智能甘蔗预切种工作站结构设计与切种精度分析

为提升甘蔗预切种种植的机械化程度,提高甘蔗预切种效率,降低蔗芽损失率,减少人工劳动强度,自主设计开发集甘蔗输送、蔗节智能识别、多刀协同切种等流程于一体的智能甘蔗预切种工作站,实现甘蔗自动协同切种工作。介绍智能甘蔗预切种工作站的输送系统、蔗节识别以及多刀数控协同切种等关键部件的结构设计及工作原理,重点对输送速度和黑箱照度对识别精度的影响,以及多刀切割工作台的定位精度等进行综合的分析。对拍照黑箱的识别精度试验研究表明,甘蔗横向传送速度和光照平均照度对蔗节识别精度具有显著影响,当甘蔗传送速度为0.1 m/s,光照平均照度为430.7 Lux时,识别精度较好,蔗节识别误差小于1.7 mm。通过对切种平台的定位精度试验分析,试验表明:6个移动切种工作台的横向直线移动运动的定位精度误差小于1.5 mm,重复定位误差为±0.2 mm;切种精度的综合误差小于3.4 mm,蔗节的相对综合误差小于5.67%,达到设计的预期目标,实现甘蔗智能横向多刀切种的功能。     

基于EKF的多传感器融合定位算法研究

针对室外移动机器人定位系统精度依靠传感器融合存在累计误差的问题,提出一种基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的多传感器融合的室外移动机器人定位方法。通过实时差分定位（Real-Time Kinematic,RTK）和里程计信息、IMU信息对室外移动机器人进行扩展卡尔曼滤波融合定位,在真实室外环境中进行实验。实验结果表明：该算法能消除累计误差,提高机器人的定位精度,动态定位精度可达2.5 cm以内,相较于里程计-IMU融合定位,误差减少了92.4%左右,相较于传统的RTK算法,定位精度提高了55.4%。多次实验表明,该算法具有较好的鲁棒性。     

全自动温室钵苗移栽机设计与试验

为提高钵苗移栽机自动化程度和工作效率,设计了一种可实现8爪整体间隔取苗、分散间隔投苗、可用于穴盘到穴盘或花盆间的高效全自动钵苗移栽设备。阐述了移栽机的结构原理与工作过程,基于整体间隔取苗、分散间隔投苗原理,对移栽机整体结构及取苗爪分散部件进行设计,并合理规划移栽策略;综合考虑移栽动平台运动规律及同步带变形对动平台定位精度的影响,在ADAMS中建立移栽动平台刚柔耦合仿真模型,分别选取动平台水平运动等加速等减速、三次多项式和五次多项式运动规律进行仿真分析,结果表明3种运动规律定位精度均大于99.7%,其中五次多项式运动规律下定位精度最高。在不同移栽频率下对移栽动平台的定位精度及整机作业性能进行了试验,试验结果表明：移栽动平台在行程内的运动误差在0.15~1.22mm,在120株/min移栽频率下移栽合格率可达90.23%,且随着移栽频率降低,移栽合格率逐渐提高,整个移栽作业运动协调可靠,定位精度高,可实现整体间隔取苗、分散间隔投苗的高效作业要求。     

基于PLC的桁架机器人螺钉锁付系统研究

为了解决大尺寸LED面板灯的远距离螺钉锁付问题,提高面板灯螺钉自动锁付生产效率,解决品质不稳定的难题及产能问题。采用基于PlC控制的偏移量补偿方法与以及单次锁2颗螺钉的装置设计,运用双头互打实现高速柔性的方式,可适应最大边长为800 mm×800 mm的面板灯完成自动螺丝锁付应用。通过试验样机及数据分析,约25 s内可完成1块面板灯上24颗螺钉的锁付,定位精度可达±0.025 mm,锁付误差成功率在97.85%以内。整体设备生产节拍达到了预期效果,极大提高了面板灯自动化生产线的工作效率和智能化程度。     

基于多传感器融合的定位技术概述

为进一步研究多传感器融合的定位技术,项目小组介绍了几种常见传感器融合的定位方法,涉及的传感器包括里程计（ODO）、激光雷达（LiDAR）、全球卫星导航系统（GNSS）、惯性测量单元（IMU）等。基于不同传感器的适用条件以及各定位方法的测试结果,总结了GNSS/IMU传感器融合、GPS/INS/磁力计传感器融合、里程计/LiDAR/GNSS传感器融合三类传感器组合定位技术的优缺点,其中里程计/LiDAR/GNSS传感器融合定位技术定位精度高,并以里程计/LiDAR/GNSS传感器融合定位技术为例进行详细剖析,建议从室内外无缝定位平滑过渡优化、定位精度优化两方面对多传感器融合的定位方案进行改进,以提高定位精度。     

6自由度微传动平台位姿误差分析与精度补偿

为了提高微传动平台的定位精度,对几何误差进行了分析。利用微分关系构造微传动平台输出位姿误差与各结构参数几何误差之间的映射关系,引入误差权重系数,分析了各结构参数对微传动平台定位精度的影响,建立了微传动平台的精度补偿模型。利用Matlab对微传动平台的定位精度进行计算仿真,搭建实验平台进行实验测试,仿真和实验结果表明,基于权重系数法建立的误差模型合理,并且通过建立的精度补偿模型,微动平台的定位误差从补偿前的20%~30%下降到了补偿后的10%~15%,使微传动平台的定位精度获得了较大提高。     

大射电望远镜平台静态结构参数误差分析与标定研究

为了提高大射电望远镜精调stewart平台的定位精度,首先利用激光跟踪仪(API)获得stewart平台的位置和姿态,其次基于运动学微分法建立了stewart平台的误差模型,最后针对大射电望远镜精调stewart平台进行了实验验证,实验结果表明stewart平台结构参数修正后,位置精度提高到0.09mm,姿态精度提高到0.014度.     

大射电望远镜平台静态结构参数误差分析与标定研究

为了提高大射电望远镜精调stewart平台的定位精度,首先利用激光跟踪仪（API）获得stewart平台的位置和姿态,其次基于运动学微分法建立了stewart平台的误差模型,最后针对大射电望远镜精调stewart平台进行了实验验证,实验结果表明stewart平台结构参数修正后,位置精度提高到0.09mm,姿态精度提高到0.014度.     

基于RSSI信号强度定位的夜间采摘作业机器人设计

为了提高果实采摘机器人在夜间作业的工作效率,提出了一种适用于果实采摘机器人夜间果实定位识别的方法,引入了RSSI信号强度定位技术,并在此基础上提出了一种泰勒级数展开的高精度定位方法。夜间采摘作业机器人采用接收到的RSSI信号强度对待采摘的果树进行定位,为了满足机器人移动时的实时定位,采用多次信道扫描的方式,提高了机器人定位的实时性。为了验证机器人夜间定位方法的有效性和可靠性,在夜间采摘环境下,对机器人的性能进行了测试。通过测试发现:机器人的定位精度较高,错误识别率较低,并且通过多次校正,可以有效提高作业精度,满足夜间作业的设计需求。     

立体视觉系统标定及成熟果实定位

根据颜色特征利用阈值自动设定的方法对图像进行分割,自动、快速地识别成熟柑橘,采用圆形Hough变换算法拟合出目标图像的形心坐标.采用现场标定技术标定系统,减少设备组装拆卸带来的误差.同时,对传统双目立体成像测距公式进行了改进,以增强其适应性,提高定位精度.实验结果表明,该方法简单、有效、可靠.     

航空铝合金薄壁件加工变形控制研究

针对航空铝合金薄壁件在切削加工过程中易变形以及加工硬化现象严重的问题,结合铝合金材料的物理特征,分析了加工变形的主要因素。分别从薄壁件结构、工艺系统刚度、工艺路线及工件装夹等方面,提出了控制铝合金薄壁件加工变形的技术方案,并结合具有代表性的航空铝合金桁架零件进行了加工工艺仿真分析,证明了方案的可行性和有效性。     

基于激光雷达的机器人定位与地图构建

移动机器人的定位一直是机器人研究领域的基础,又是非常重要的技术,机器人运行过程中的准确定位更是直接将机器人推广应用的决定性因素。基于ROS平台,利用激光雷达将实际环境用二维栅格地图模型表示,结合自适应蒙特卡洛改进算法进行地图匹配定位,通过仿真实验和实际性能测试分析,均达到良好的建图和导航定位效果。     

基于PLC的甘蔗预切种切割平台控制系统设计

甘蔗切种是甘蔗预切种种植模式下的极为重要工作过程,但在实际工作中,大部分仍然依靠人工手动切种,切种质量不高,蔗芽损失大,且劳动强度大,生产效率低。为解决此问题,自主开发预切式横向甘蔗智能切种机的数控切割工作台,通过PLC控制多把切刀在切割平台的横向移动,通过液压系统控制多把切刀的切割,经过对切刀定位精度试验分析,分析表明,该控制系统控制切刀定位的精度较高,每把切刀相对定位精度误差均小于0.6%,重复定位误差小于0.5%。研究结果对推进甘蔗预切种的开发,对促进甘蔗种植技术的发展有重要的应用价值。     

基于通信协同机制的精量播种机作业优化

以精量播种机协同作业过程为研究对象,利用多节点中继技术,建立播种机之间的协同通信系统,有效提高多台精量播种机之间的通信能力.采用无线传感技术,建立多播种机作业协同控制系统,实现多播种机作业过程的实时定位导航.试验结果表明:建立的精量播种机作业协同通信控制系统,可实现播种作业过程的高效率定位,定位过程所需时间较短,定位精...     

面向对象的玉米收获机系统优化可行性分析

为深度提升我国玉米收获机的整机作业效能与运行效率,采用面向对象的软件设计开发方法,对其作业系统展开可行性优化设计.以整机的作业机理为基础,融合ETL技术与面向对象的设计方法,把系统划分为不同的对象进行系统建模,并构建完整的系统运行体系展开可行性验证试验.试验结果表明:经面向对象方法设计优化,收获机系统的数据冗余度可降低...     

关于数控机床的精度检测的探讨

现代数控机床集合了电子计算机、伺服系统、自动控制系统、精密测量系统及新型机构等先进技术,能够加工形状复杂、精密、小批量零件,并且具有加工精度高、生产效率高、适应性强等特点.随着我国制造业的快速发展,数控机床在机械制造业已得到广泛应用,且对数控机床的精度要求也越来越高.如何检测数控机床的精度,正成为各行业用户在验收与维护数控机床时非常关注的问题.     

农业植保无人机高精度定位系统研究与设计——基于GPS和GPRS

农业植保无人机凭借其高效率、低作业成本等特点,目前正逐步地取代人工植保,成为农业植保领域的一种重要装备。定位系统作为农业植保无人机控制系统的核心,是实现无人机自主工作和飞行的关键,也是无人机进行各项植保飞行作业的基础,研发和设计高精度的无人机定位系统是未来农业植保无人机技术进一步突破和应用的关键。为此,针对GPS定位系统在复杂环境下的稳定性差、定位精度有限、无法为农业植保无人机提供高精度稳定的定位服务的问题,提出了一种基于GPS和GPRS的混合农业植保无人机高精度定位系统的设计,通过该系统可以有效地弥补GPS在复杂环境的定位不足,提高农业植保无人机的定位精度,对进一步促进农业植保无人机技术发展具有非常重要的意义。     

湿式离合器摩擦副瞬态温度场仿真分析

针对离合器接合过程摩擦副过热损坏问题,以某湿式DCT双离合器为研究对象,开展了湿式双离合器接合过程瞬态温度场分布规律研究,借助ANSYS仿真软件获得离合器摩擦副起步和换挡过程中瞬态温度场以及径向温度分布规律。研究表明:接合过程中离合器摩擦副表面最高温度出现在即将接合完成时刻;随径向半径的增大,温度逐渐升高;升、降挡过程中,起步及2挡降1挡工况时离合器摩擦副高热负荷相对较高。     

湿式双离合器液压控制系统充油压力特性仿真分析

针对车辆换挡过程中出现的换挡冲击问题,以某款湿式双离合器液压控制系统为研究对象,运用Simulink仿真软件建立液压系统仿真模型,获得双离合器压力动态响应特性。研究表明,双离合器液压控制系统元件参数对系统压力动态特性有直接影响,合理减小比例压力控制阀出口可控容积、减小阀芯质量和增大离合器活塞面积可降低压力动态响应超调量。     

激振频率和幅值对橡胶衬套动态特性的试验研究

选用某车用减震器橡胶衬套为试验对象,分析幅值和频率对衬套的动态性能影响。通过MTS衬套试验机对测试件进行动态特性试验。首先控制试验力幅值为某一常量,改变加载在测试件上的频率得出衬套动态特性参数的变化结果,分析频率对衬套的影响规律。通过改变试验力幅值来分析衬套动态特性随幅值的变化规律。最后,总结出频率和振幅对衬套动态特性的影响规律。