小蚕共育室温湿度无线调控系统设计——基于ZigBee

为克服小蚕共育室现有调控系统接线复杂、防腐性和稳定性差以及安装维护困难等问题,开发了一种基于ZigBee技术的温湿度无线数据采集和控制系统。该系统由上位PC机、以射频芯片CC2430为核心的中心控制器、无线传感器和执行机构组成,上位机软件在VisuaiC++平台上开发而成。运行结果表明,温度控制精度为0.5℃,湿度精度为2%RH,系统运行稳定可靠。     

自动移栽机整排取苗间隔投苗控制系统设计与试验

针对自动移栽机取苗控制精度、协调配合等问题,结合自主设计的自动移栽机取苗、投苗及分苗系统结构及其工作原理,基于可编程控制器PLC设计了一种整排取苗间隔投苗控制系统。该控制系统采用3个行程开关I1、I2、I3检测翻转取苗状态,实现取苗爪针在插入苗钵过程中逐渐收缩的过程,减少了对钵体内部的损伤;运用光电传感器感应分苗杯位置和数量,以增量式编码器获取分苗杯运动位移,通过两者配合完成苗钵在最佳投苗点投苗;选用72孔和128孔穴盘、20 d苗龄的黄瓜苗进行取苗、投苗栽植试验,检测控制系统性能。试验结果表明:在栽植频率40~70株/min范围内,两种穴盘苗的取苗投苗综合成功率均高于95%,平均值为97.98%,随着栽植频率的增加,取苗投苗综合成功率有所下降,但变化不大,证明设计的控制系统能适用不同规格苗盘、不同栽植频率下的自动移栽,达到高效自动移栽目的。     

草莓移栽机控制系统设计与试验

针对草莓高起垄定向移栽农艺要求,设计一种机械打穴、人工识别草莓苗弓背方向后定向穴栽的移栽机。基于可编程控制器(PLC)设计整机控制系统,包括移栽机定速行走控制系统、前轮转向控制系统、打穴控制系统等任务模块。整机采用直流无刷电机作为底盘的驱动元件,根据电机自带编码器的输出值进行行走速度、栽植株距和打穴频率的协调控制,采用步进电机作为打穴机构的驱动元件,由接近开关对打穴机构进行定位,通过二者配合完成打穴过程,在人机协同作业下,完成草莓苗移栽。试验结果表明：当单行移栽效率为15株/min,株距为150 mm、200 mm、250 mm时,株距合格率、孔深合格率、孔径合格率均在95%以上,其变异系数均小于5%,打穴成功率均大于95%,符合移栽机行业标准,打穴移栽效果满足农艺要求。     

残膜回收机自动仿形系统设计与试验

目前残膜回收机已经成为新疆棉田回收残膜的主要方式之一。在残膜回收机回收残膜的过程中,由于棉田的环境复杂多变,而现有的残膜回收机无仿形功能,导致入土部件的入土深度不稳定,这就造成残膜拾净率达不到预期结果等问题。4JSM-2.1A型棉秸秆还田及残膜回收联合作业机存在同样问题,所以根据此机型设计一套机—电—液配合的自动仿形系统,对地面仿形传感机构的运动进行分析,确定机械部件的关键参数,并对仿形系统进行场地试验和田间试验。结果表明,该机工作稳定可靠,整体仿形稳定,在机具作业速度为6.5～7 km/h时,其入土部件的入土深度平均值为91.6 mm,其标准差为3.13 mm,残膜拾净率达89.5%。     

仔猪自动精细饲喂系统设计与试验

针对目前仔猪养殖成本高、自动化程度低的问题,设计了仔猪自动精细饲喂系统。系统包括机械本体和控制系统两部分,机械本体主要由下料电动机及下料螺旋装置、搅拌电动机及搅拌刀片和供水系统组成;控制系统主要由移动控制终端、控制器控制面板及控制器组成。系统控制部分可根据液位传感器、光电传感器和电动机编码器信号对自动精细饲喂装置的下料电动机、搅拌电动机和上水水泵进行实时控制,实现仔猪饲喂过程中的配料、搅拌、喂料、冲洗料桶和食槽的自动化。系统测试结果表明:系统运行稳定可靠,能够实现干湿料的精细混合和均匀搅拌;以电动机转速为150 r/min为例进行试验,自动精细饲喂系统的落料量与电动机的运行时间成正比关系(r~2=0.999 4),实际落料量与理论计算的落料量一致,其误差小于5%;测量饲喂系统螺旋装置转速分别为50、100、150、200、250 r/min时的下料量,结果表明下料量不随旋转输送装置转速的增加而无限增加,在转速为200 r/min时达到最大值,为0.133 t/h;该自动精细饲喂系统现场试验表明第2周与第3周喂养仔猪平均日增长量约为人工喂养的2倍。     

棉花打顶机自动对行装置设计与试验

为了提高棉花打顶机的自动化水平,以高地隙底盘棉花打顶机为载体,利用传感器技术、电机控制技术和PLC控制技术,结合机采棉品种棉花种植模式,设计了棉花打顶机自动对行装置.该装置主要由检测机构、对行机构、电机控制系统、电子控制系统和控制软件组成.采用RecurDyn软件对检测机构进行运动仿真,探究运动规律,为角度传感器选取提...     

烟草打顶抑芽机无线控制系统设计与试验

为改进现有智能烟草打顶机数据传输和烟草打顶高度精准识别不足等问题,增强检测算法的实用性和鲁棒性,设计了烟草打顶抑芽机无线控制系统。首先利用无线路由系统进行图像采集;然后采用MSRCR算法对图像进行预处理,消除光照对烟草高度识别的影响;再通过同心圆摄像机标定算法对烟花进行定位,确定打顶高度;最后通过单片机控制步进电动机和电磁阀分别进行打顶作业和抑芽剂的喷施。试验结果表明:该高度检测算法在静态试验下烟花识别率达到98.5%,摄像机标定精确度达96%,打顶准确率达95%。打顶准确率高,抑芽剂喷施精准,系统运行稳定可靠,满足烟草打顶的农艺要求。     

气动下压式高速移栽机自动控制系统设计与试验

针对气动下压式高速移栽机有序供盘和高速取苗作业自动控制需求,本文基于Arduino微控制器设计移栽机自动控制系统.该系统包括苗盘位移监测、有序供盘、高速取苗等任务模块,以苗盘位置和苗盘位移为主要控制条件,根据供盘速度-送盘速度、高速取苗间隔-苗盘位移等参数匹配要求确定供盘速度和取苗间隔控制方法,建立有序供盘、高速取苗两...     

基于PLC的移栽机苗盘输送控制系统设计与试验

本文针对番茄苗穴盘移栽机取苗机构位置固定的现状,通过控制苗盘的进给送苗以适应取苗机构快速取苗、栽植,实现了苗盘输送的控制,通过对苗盘结构及移栽过程的分析,确定了苗盘输送机构控制流程;通过硬件选型和参数的分析计算,设计了控制系统的硬件结构及软件流程。最后,通过试验验证了该控制系统工作的准确率,达到了前期控制要求,为后期提高控制可靠性提供了技术依据。     

基于PLC的绿茶炒干机控制系统设计与试验

传统的绿茶人工炒干操作存在效率低下、难以保证产品产量及品质稳定性等缺点。基于此,本研究设计了一种基于PLC的绿茶炒干工艺自动化控制系统。研究团队分析了PLC的工作原理及应用特点,探讨了绿茶炒干工艺的有关技术要求,详细阐述了所设计的PLC控制系统架构、硬件电路设计方案等选择标准。仿真结果表明,该绿茶炒干工艺自动化控制系统能满足工艺技术指标要求,实现了炒干工序的自动化控制,提高了生产效率和产品品质。     

基于PLC的全自动移栽机取苗喂苗控制系统设计

针对目前全自动移栽机作业效率低、稳定性低的问题。结合自主设计的全自动移栽机装置,基于可编程控制器PLC设计一种穴盘苗的取喂苗控制系统,并进行田间试验。试验表明,系统通过PLC控制多个气缸与步进电机,能够实现取苗、喂苗的协调配合。在移栽速率为60～120株/min范围内,取喂苗成功率与苗株完整率均大于95%。控制系统能适应不同移栽速率下的自动移栽作业,最终实现高效稳定自动移栽。     

育肥猪精准下料控制系统设计与验证

为满足育肥猪获得正常生长所需采食量并达到精准饲喂控制等需求,以育肥猪为试验对象,设计一种育肥猪精准下料控制系统。研究通过使用双侧下料器,实现对称式双边下料,提高猪群的采食效率;增设触碰开关,猪只触动后执行预设料下料,避免饲料浪费;食槽内增设料位感应探针,猪只触碰感应开关时,若探针感应不到食槽内水料,系统自动补充水料到探针处,既保证猪只正常采食,又避免饲料浪费;增设防结拱装置,通过震动电机实现破拱,防止料粉受潮影响下料。试验结果表明,与理论采食量比较,智能饲喂方式下采食量低于理论采食量;饲喂采食量比例分别为10%,30%,30%,20%及10%时,获得较佳的采食量变化曲线。综上,所设计的双侧下料的育肥猪精准下料控制系统,采用拨轮下料的控制机构与嵌入式系统的协同工作,设备控制简单,下料稳定,计量准确,与进口设备比较,成本优势明显,适合在我国大、中、小型育肥猪场推广应用。     

保育猪智能粥料饲喂系统设计与试验

针对保育猪死淘率高、饲料浪费多、人员劳动强度大等问题,搭建粥料机样机测试平台,并设计保育猪智能粥料饲喂系统,系统由机械本体、手持终端、中央控制器和云平台四部分组成。对机械本体中螺旋输送机安装高度、排料通道内径和破拱结构形式进行正交试验,得到参数最优组合为：螺旋输送机安装高度为60 mm,排料通道内径42 mm,破拱结构采用上下破拱结构结合的形式,此组合下填充效率最优,λ值为14.2 g/r。系统供水量误差为1.43%;当水料比≥1.5∶1时,食槽液位监测装置满足系统工作要求,研究可为保育猪智能粥料饲喂设备的研发提供参考。     

谷物干燥机自动控制系统的设计

根据谷物烘干的基本原理，对谷物干燥机内谷物的温度和水分进行在线监测，完成了监控系统的硬件和软件设计，实现了系统的自动控制。     

卧式蔬菜苗嫁接机设计与试验

为提高蔬菜嫁接作业效率、降低人工劳动强度和嫁接成本,对人工蔬菜苗嫁接过程中的关键动作及流程进行梳理,分析秧苗—机器互作机理,采用双向切割对接技术,设计一种卧式轻便型蔬菜苗半自动嫁接机。根据嫁接机实际使用要求,利用气动驱动方式实现蔬菜苗的自动夹持、切割和对接动作。基于传感器输入信号以及输出执行元件特点,选用欧姆龙PLC作为嫁接机控制器,并依据嫁接机作业流程编写控制程序。最后对该机器性能进行嫁接测试,结果表明,嫁接机平均作业效率为348株/h,平均嫁接成功率为93.3%,嫁接苗零损伤。该机机构设计合理,工作性能稳定可靠,与市场现有嫁接机相比成本显著降低,因此可为中小型育苗基地和农户嫁接苗生产提供技术支撑,同时可为农业机械化辅助装置的研发和应用提供参考。     

高地隙植保机油门自动控制系统研制与试验

针对农业无人驾驶系统对高地隙植保机提出的油门自动控制需求,研制了以直流电机为动力源的油门自动控制系统,主要包括油门控制器、直流减速电机、电机驱动器、角度传感器、拉线轮等。油门控制器用以读取角度传感器的输出值,将其与CAN总线上的油门指令进行比较,将控制信号发送至电机驱动器以控制减速电机的正反转,从而带动拉线轮旋转至目标位置。研究根据高地隙植保机发动机油门动作原理,进行自动油门装置的总体结构设计,并对直流电机、角度传感器进行选型,加工制作零部件完成了自动油门装置的组装和调试。试验结果表明,所研制的油门自动控制系统在［0°,70°］范围内,角度相对误差不超过4%;发动机转速误差最大值发生在拉线轮转动角度为65°时,为19.8 r/min;发动机转速误差最小值发生在转动角度为50°时,为10 r/min;最小标准偏差和最大标准偏差发生50°和55°时,分别为3.03 r/min、6.33 r/min,相对标准偏差≤0.55%。本文研制的油门自动控制装置具备良好的控制稳定性和可靠性,能够满足农业无人驾驶系统对油门控制的基本要求。     

池塘养殖船自动导航系统设计与试验

针对池塘养殖中投喂作业需要全塘均匀覆盖的应用场景,存在人工投饲强度大、饲料利用率低的问题,设计一种能够适应不同多边形池塘的养殖船自动导航控制系统。控制系统采用低成本北斗定位模块和高精度电子罗盘进行组合导航,获取池塘养殖船的位置和航向信息作为导航控制器的输入,通过构建基于PD算法的导航控制器,实现航行过程中的路径跟踪。设计一种多边形回纹线导航路径规划算法,能够快速实现多边形池塘的导航路径规划。开展池塘导航试验,试验结果表明：采用所设计的自动导航系统,养殖船能够按照规划的路径航行,在水面行驶速度为0.4~0.5 m/s时,稳定跟踪后最大误差小于2.62 m,平均跟踪误差小于1.30 m,导航精度满足池塘养殖自动投饲要求。     

基于SpringBoot框架的群养母猪饲喂站管理系统设计与试验

母猪的群体养殖是一种能保证动物福利,提高母猪生产性能的重要养殖管理模式。为实现母猪群养过程的数字化及智能化,基于自主研发的群养母猪饲喂站硬件平台,采用B/S模式设计一个群养母猪饲喂站管理系统。系统后端使用基于Java语言的SpringBoot框架作为系统组件管理和运行的主要框架;设计后端数据库中的数据结构,优化后台系统中持久层数据的操作访问;使用Netty实现饲喂站及客户端与后台间的实时通信;基于Spring事务管理,封装可复用的业务逻辑,设计母猪信息管理、饲喂计划专家系统、饲喂站实时监控等系统功能模块。系统前端采用渐进式Vue框架实现用户与各个功能模块的人机交互。试验表明：本系统能实现对群养母猪饲喂站的控制和状态监测,并根据母猪特性和专家知识库动态生成每天的饲喂计划;在基础实验条件下,系统的饲喂站并发量可超过120台,理论最大母猪容纳量超过5 400 头,能够满足大规模母猪饲喂的需求。     

生猪液态饲料智能喂料车设计与试验

针对基于管道输送的生猪液态饲喂系统投资大、对使用人员素质要求高、设备故障需要专业技术人员进行维修等问题,设计一种生猪液态饲料智能喂料车。喂料车与搅拌站之间采用Zigbee通讯,组网运行,实现装料、运送及投料的自动巡航控制;喂料车采用磁钉、磁控开关实现自动认址、定位及精准停车;采用螺杆泵送料,实现精准饲喂。样机试验结果表明,喂料车满载情况下通过提前减速可以实现在目标站点精准停车(位置偏差≤1 cm);以预设的3、5、10 kg为投喂量,喂料车实际投喂量误差可以控制在2.5%以内。与管道式生猪液态饲喂系统相比,基于智能喂料车的生猪液态饲料自动饲喂系统具有投资少、设备运行可靠性高等优点,可广泛适用于中小规模养猪场,对生猪液态饲喂技术的推广提供技术支撑