,各项指标满足性能设计要求。     

手推式绿篱修剪机的设计

针对园林绿地绿篱修剪中存在的不足,设计开发一种手推式绿篱修剪机,根据使用功能提出了手推式绿篱修剪机的结构方案与总体尺寸,接着采用机械设计的方法设计出了手推式绿篱修剪机的主要零部件,之后,应用软件对手推式绿篱修剪机进行了三维建模,并对其中的关键部件作了静力学分析,在此基础上优化了该部件结构尺寸,最后,指出了手推式绿篱修剪机的应用情况.     

立架种植葡萄修剪机的研制与展望

结合新疆葡萄园的种植模式特点,设计了一种往复式葡萄修剪机,可以解决劳动生产的耗费时间长,人工成本高,作业量大等问题,以来提高葡萄产业的竞争优势。并对往复式葡萄修剪机提出了一种方案设计,使往复式修剪机不仅可以用于葡萄园的修剪,也可以用于其他果园和园林的修剪和整形,具有很好的社会效益和经济效益,可以得到很大的推广。     

XZ530草坪修剪机自动张紧机构的改进设计

通过对XZ530草坪修剪机自走系统中张紧机构改进前后张紧特性的分析,重新设计了一套XZ530自动张紧机构来提高自走系统的匹配性,更好的满足客户要求。     

自走式双边桑树修剪机设计与试验

为了提高桑树修剪的工作效率,设计了一种更加规范化的可调双边齐切式桑树修剪机.试验结果表明:当锯片转速达到3050r/min、进给速度达到0.65m/s时,修剪效果最佳,且锯切能耗最小.桑树修剪机的修剪宽度与修剪高度均可以调节,宽度在1.7～2.5m之间,高度在2.1～2.6m之间.功能试验结果表明:设计的桑树修剪机可以...     

基于激光雷达的果树智能修剪系统设计与试验

针对传统果树修剪存在人员劳动强度大、修剪效率低及修剪质量难以保证等问题,本文设计了果树智能修剪机械臂,并利用固态激光雷达与可编程逻辑控制器开发了基于激光雷达的果树智能修剪系统,实现果树自动修剪。为了验证修剪臂的控制精度,分别对修剪机的摆动机械臂、举升机械臂、修剪切割总成进行独立精度试验与修剪目标位置精度试验,独立精度试验结果表明摆动机械臂、举升机械臂、修剪切割总成控制精度平均误差分别为2.32%、3.75%、2.50%,修剪目标位置精度试验结果表明目标位置Xb、Zb平均误差分别为2.98%、1.85%,修剪总成作业倾角α平均误差为4.35%,满足果树修剪精度要求。在新疆阿克苏果树种植基地开展了果树修剪试验,结果表明,搭载固态激光雷达的果树修剪机能够实时获取果树的三维空间信息,修剪机可以根据激光雷达探测到的果树树冠信息制定修剪策略,香梨园与苹果园修剪优良率分别为93.3%与86.6%。该系统能有效提高果树修剪效率,降低修剪人员劳动强度。     

基于物联网和云存储的工业焊机状态监控

在现代制造业中,焊接是一种关键、特殊的工艺,随着生产线自动化的发展,工业焊机焊接生产线的智能监控也非常重要.采用焊机与数据采集系统协同运行,实现工业焊机设备状态的有效实时监控,可视化的数据曲线方便了操作人员对于整个焊接过程的监控,后台存储到本地的CSV文件数据和数据库数据也为离线的工艺数据分析提供了大量的数据基础,为后...     

果园修剪机械的发展现状与趋势

新疆特色林果产业对提高当地农民收入、稳定边疆具有重要的意义。近年来,在自治区政府的支持下,新疆特色林果种植面积迅速增加,规模化果园相继出现,由此带来的劳动力不足、生产成本高等问题开始凸显。随着果园机械需求的不断增加,开沟、施肥、喷药、收获等相关机械发展迅猛,果园机械化程度不断提高,而占果园生产工时较大的修剪机械却被忽视。为此,论述了果园整形修剪的意义,介绍了果园修剪机械的发展现状,阐述了相关修剪机械的工作原理,并概述了目前修剪机械存在的问题。最后,分析了林果修剪机械的发展趋势,并对林果业的发展进行了总结。     

黑龙江垦区农机作业GPS导航自动驾驶技术应用

介绍了GPS技术以及GPS导航自动驾驶系统在黑龙江垦区应用情况;分析了农机作业卫星导航自动驾驶系统的组成和工作原理。根据黑龙江垦区农业特点,重点阐述了自动驾驶技术在垦区的作用及其优点,并综合所收集的信息,分析了GPS导航自动驾驶技术在国内存在的不足。     

单马达往复式葡萄剪枝机设计与试验

针对机械修剪葡萄茎杆过程中出现的茎杆剪净率低、毛茬面积比较大等问题,设计了一种单马达往复式葡萄剪枝机。阐述了往复式葡萄剪枝机的结构及工作原理,通过对茎杆进行受力分析、利用Matlab软件分析毛茬产生原因,确定了剪切装置刀具参数以及因素取值范围。通过正交试验研究各试验因素对茎杆剪切效果的影响,建立以剪净率和毛茬率为响应值的多元二次回归模型。结果表明,当切削速度1.66 m/s、进给速度1.46 m/s、刀具间隙0.47 mm时,茎杆剪净率为91.71%、毛茬率为3.70%。在该条件下进行了验证试验,得出剪净率为90.66%、毛茬率为4.71%,与模型预测值相近,说明所建模型合理,能够满足实际作业需求。     

基于无线传感技术的稻田信息监测系统

针对稻田信息监测周期长、环境干扰大、采集速度慢、采集方式管理缺乏自动管理等特点,设计了一种基于无线传感技术的稻田信息监测系统。同时,采用Cluster Tree+AODVjr路由算法和分簇算法进行组合,设计了具有异构性能的节点,配置了不同的天线类型,提高数据传输距离和质量。实验数据表明:该系统可以采集稻田的温度、湿度和土壤含水量,运行稳定,数据正确传输率都在90%以上,空气温度、空气湿度和土壤含水量的相对误差分别为0.43%、0.34%和0.73%。     

基于物联网农业病虫害智能监控的自动喷药机研究

为了实现果园大面积自动化喷药,提高喷药装置智能化选择重点病虫害果树目标的能力,基于物联网和智能监控技术,设计了一种新的果园自动对靶喷药装置。利用新式的自动喷药装置,可以结合病虫害实时监控数据,对果树有选择性地进行自动喷药,利用红外线扫描技术可以精确地喷药对靶,采用AT89S52单片机实现了整个系统的自动化控制。模拟实际果树喷药环境,在实验室对喷药装置的自动对靶功能进行了实验研究,实验过程中分别采用了3种不同颜色的标的物。实验结果表明:在实验10m的范围内,智能喷药装置可以准确地识别3种颜色的盆栽目标,标准差最大仅为0.12,识别精度和效率较高,为果园自动喷药装置的研发提供了技术支持。     

基于机器视觉的苹果大小自动分级方法

介绍了采用机器视觉的苹果大小自动分级方法,利用CCD摄像机获取苹果的样本图像,应用MATLAB软件编程实现了对样本图像的背景去除、二值化、图像平滑、特征量提取和图像标定等处理,参照苹果分级的国家标准完成了苹果自动分级.试验表明,此方法分级精度高,且速度快.     

机器视觉技术在精细农业中的研究进展

精细农业以节约投入、增加产出、提高投入物利用率、减少环境污染为目的.快速、准确地采集各种农田信息,有效地监测农业对象是实施精细农业的重要基础.机器视觉技术由于其非破坏性、精度高、成本效率高、信息量大、灵活等特点,在精细农业中得到了广泛的应用.为此,通过对大量参考文献进行分析,发现机器视觉在精细农业中的主要研究方向集中在农业机械自动导航、作物生长信息检测、变量控制等方面.同时,对机器视觉技术在上述领域中的研究情况进行分析和总结,并讨论了未来机器视觉技术在精细农业中应用存在的问题以及发展前景.