基于单片机控制的自动苹果采摘机设计

苹果树的枝干较高,导致果农采摘困难及耗费大量劳动力等问题。为此,设计了一种基于单片机控制的苹果采摘机的自动控制系统。该采摘机不仅能够高效、快速地采摘苹果,而且在保证苹果完好前提下采取了较好的措施,通过人工的配合,能够完成自动寻找、采摘、送回苹果一系列的控制动作。该采摘机可实现降低成本、改善劳动条件、降低人工劳动强度及行业综合成本的目的,实现苹果自动化的连续作业,提高了经济效益。     

小型可升降苹果采摘机的设计

针对农村果园收获作业急需机械化、自动化设备的现状,设计研制了一种小型可升降苹果采摘机。该机具有机构简单、使用方便、成本低廉等特点。同时,主要介绍了小型可升降苹果采摘机的设计方案、工作原理、结构特点、主要技术参数以及方案分析论证等。     

基于机器视觉的草莓自动采摘机的设计

针对我国大面积高垄种植草莓存在的采摘效率低、损伤率高等问题,设计开发了一种基于机器视觉的草莓自动采摘机。该机基于机器视觉识别成熟草莓位置和精准定位,采用步进电机带动同步带运动,让末端执行器执行采摘动作的机构,可一次完成采摘、传送及收集等作业。该采摘机主要由采摘系统、传输系统和收集系统组成。试验结果表明:该机在试验环境下对草莓的采摘速度为403.4颗/h,无损伤采摘成功率可达90%。     

采摘机器人基于支持向量机苹果识别方法

针对目前苹果采摘机器人果实识别过程误差大、处理时间长等问题,应用支持向量机(SVM)方法对苹果果实进行识别.首先采用矢量中值滤波法对苹果彩色图像进行预处理,然后运用区域生长算法和颜色特征相结合的方法进行图像分割,最后分别对苹果彩色图像的颜色特征、几何形状特征进行提取,并用支持向量机的模式识别方法识别苹果果实.实验结果表明:支持向量机识别方法的识别性能优于神经网络方法;综合颜色特征和形状特征的支持向量机识别方法对苹果果实识别的正确率高于只用颜色特征或形状特征的正确率.     

单目视觉识别苹果采摘机关键部件及控制系统设计与分析

为了节省劳动力、提高苹果采摘效率,设计了单目视觉识别苹果采摘机。该采摘机可一次性完成苹果识别、定位、采摘、输送功能。整机分为运行、采摘、识别三大系统,主要对单目视觉识别苹果采摘机的总体结构、关键部件及控制系统进行了设计,完善了整机功能,为智能苹果采摘提供了理论基础。     

基于TRIZ理论的刺梨自动采摘机设计研究

当前,刺梨采摘环节存在采摘效率低、劳动强度大等问题,为了提高刺梨采摘的整体作业效率,运用TRIZ理论设计了一款集自动采摘、输送、收集为一体的刺梨自动采摘机。运用TRIZ识别工具功能分析构建了采摘装置的系统功能模型图,分析矛盾冲突,选用合适的发明原理设计出最优解决方案。运用UG软件建立刺梨自动采摘机三维模型,并对主要部件进行了有限元分析,结果表明,仿真分析结果满足设计要求。将TRIZ理论运用到刺梨自动采摘机设计过程中,验证了创新设计构思的可行性,为农业装备设计研究提供了重要参考。     

智能花椒采摘机的设计研究

由我国花椒产业调查分析报告可知,花椒种植近年来虽然每年呈上升趋势,但却存在着劳动力缺乏和用工需求增加之间的矛盾,制约花椒产业健康发展的主要原因是采摘效率低,采摘方式以人工采摘为主,椒农老龄化严重,用工费用逐年攀升且花椒采摘机的使用率较低。基于此,笔者针对智能花椒采摘机展开研究,主要对采摘机的机械部分、测试部分、驱动机构、执行机构、控制部分进行了分析并对仿真结果进行测试,采摘机顺利通过测试,结果良好。     

啤酒花自动采摘机的结构设计及机理分析

介绍一种啤酒花自动采摘机的主要结构设计及工作机理的分析。     

啤酒花自动采摘机的结构设计及机理分析

介绍一种啤酒花自动采摘机的主要结构设计及工作机理的分析。     

高丛蓝莓采摘机采摘系统设计与试验

为提高我国蓝莓果实采摘效率,设计了一种高丛蓝莓采摘机。分析了采摘机设计要求与工作原理,估算了蓝莓树枝采摘频率和采摘惯性力。按照确定的设计要求,采用给定行程速比法设计了铰链四杆机构,运用图解法设计了双摇杆机构,并加工制造了采摘系统。为评价采摘系统果实采摘质量和机采与人采效率比,进行了蓝莓采摘试验。试验结果表明,机器采摘效率为829 g/min,是人工采摘效率的12.67倍;采摘果实破损率为8.3%,采净率为96.9%,未成熟果实脱落率为9.7%,该采摘机采摘蓝莓果实的质量和效率较高。     

机械臂夹剪苹果采摘机的仿真设计与制造

针对苹果采摘存在的一些问题,设计出一种机械臂夹剪苹果采摘机;运用三维造型软件UG对其进行三维建模,并在Adams软件中进行仿真试验;根据仿真生成的数据曲线进行计算分析,验证了机械臂夹剪苹果采摘机的采摘性能和机械机构的可行性。通过UG和Adams进行仿真设计之后,制造出一台物理样机并进行试验,结果表明:机械臂夹剪苹果采摘机能够适应我国大多数苹果种植园的采摘环境,使苹果采摘效率大大提高,极大地减轻了果农采摘的工作强度,实现了苹果采摘的半自动化,能够满足中小果农对苹果采摘机械的需求。     

核桃采摘机的设计与试验研究

通过对核桃采收率进行振动频率、振幅和振动位置3因素试验,建立起实体模型,初步探讨了激振力与果枝振动机械损伤之间关系,找到振动频率和振幅最佳组合,为设计核桃采收机提供依据。     

基于TRIZ和AD理论的刺梨采摘机设计研究

目前,刺梨生产采摘环节还没有刺梨采摘机。为此,围绕刺梨采摘机构设计问题,利用TRIZ理论的屏幕分析法对刺梨采摘进行系统分析,从中发现解决问题的竹耙方案原型,并对竹耙的工作原理进行分析,进行衍生迭代设计,提出了耙型结构采摘机的初步方案。应用AD公理设计理论对初步方案的采摘机制和保护机制进行分析,建立了设计方程,判断设计方程的耦合性。最后,利用TRIZ理论的物场模型进行解耦,让设计方程符合公理设计的独立性原则,从而保证了刺梨采摘机械结构设计的可靠性和可行性。     

设施短柄剪切的苹果采摘执行器设计与仿真

【目的】解决现有苹果采摘执行器对视觉定位精度要求高、进刀剪切不便和残留果柄过长等问题。【方法】课题组基于仿生咬切原理,设计了一种大容差采摘执行器。该执行器由并联调姿机构、原地剪切机构和双目视觉等组成;原地剪切机构在并联调姿机构和双目视觉的引导下,可相继实施拢果和断柄操作;重点对该机构的拢果、咬切和进给情况进行了设计计算与运动仿真。【结果】经过ADAMS仿真后发现：设施剪切时,耳轴相对悬置苹果并未产生移动,而相对外套杆上移了19.88mm,与理论计算结果基本一致;同时,咬切组件在运行1s时完成了剪切操作。【结论】该执行器在定位误差6.7%～33.3%范围内都能完成采摘,容差范围大;当内套杆相对外套杆上移19.88 mm,差动进给驱动电机功率约为6.34 W时,能够满足精品苹果一次采摘时间为1 s的要求。     

基于LBM的苹果采摘机器人视觉图像自动修复算法

为恢复被果树枝叶遮挡后丢失的信息,首先通过计算遮挡因子,确定果树枝叶对苹果的遮挡区域;然后,利用格子波尔兹曼方法求解各向异性扩散方程,估计丢失的信息,提出了基于格子波尔兹曼方法的图像修复算法.实验证明,该算法能够有效实现苹果图像中枝叶遮挡部分的修复.与基于曲率驱动扩散的图像修复算法相比,该算法具有较高的峰值信噪比.由于算法的高度并行性,可以将其用于构建并行图像处理系统,并且适合苹果采摘机器人视觉系统.     

模拟手枸杞采摘机设计

为解决现有采摘机对果实损失较大以及采摘效率低等技术问题,根据枸杞果实成熟自然特性,设计模拟手枸杞采摘机。手持采摘头内两旋转体的表面相对称凸出设有若干胶环。两旋转体通过直流电机的传动进行相对运动,实现了模拟人手采摘动作采摘果实。整机性能测试结果表明,手持采摘头质量约300 g,直流电机转速在120 r/min,运行平稳可靠,采摘枸杞果时对树叶和不成熟果实没有损伤,不影响采后产量和生长。每小时可采摘成熟枸杞果15～20 kg,而每小时手工采摘成熟枸杞果只有2～3 kg。该机具可以满足大面积枸杞采摘的需要,采摘速度是人工的7～8倍。     

农业采摘机多自由度机械臂设计研究

【目的】保证农业采摘设备能够稳固地抓取不规则农作物,提高农业机械化收获效率和质量,促使农业生产向信息化、智能化、高效化的方向不断发展。【方法】设计了一种先进、新型的农业采摘机多自由度机械臂。从机械臂的运行原理入手,分别设计了加固板、加强板、限位板、滑动装置、稳定槽、挡板等组成部分,完成了对机械臂结构的科学化设计,最后仿真验证了机械臂的抓取精度。【结果】该机械臂与移动平台所对应的抓取误差被控制在0.01 mm以下,该机械臂可以实现对目标物体的精确采摘。【结论】该机械臂具有定位精确度高、抓取自由灵活等特点,能够满足农业采摘机对水果、蔬菜等农作物的抓取需求,应用前景广阔。希望本研究能为农业生产人员和农机科研人员提供有益的借鉴和参考。     

一种蕨麻采摘机的仿真设计

蕨麻由于其较高的营养价值,深受人们的喜爱。但其收获方式基本靠人力采摘,劳动效率较低,达不到预期的收获任务,严重损害了农民的利益。目前,国内外尚没有专门针对蕨麻作物的收获机械,而国内根茎类挖掘机的机械性能不优,工作性能也不稳。青海地处高寒、高海拔地区,具有独特的土壤和气候条件,因此蕨麻的收割具有独特的区域特点,因此国内外根茎类作物收获机的使用很难满足青海地区的蕨麻收获要求。通过对现有的根茎类作物收获机的情况分析,设计采用国内外根茎类作物收获机的工作原理和特性,并以蕨麻植物根茎细长、土质较粘、土壤易结块的特性,针对性地进行设计,运用SolidWorks simulation对收获机的关键部分进行有限元分析,最后对机器的设计提出合理的建议,对实际生产提供理论支持。     

基于TRIZ的猕猴桃采摘机设计

针对猕猴桃采摘效率低、易损伤果实等问题,应用TRIZ理论指导猕猴桃采摘机的设计。通过需求分析,确定猕猴桃采摘机的作业流程。基于系统功能分析识别旋拧式猕猴桃采摘末端执行器的功能缺陷,应用因果分析、物场分析等TRIZ工具对采摘末端执行器求解创新方案,创新设计出一种自动定位果树—识别果实—剪断果梗—收集果实的猕猴桃采摘机。应用ADAMS对末端执行器采摘动作进行步态仿真、应用MATLAB对采摘机作业空间和采摘轨迹进行动态仿真,结果表明：猕猴桃采摘机采摘轨迹空间范围为X方向行程约1.4 m、Y方向行程约1.8 m和Z方向行程约2.3 m;采摘速度为8 s/个,末端执行器采摘过程作业动作平稳连贯,满足预期设计要求。在产品概念设计阶段应用TRIZ理论,有利于产生高质量、多层级的概念解,提高产品设计效率。