梳夹式红花采摘试验台的设计与试验

目前,红花丝的采摘主要靠人工采摘,劳动强度大,效率低,严重限制了红花产业化发展。为实现红花丝机械化采摘,研制了一种梳夹式红花采摘试验台。采摘试验台主要由控制箱、采摘头、动力传动系统及限位机构组成,采用端面凸轮与梳夹齿组合的方式,由限位杆将花球固定在合适的采摘位置,定、动梳齿夹紧花丝一并旋转,实现红花花丝与果球的分离。试验台旨在为红花采摘机的研制提供试验测试平台,工作性能稳定,为梳夹式红花丝采摘机的设计提供了基础条件。     

直角坐标红花采摘机器人的设计与试验

针对红花采摘仍以人工采摘为主、采摘效率低下、费时费力等问题,结合红花物理生长特性及红花种植模式设计了一种直角坐标红花采摘机器人.对直角坐标采摘系统进行参数计算,确定直角坐标采摘系统X轴总长为900 mm,Y轴总长为700 mm,Z轴的行程范围为698 mm.由静力学仿真试验可知:在采摘过程中应用普通碳钢应变最小为6.5...     

便携对辊式红花采收机的研制与试验

为解决红花花丝采收不及时、采摘效率低及雇工难等问题,提高红花花丝的采收效率,降低劳动成本,设计了一种便携对辊式红花采收机。该机主要由采摘头、风机、汽油机等组成,工作原理是利用高速旋转的双辊挤压吸附花丝,并利用风机产生的气流进行花丝的输送与收集。为此,对花丝经辊子挤压、拉拔采摘过程中的力学特性进行了分析,对风机的特性参数进行了计算,并对采摘腔室内的气流场进行了仿真。田间样机试验结果表明:该机能较好地完成红花花丝的采摘与输送、收集工作,花丝的平均采净率为90.22%,掉落率为2.26%,含杂率为0.05%。该机型对于降低劳动强度,促进当地经济增长具有较好的实际作用。     

基于凸轮传动的便携式樱桃采摘器设计

针对樱桃采摘效率低和劳动强度大的问题,设计了一款便携式樱桃采摘机械。该装置以不完全齿轮的空转与啮合完成樱桃定位、夹紧和采摘的过程,可模仿人工采摘的过程。对关键结构齿轮齿条、凸轮和不完全齿轮传动机构进行参数设计和仿真,在分析其工作原理的基础上,进行了样机制作与试验,实验结果表明该装置可提高采摘效率,降低劳动强度,具有很强的理论和应用价值。     

便捷式核桃采摘机的试验研究

针对陕西核桃采摘效率低、劳动强度大和生产成本高的生产实际,研究开发了先进实用、操作简便、适宜矮化新品种核桃树的便捷式核桃采摘机。性能试验和测试表明,所研制的核桃采摘机具有操作便利、工作稳定可靠、偏心振动频率高、振幅小且不伤树等显著特点,达到了预期设计目标,可满足采摘过程的农艺要求。     

切割-气吸式红花花丝采收装置的设计

为解决红花鲜花丝采摘过程中效率低、劳动强度大、成本高等问题,设计了一种切割-气吸式红花花丝采收装置。该装置采用负压风机转动产生的吸气流梳理花丝,使花丝竖立起来且偏向一侧,并露出花丝与瘦果连接处,电机转动带动刀具旋转切割花丝,采摘下的花丝在吸气流的作用下被输送至储花室,完成红花鲜花丝的采摘、输送、收集工作。同时,对具有不同导流片的储花室结构进行流场模拟,分析了不同个数的导流片对储花效果的影响;对采收装置的整机结构在Solidworks软件中进行三维实体建模,且进行了干涉检查。结果显示,该装置各部件组装合理,可以进行后续的物理样机制作。     

百香果采摘末端执行机构的总体结构设计与分析

为解决百香果人工采摘的劳动强度大、效率低、人工成本高、安全性低等问题,设计了一种结构简单合理且轻便的百香果采摘末端执行机构,其结构主要包括驱动部分、盘座部分、关节和拉绳的设计。仿真结果表明,该装置可以实现在柔性果实采摘的同时,保证采摘果实的完好性以及采摘的有效性和稳定性。     

基于双视觉系统的柑橘辅助采摘器设计

为减轻柑橘采摘过程中劳动强度大、效率低及传统采摘器易损伤果实从而影响果实保鲜及品相等问题,设计了一种可高效、安全、精准地实现快速采摘柑橘果实的采摘器。采摘器通过光学视觉、机械视觉双视觉辅助定位系统,对果实进行精准定位,由漏斗式捕捉口对果实进行捕获,由双圆盘滑切锯片将果梗切断,果实落入缓冲管道中。试验结果表明:柑橘采摘器可以有效提高采摘效率,减轻果农的采摘劳动强度。     

基于PLC的红花花丝采摘控制系统设计

针对目前红花花丝采摘难度大、作业效率低等问题,设计了一种基于PLC适用于大规模机械作业的红花花丝采摘控制系统。该系统使用HC-HR04超声波测距模块与Arduino构成的超声波测距仪检测红花采摘区域,使用E6B2-CWZ1X旋转式编码器测量采摘机构的行程,使用FX_(3U)三菱PLC通过步进电机驱动器控制3个步进电机协同工作,完成红花花丝的夹持、采摘、传送和收集。使用GX-Works2软件编写程序,并使用SolidWorks三维软件建立采摘机构模型。该系统初步实现了红花花丝采摘的自动化控制,促进了红花花丝采摘由人工采摘向机械采摘的转变,有利于红花产业的发展。     

基于YOLO v5m的红花花冠目标检测与空间定位方法

针对红花采摘机器人田间作业时花冠检测及定位精度不高的问题,提出了一种基于深度学习的目标检测定位算法(Mobile safflower detection and position network, MSDP-Net)。针对目标检测,本文提出了一种改进的YOLO v5m网络模型C-YOLO v5m,在YOLO v5m主干网络和颈部网络插入卷积块注意力模块,使模型准确率、召回率、平均精度均值相较于改进前分别提高4.98、4.3、5.5个百分点。针对空间定位,本文提出了一种相机移动式空间定位方法,将双目相机安装在平移台上,使其能在水平方向上进行移动,从而使定位精度一直处于最佳范围,同时避免了因花冠被遮挡而造成的漏检。经田间试验验证,移动相机式定位成功率为93.79%,较固定相机式定位成功率提升9.32个百分点,且在X、Y、Z方向上移动相机式定位方法的平均偏差小于3 mm。将MSDP-Net算法与目前主流目标检测算法的性能进行对比,结果表明,MSDP-Net的综合检测性能均优于其他5种算法,其更适用于红花花冠的检测。将MSDP-Net算法和相机移动式定位方法应用于自主研发的红花采摘机器人上进行...     

基于ANSYS/LS-DYNA的梳夹式红花采摘装置研究

红花梳夹采摘过程中红花的运动姿态对采摘效果有重要影响,为得到满足红花理想采摘的梳夹采摘装置的结构参数和工作参数,根据红花的物料特性,建立梳夹采摘模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件动态模拟采摘过程,揭示采摘装置不同结构参数和工作参数与红花运动姿态之间的关系特性,不断调节采摘装置的结构和运动参数,直至红花花球和分枝到达理想采摘位置。模拟结果表明,低位置采摘时花球及分枝运动相对高位置稳定,且在行走速度2.5km/h,梳齿转速150r/min,限位杆与梳齿旋转中心的水平距离a=30mm时采摘效果最佳,可实现理想位置采摘。根据红花田间采摘要求搭建试验台并进行台架试验,采摘试验结果表明,56%的花球可以实现理想采摘,其平均采净率为48.5%。     

一种便携式无级变速打枣机的设计

我国盛产枣类作物,目前主要采用人工采摘方式,存在成本高、劳动强度大、采摘效率低等问题。为解决上述问题,在功能分析的基础上,本文通过箱体部分、控制部分、支架部分和工作部分的研究,完成了便携式无级变速打枣机的设计。该机器结构简单,互换性、适应性强,抗干扰能力卓越,在减少果实受损的同时提高了打枣效率,降低了劳动强度。     

新型梳齿式摘花椒机的设计

目前,花椒主要依靠手工采摘,存在手指极易被椒树上的刺划伤、劳动强度大及生产效率低等问题。为此,设计了一种新型的梳齿式摘花椒机。该机借鉴了太极阴阳图的形状,设计出梳形的太极阴阳图状齿刀,采用梳齿和刀壳啮合的方式来剪断花椒果柄,利用自带果篼的方式有效提高了花椒的采摘效率。同时,采用嵌套的中空玻璃钢管作为支撑杆,使得刀头可以根据花椒树的高低来自由调节采摘高度,对刀头的整体运动采用了无线遥控方式,使得采摘过程方便快捷。实际采摘结果表明:该机可以有效减少对花椒树的伤害,能大大降低椒农的劳动强度、提高花椒的采摘效率,值得进一步推广普及。     

基于大棚垄地式草莓采摘装置的设计与研究

针对大棚垄地式草莓采摘季节性强、人工采摘劳动强度大且效率低、机器采摘易使草莓表皮受损、运输过于频繁而降低效率等一系列问题。本文设计了一种可伸缩性草莓采摘装置。该装置包括采摘和运输两部分。采摘部分采用伸缩杆原理,既适用于不同高度的人群,也适用于不同高度的水果采摘者,不再需要弯腰劳作,可大大降低采摘者的劳动强度。传统的采摘装置需直接接触草莓表皮,增大了草莓表皮受伤的概率。本装置使用导板先将准备采摘的草莓托起,通过导向轮,调整刀片角度,然后利用电机带动刀片快速旋转割断果柄,减少了采摘工具与草莓表面接触的概率,保护了草莓娇嫩的外皮,保证了水果的质量;果篮装满后,通过传送装置将大棚内草莓运出,不再需要人工搬运,省时省力且提高采摘效率。     

以色列的温室采摘机器人

以色列温室技术公司研制成功一种专门用于温室的采摘机器人。由于温室温度高,湿度大,人力采摘劳动强度大,这种采摘机器人既解放了人力,生产成本又不高。采摘机器人按照管理人员预先制定的程度,准确采摘温室生产的蔬菜和水果。 这种机器人高两米,“手臂”可以伸到2.5米高度,它由电脑、控制器、图象处理器和“手臂”组成。     

感应式电动采果器的设计

徒手采摘劳动强度大,劳动效率低,致损率高,严重制约现代农业的推广和发展。结合实用性和经济性,设计一款基于感应式控制的电动采果器。该采果器主要由动力切割装置、柔性传输装置、可调节握杆、背式收集装置等部分组成,适用平地、坡地以及山地等多种地域,可以有效地实现定位、动力切割采摘、自动传输以及背式多果收集。试验结果表明:仅在10min的试验时间内,该采果器的采摘效率大约是徒手采摘的2倍。     

基于红花力学特性的梳夹式采摘机构的设计与试验

由于红花特殊的物料特性,目前花丝尚未实现机械化采摘。为了提高红花的采摘效率及作业质量,以新疆区域主栽品种无刺红花为试验对象,对红花花丝进行夹持拉拔和压损试验。分析了含水率、拉拔速度即花丝夹持根数对花丝与种球之间抗拉力的影响,得到了抗拉力与各因素的参数关系及避免花丝损伤的可靠夹持力范围。对梳夹式采摘机构进行理论设计,推算出夹持力与花丝夹持根数、含水率及安全夹持摩擦因数的关系。根据夹持参数理论模型,结合红花夹持采摘的力学特性试验数据,搭建试验台,利用应变测力系统,对花丝的夹持采摘特性进行了测试。试验结果表明:实际夹持力测试数据与理论计算数据无显著性差别,从而验证了理论设计的可靠性。对开花3~4天、含水率60%~75%的红花植株进行采摘试验,其夹持采摘成功率达到80.2%。     

可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手设计

文章设计了一种可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手,这是一种基于多种机械机构,可调节作业高度、采摘及自动输送回收苹果的辅助采摘装置,一体化程度高,可广泛用于各类苹果采摘基地,能在提高采摘效率的同时降低成本,保证人身安全,具有一定的推广价值。     

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。     

便携式电动水果采摘分级装置的设计

针对当前我国水果采摘现状,研制一种便携式电动水果采摘分级装置。介绍该装置的结构和工作过程,阐述各主要工作部分的详细设计。该装置结构简单、操作简便、携带方便、安全可靠,可提高采收效率、降低劳动强度,适用于大部分果园。