翻转式哈密瓜分级装置设计

针对新疆哈密瓜分级中自动化程度低、分级结果不稳定及效率低下等问题,设计了一种翻转式哈密瓜分级装置。首先通过试验设计水果托盘,增加哈密瓜在传输过程中的稳定性;然后设计分级执行装置,实现哈密瓜的翻转;最后对控制系统原理进行阐述,以实现哈密瓜的准确分级。通过控制系统驱动分级执行装置运转,进而实现水果托盘的翻转,使哈密瓜滚动至分级区域,大大降低了哈密瓜在分级过程中的机械损伤。     

永磁压缩弹簧式溢流阀的设计与试验研究

针对螺旋压缩弹簧在液压元件使用过程中的疲劳断裂、氢脆断裂、腐蚀断裂、松弛、塑性变形、永久变形等失效模式,提出了非接触式永磁压缩弹簧式液压阀的设计理念,对永磁压缩弹簧式溢流阀的基本结构、工作原理、电磁力、刚度特性进行了研究,通过解析法和试验验证法对永磁压缩弹簧进行了设计,充分利用磁场力优于螺旋压缩机械弹簧的特性段,设计出了永磁压缩弹簧式溢流阀,并对设计出的溢流阀进行了试验验证.结果表明,当永磁阀芯与永磁底座之间的间隙为0.4～1.2 mm时,磁场力保持70±5 N基本不变;在溢流阀的阶跃响应试验中,永磁压缩弹簧式溢流阀的压力波动比为11.7%,小于螺旋压缩机械弹簧式溢流阀压力波动比22.8%;在相同技术指标的条件下,永磁压缩弹簧式溢流阀的体积较螺旋压缩弹簧式溢流阀小37.5%.因此,可以充分利用永磁压缩弹簧的优势在液压阀设计方面进行深入研究.     

基于计算机视觉的水果直径检测方法的研究

利用机器视觉对水果进行自动分级是国内研究热点.在水果分级中,按直径大小对水果进行分类是自动分级技术的一个关键部分,然而目前通过图像对水果直径检测存在着精度与计算量之间的突出矛盾.针对这一问题,本文介绍了一种水果边界快速提取的方法,并在此基础上提出了一种新的水果直径检测的快速算法:该方法通过对水果图像进行分割,并计算各个区域内水果的最大半径,进而计算出水果的最大直径.通过实验表明,与传统方法相比较,该算法能够在较小的计算量下得到较高的计算精度,可应用于工业实际生产中.     

杠杆式水果高速分级卸料装置的优化设计

设计了一种杠杆式水果分级卸料装置,该装置可直接安装在水果自动分选机的滚子式水果输送装置上,输送过程中不影响水果的输送和翻转,可在自动分选机主控系统指令下自动实时完成水果的高速分级卸料。对分选杠杆和分选凸轮进行了优化设计,保证整个卸料过程对水果都没有明显的碰撞和冲击。实际运行表明,该装置能对大小相差近一倍的苹果实施高速平稳卸料,且卸料后的苹果没有明显损伤。     

5BF——3型水果分级机性能影响因素的试验研究

以5BF-3型辊-带水果分级机为试验设备,以类球形水果柑橘为对象,以提高水果分级精度为目的,应用四因子二次回归通用旋转组合设计方法,对影响水果分级精度的因素进行了试验研究.采用数理统计方法及优化技术,建立数学模型,探讨结构和工作因素对分级精度的影响机理,同时进行综合优化.结果表明,人工拣选阶段输送链速度和分级木棍轴转速对分级精度影响较大,因素优化后分级机的分级精度大于96%.     

基于MatLab和DSP的哈密瓜纹理分割与分类

以新疆特色水果哈密瓜为研究对象,提出一种利用Matlab辅助DSP提取哈密瓜纹理的方法。该方法首先利用Matlab把待处理的图像转换为数据文件(dat文件),然后利用DSP强大的运算能力分割哈密瓜表面纹理特征,并将分割结果同样以dat文件传递给Mat Lab,最后利用Mat Lab强大的数据分析与图像显示能力建立哈密瓜分类模型。实验结果表明,该方法能够有效地对哈密瓜表面纹理进行分割与分类,分类准确率为88.10%。该方法不但能够缩短DSP系统的开发周期,且能够为今后开发基于DSP的哈密瓜品质实时检测系统奠定基础。     

双锥式滚子水果输送翻转机构的研究

设计了一种能实现准球形水果自动单列输送并均匀翻转的机构，分析了水果尺寸与连续采集两幅图像时间间隔内水果转角量之间的关系，并在对双锥式滚子输送翻转机构中的水果进行受力分析和运动分析的基础上，指出输送和翻转机构参数的选择原则和结构设计中应注意的问题。     

带式输送机落料点处承载托辊的改进

槽型缓冲托辊是带式输送机中非常重要的部件。目前使用的缓冲托辊有着自身的特点,同时也存在问题。对承载托辊进行了改进设计,取得了良好的经济效益。     

水果机器视觉质量综合分选机的设计

为满足水果外观品质和质量综合分选的实际需要,设计了一种集机器视觉与质量检测为一体的水果自动分选机.该分选机主要由机械系统、称重模块、同步控制系统和图像处理系统组成.为此,介绍了各部分的结构及工作原理,给出了水果同步检测过程的实现方法.通过这种综合设计,该分选机能实时检测水果的大小、质量、颜色、表面缺陷状况和果形等品质,并能根据预定标准综合评定水果的等级,对水果进行自动分级.     

猕猴桃外观尺寸在线检测分级系统设计与试验

目前市场上存在的猕猴桃分级机械主要是针对质量特征进行分级的大型机械,而消费者在购买猕猴桃时往往更注重它的外观品质,且大型设备难以在以农户小规模营销为主的市场环境下得到普及。为了实现猕猴桃外观品质的自动分选,适应广大猕猴桃种植农户的需求,设计了一种基于机器视觉的小型移动式猕猴桃外观尺寸在线检测与分级系统。该系统主要由输送机构、检测机构、分级执行机构和控制系统组成。输送机构采用倾斜式输送带方案,结构简单,便于实现猕猴桃的输送和分级;检测机构采用图像处理的方法得出猕猴桃的大小等级信息;分级执行机构借助猕猴桃的重力与旋转磁铁的开合实现猕猴桃的分离。对样机进行了试制和验证试验,结果表明:该系统的平均分级成功率为96.3%,单个猕猴桃分级时间约为2.5s。该猕猴桃检测分级系统的设计为今后完成多特征指标的融合分级提供了基础和依据。     

双刀式哈密瓜自动削皮机的设计与试验

当前哈密瓜去皮主要是以人工削皮为主,不但效率低下,而且存在一定的卫生安全问题,严重阻碍了相关企业哈密瓜产品的创新与发展.为了降低工人劳动强度,提高哈密瓜的去皮效率以及机械化和自动化程度,依据哈密瓜果皮粗糙坚硬的物理特性,设计出了一种双刀式哈密瓜自动削皮机.该削皮机外刀可调节削皮厚度1～5mm,内刀可调节削皮厚度3～15...     

基于响应面法的哈密瓜片热风干燥工艺优化研究

为提高哈密瓜片的干燥品质,优化哈密瓜片的热风干燥工艺。在单因素试验的基础上,以干燥温度、干燥风速、切片厚度为自变量,感官评价为响应值,通过Box Behnken中心组合试验设计,进行响应面优化分析,确定哈密瓜片的最优干燥工艺。结果表明,随着干燥温度的升高,哈密瓜片的色差值会增大,复水比会降低;随着干燥风速的增大,色差值变化不明显,但复水比同样会降低;随着切片厚度的增大,哈密瓜片的色差变化增大且比干燥温度变化明显,复水比会降低。响应面优化结果表明,哈密瓜片的最佳干燥工艺为干燥温度55 ℃,干燥风速2 m/s,切片厚度8 mm,此时感官评价的得分最高为92.1。     

基于残差网络和图像处理的干制哈密大枣外部品质检测

针对目前红枣分级装置检测指标单一,难以实现外部品质综合判别的问题,设计了一款基于残差网络结合图像处理的干制哈密大枣外部品质检测系统。首先,通过深度学习图像分类实现裂纹、鸟啄和霉变缺陷检测,为克服当前残差网络计算量大、复杂度高以及信息丢失的问题,提出了一种改进深度残差网络图像分类方法;其次,根据尺寸与纹理数量的等级差异性,提出了一种阈值检测方法,通过提取干制哈密大枣图像面积、周长、拟合圆半径及纹理数量特征,实现尺寸及褶皱检测。试验结果表明缺陷识别模型和尺寸、褶皱检测模型测试准确率分别达到97.25%、93.75%和93.75%。综合缺陷、尺寸和褶皱3种外部品质指标,通过在线采集图像验证系统测试,外部品质综合检测准确率为93.13%,可初步满足干制哈密大枣品质在线检测装备的生产需求。     

倾斜料盘式气体射流冲击干燥机设计与试验

针对平板式气体射流冲击装置存在的装料量小、干燥不均匀、干燥结壳等问题,设计了一种倾斜料盘式气体射流冲击干燥机。该干燥机由倾斜料盘车、干燥室、热空气循环利用系统、干燥加湿和控制系统等组成,干燥过程中可根据不同物料的干燥特性,对料盘托架倾角、料盘距喷嘴间距、喷嘴排列间距等结构参数和干燥室内气流温度、湿度、风速等工艺参数在一定范围内进行调节。以哈密瓜片为试验物料进行了性能试验,满装载量相比传统射流冲击装置提高了1.7倍,而干燥时间缩短了11.1%,干燥机的处理能力相对于后者提高了3.65倍,单位能耗降低了67.9%,且干燥均匀系数达0.97,干燥后的成品色泽褐变及收缩程度更小。所设计干燥机提高了气体射流冲击干燥装置的装载量,确保了干燥过程的均匀性,改善了干后品质。     

双断根嫁接机自动搬运与回栽装置设计与试验

为提高嫁接流程的自动化程度,设计了一种适用于双断根嫁接机的自动搬运及回栽装置,以解决嫁接后嫁接苗依靠人工搬运、回栽作业的问题。阐述了搬运及回栽装置工作原理,并对关键机构进行了仿真和运动学分析。通过嫁接苗贴接夹紧区域统计和嫁接苗搬运试验,确定搬运机构对嫁接苗的最佳夹持位置;当机构夹持嫁接苗夹子下端搬运,搬运成功率可达94%,平均耗时为2.5 s/株。通过镇压三因素三水平正交试验,确定嫁接苗镇压效果最优条件;当打孔孔径10 mm、打孔深度15 mm、镇压块形状为对分锥面镇压时,嫁接苗回栽试验成功率可达92%,平均耗时为4 s/株,满足目前全自动嫁接机的嫁接速度要求。试验表明,设计的嫁接苗自动搬运及回栽装置与嫁接机配套使用,可提高嫁接流程的自动化程度。     

计算机视觉在芒果品质检测中的应用研究

传统的芒果分级采用人工观察和化学分析方法,无法适应产业的发展。随着科学的进步,人们开发出多种无损检测和分级技术以提高水果的市场竞争力,但受检测和分级设备的限制,目前的相关研究都停留在试验阶段。为此,设计了一种基于计算机视觉的芒果品质检测方法,拍摄芒果图像后利用自适应Canny算法获取目标区域的边缘,以大小、颜色和表面缺陷反映芒果的品质,并基于BP神经网络实现对芒果的分级。仿真试验表明:计算机视觉对芒果品质分级的准确率超过93%,处理单张图像平均耗时0.8s,可以用于芒果品质的实时检测和在线分级。     

融合光谱与图像信息的河套蜜瓜糖度在线检测试验系统

针对蜜瓜糖度在线检测的需求,设计了融合漫透射光谱与图像信息的河套蜜瓜糖度在线检测试验系统,该系统包括硬件平台和软件系统两部分。硬件平台主要包括蜜瓜输送装置、光谱采集装置、图像采集装置和控制系统4部分。软件系统基于Microsoft Visual C++6.0语言,结合Omni Driver软件、Fly Capture2及Open CV软件开发。系统可实现蜜瓜光谱与图像信息的自动采集、显示及保存,可实现对漫透射光谱预处理,获取糖度检测所需光谱数据,对图像预处理,提取蜜瓜外观特征图像信息(R、G、B颜色值和蜜瓜体积)。在此基础上,系统可通过融合漫透射光谱与图像信息的蜜瓜糖度检测模型,计算蜜瓜糖度。系统同时可实现检测个数统计,外观特征信息及糖度的实时显示、保存等功能。测试试验表明,该试验系统检测1个样品用时1.2 s,糖度检测均方根误差为1.22,可满足河套蜜瓜糖度在线检测试验需求,为进一步开展河套蜜瓜糖度在线检测研究奠定了基础。     

盆栽花卉分级旋向装置开发与试验

随着人们生活水平的提高,对花卉的需求量不断攀升。目前,在盆花规模化生产中大多采用人工分级,存在分级标准不统一、分级效率不高及分级结果不准确等问题。为此,针对花盆口径120mm、底径90mm、高度9 0 mm的盆栽花卉,开发了一套基于机器视觉的盆栽花卉分级旋向装置。该装置可以用单一相机在同一位置获取盆栽花卉多方向的综合信息;通过试验考察了在旋向装置中盆栽花卉前进速度、旋转速度与两条旋向输送带速度的关系。结果表明:当旋转180°获取两幅盆栽花卉图像时,视窗的最小范围在160mm。     

滚筒式营养钵体制钵机研究设计

针对目前市场上冲压式、螺旋式等种类制钵机生产率低、整机结构复杂等问题,利用两个凸轮的动静结合,首次采用滚筒的方式研究设计了一种新型连续式营养钵体制钵机。该机具能一次完成对营养钵的上料、打种孔、压实、投出等加工,效率高(10 800个/h),同时营养钵的尺寸、形状和强度等方面都满足高速机械化移栽的要求,可广泛适用于棉花、玉米、瓜果、花卉等作物所需营养钵的制作。