苹果两向异性力学特性和跌落试验研究

压缩和冲击力学特性是与农业物料的损伤密切相关的物理特性。为了确定苹果的力学特性,利用万能试验机对苹果果肉和果皮进行了力学试验,并分析了苹果果肉的压缩特性和果皮的拉伸特性。针对苹果的冲击力学特性,选择冲击材料、冲击材料的水平速度和苹果跌落方向3个因素设计跌落试验。压缩试验表明:苹果果肉径向和轴向的弹性模量分别为(2.81±0.37)、(3.96±0.69)MPa,两向的弹性模量和屈服强度都具有显著性差异,而果皮的横向和纵向在弹性模量上有显著性差异(p<0.05)。跌落试验表明:果实的轴向抗损伤能力强于径向,果实损伤量随着冲击材料的水平速度增大而减小,且冲击材料的表面粗糙度会影响果实损伤量。本研究可为深入理解果实压缩特性和冲击损伤机理提供帮助,并为建立更准确的果实模型提供基础依据。     

秸秆类物料的力学特性研究现状与探索

随着农业工程学科的发展,深入研究秸秆类物料的力学特性越发重要,因为秸秆类物料的这一特性能够为农业收获机械、加工机械等提供必要的设计参数和理论依据。为此,从秸秆类物料压缩、剪切、拉伸和压缩力学特性的影响因素入手,介绍了秸秆类物料力学试验的国内外研究现状,提出了将秸秆类物料多种力学特性结合起来进行综合分析的理念,探究它们之间相关联处,并对其发展趋势进行了分析。     

基于三维线框模型的类球体农产品体积和表面积测量

为了快速无损测量不规则类球体形状农产品的体积和表面积,提出了基于三维线框模型的图像处理方法。即以Android系统为工作平台,利用Java结合OpenCV函数库,以三维线框模型为理论指导编写包括图像采集、图像分割、体积和表面积计算的应用软件。用3种不同直径的标准球体在6个拍摄距离下进行测量,所获测量值与理论值的误差小于0.3%,表明摄像头自身畸变小,在图像能完整呈现被测物的拍摄距离,被测物轮廓的大小对测量精度的影响在可接受的误差范围之内。用所提方法、排水法和扫描图像处理法对不规则形状的柑橘、苹果、梨各10组进行体积和表面积测量,结果显示3种测量方法的相关系数大于0.98,表明该方法可较精确测量类球体农产品的体积和表面积。     

基于穿刺力学试验的苹果果肉质地评价

对金冠、富士苹果果肉穿刺力学特性进行了分析,为果实质地评价提供参考。以金冠、富士苹果为研究对象,采用TA.XT plus型质构仪,选取0.5、1.0、1.5、2.0、5.0、9.0、13.0和17.0 mm/s共8个加载速度对苹果果肉进行穿刺力学试验,分析果实质地的变化。研究结果表明:对于金冠品种,Heidenreich指数CD、Ktenioudaki指数CD＇敏感度较高,适用于评价果肉脆度;对于富士品种,曲线线性长度D、曲线长度比D/DS、Heidenreich指数CD、Ktenioudaki指数CD＇ 和Heidenreich指数Cn敏感度较高,适用于评价果肉脆度;加载速度及品种对果肉穿刺质地参数的影响不显著。      

高良姜压缩力学试验与分析

为了降低高良姜损伤率,在高良姜的收获和运输等各个环节必须充分考虑其压缩力学特性。为此,以成熟期高良姜为研究对象,运用RGM-3005型电子万能材料试验机,在5种不同加载速率下对5种不同含水率的高良姜进行压缩试验,测得高良姜载荷-位移曲线,以及高良姜屈服极限、弹性模量等数据。同时,分析其力学特性的变化规律,得到高良姜加载方向、加载速度和含水率等对高良姜力学特性的影响,为高良姜的收获和运输、加工储存装备的设计和优化改进提供必要的理论基础。     

收获期花椒的力学特性与形态特征测定与分析

我国花椒的收获主要以人工收获为主。随着社会的发展,花椒市场需求不断扩大,迫切需要解决花椒收获效率低下的问题。因此,花椒收获机械化已成为椒农的心声,研究分析收获期花椒的力学特性可以为花椒收获机械的设计者提供必须的基础理论数据。因花椒在品种、气候条件、土壤及其他方面的差异,其力学特性会有较大的差别。为此,通过陕西省韩城市收获期花椒的实验室测定,采用图像解析和数理统计方法对收获期花椒的力学特性进行分析,得出了花椒主要几何特性指标值的变化区间,并统计分析了花椒果实与果柄及果柄与树枝之间的分离力以及花椒果实的颜色特征,为花椒的收获和加工机器系统的开发提供科学依据。     

不同加载速度下苹果果皮穿刺力学特性研究

对苹果果皮穿刺力学特性进行研究,旨在为果实品质评价提供参考,为改善采收、运输、贮藏手段,减轻果实损伤提供理论依据.以丹霞、富士、国光3个苹果品种为研究对象,采用TA.XT plus型质构仪,选取0.01、0.1、0.5、1、1.5、2、5、9、13、17mm/s等10个加载速度对苹果果皮阴阳面进行穿刺力学特性试验,分析...     

作物茎秆剪切特性研究进展

对作物茎秆剪切特性研究方法、内容等进行了阐述与分析,以期为后续相关研究提供借鉴和参考。目前研究仍采用工程力学方法与手段,沿用工程力学剪切参数以及分析体系,研究力学参数与作物茎秆物理特性、微观组织、化学成分关系方面。分析认为,目前制约其研究进程主要是剪切基础理论与茎秆宏观结构与微观组织的剪切行为。进行剪切基础理论研究,架构生物力学剪切理论分析与研究体系;借助现代图像处理与数值模拟技术,精确描述作物茎秆在剪切过程中的响应过程以及规律,两者相互融通,将是作物茎秆抑或生物材料剪切特性研究的方向。     

设施农业作物需水量研究

随着我国设施农业的发展,温室大棚种植成为提供蔬菜和瓜果类农产品的重要部分。目前对于设施农业作物的需水量、灌溉制度的研究还有待完善。通过整理前人对于设施农业作物需水量的研究,总结了影响设施农业作物需水量的主要因素,以及计算方法,并建议加强温室大棚的小气候研究,以进一步了解温室大棚各个环境因子对作物的影响过程,完善对影响作物需水量各方面因素的研究。     

农产品光电特性测试研究与进展

农产品品质特性测试一直是许多科研人员感兴趣的科研项目.近几十年来,随着人们生活水平的提高,对农产品品质的要求越来越高.目前,国内对农产品的特性测试主要体现在以下6个方面:基本物理参数、力学特性、光学特性、声波特性、电场特性、内部品质特性等.其中有些方面的研究已比较成熟,可以成功地指导生产,进行农产品的测试和分级.在过去的许多年里,国内众多的研究人员进行了积极的探索和大量的试验工作,提出了很多的测试方法,本文着重研究根据农产品的光电特性进行检测的方法.     

果蔬包装机智控系统的设计与研究——基于嵌入式ARM

果蔬产业在我国农产品中占据着重要的市场地位,对我国经济发展起着积极的促进作用。随着我国经济的发展,出于对健康的考虑,人们对果蔬产品的质量、新鲜程度和食用安全的要求也在提高,逐渐开始看重果蔬类产品的外形包装。为了实现果蔬产品的快速包装及减少果蔬产品因与机械直接接触引起的二次污染,设计和研发可以独立自主包装果蔬的机械设备显得尤为重要。为此,基于嵌入式ARM中的AT91SAM9263处理器,设计了果蔬包装机的智控系统,其集机械电子、智能测试和光电传感等多种学科于一体,具有自动化程度高、精度优、稳定性强及可靠性高等特点,能较大程度地提高包装质量,且可以完成对不同种类产品的包装,提高了包装作业的效率,为果农降低了经济成本。     

基于滑觉检测的农业机器人果蔬柔性抓取控制研究

果蔬采摘是水果蔬菜生产种植中最繁琐、最耗时间、最费精力的部分之一,直接影响果蔬日后的价值和销售。随着经济的快速发展、外出务工人员增多及农业劳动力减少,劳动力在果蔬种植成本所占比例越来越大。实现果蔬自动化采摘是降低成本、释放农业劳动力的重要举措。20世纪80年代,美国成功生产了世界上第1台西红柿采摘机器人。近年来,随着信息技术和自动化技术的高速发展,农业采摘机器人的研究和开发取得了很大进步,但对果蔬柔性抓取的研究进展较慢。为此,基于滑觉传感检测技术与果蔬损伤机理,以农业机器人采摘控制系统为研究平台,运用离散小波变换算法,从传感器和抓取力控制着手,深入研究和设计了农业机器人柔性无损采摘控制系统。试验表明:系统运行稳定,可靠性强,对实现果蔬柔性采摘具有十分重要的应用意义。     

果蔬品质劣变传感检测与监测技术研究进展

果蔬在采后贮藏和运输过程中极易发生品质劣变,食用价值降低且造成巨大的经济损失。为保障果蔬品质,减少产后劣变导致的资源浪费,本文综述了果蔬品质劣变传感检测与监测技术最新研究现状,分析了各类检测技术的原理、特点及优缺点。其中,机器视觉可检测果蔬外部品质和表面缺陷,电子鼻可监测果蔬的劣变气味,近红外光谱可检测果蔬内部品质和隐性缺陷,高光谱成像能实现可视化检测果蔬内外品质、监测劣变过程,拉曼光谱可检测果蔬腐败菌及其代谢产物,多技术联用和多信息融合能综合评价果蔬劣变。以各种传感器为感知节点构建物联网监测系统,进而实现果蔬品质劣变信息的智能化实时监测,为解决果蔬加工过程中品质劣变控制技术难题提供参考,对降低果蔬产后的经济损失,推进果蔬产业可持续发展具有重要意义。     

选择性收获机器人技术研究进展与分析

鲜食果蔬成熟度不一致,需依据着色、尺寸等指标有选择地收获,是人工消耗最大、影响产业发展的瓶颈环节。选择性收获技术是农业机器人的重要研究领域,能降低人工成本并提高果蔬利润,已成为国际上果蔬收获技术发展的重要方向。近年来,以白芦笋为代表等地下部和苹果、草莓、番茄等为代表地上部的鲜食果蔬选择性收获技术进展加快,成为农业机器人的研究热点。本文阐述了近年具有市场化前景的选择性收获技术发展与应用情况,梳理出技术研发的实现路径、应用对象和发展脉络。着重分析了末端执行器与收获机构、收获目标识别与定位技术、选择性收获协同控制技术的共性关键问题,归纳了该领域技术研究的开放性问题。最后,总结了我国选择性收获技术面临的挑战和机遇,针对少人化或无人化果蔬生产的应用场景,指出了产业未来发展与技术产品化需考虑的平衡点。     

果蔬贮藏保鲜业的现状与展望

研究开发、推广应用果蔬保鲜技术,改变我国果蔬保鲜技术落后现状,推进果蔬贮藏保鲜业发展,拉长果蔬产业链,既是农业增效农民增收的有效途径和繁荣市场的需要,也是各级农机化部门面临的新任务。本文在调研基础上,结合宁波市北仑区农机总站承担的果蔬贮藏保鲜项目实施情况,分析了果蔬贮藏保鲜业发展现状与趋势,提出了发展果蔬贮藏保鲜业对策措施。     

山东省果蔬机械发展现状及对策

山东省重视农业发展,农机制造和使用位居全国前列,在小麦、玉米、水稻实现全程机械化的情况下,大力推动农机装备产业向高质量发展转型升级。山东省水果、蔬菜总产量居全国第一,对经济社会发展具有重要影响,在当前劳动力不足的情况下,机械化需求强烈。通过探析山东省果蔬机械在果蔬生产各环节的使用情况,讨论存在的问题,提出了果蔬机械发展建议,以提升果蔬产品的市场竞争力,促进果蔬机械行业持续发展。      

微波联合干燥技术在农产品领域的应用

干燥是农产品加工贮藏的一项重要技术.利用微波对农产品进行干燥具有干燥速率快、营养成分损失少的优点.但微波干燥均匀性差、容易因过热出现物料边缘或尖角部分焦化等问题,将微波与其他干燥技术进行联合,可以有效解决该问题.简述了微波干燥原理,重点阐述国内外微波与热风、流化床、热泵、真空和真空冷冻等联合干燥技术的特点及研究进展,总...     

山地果园轨道运输机测试系统研究进展

我国果树资源丰富,是世界水果生产与消费大国。然而,大部分果树种植在丘陵山坡地带,导致水果运输困难。山地果园轨道运输机可适应大坡度和无路条件下山地果园果实和农资的运输,其市场需求越来越大。国内外对山地果园运输机的研究大部分停留在机械部分,而对其测试系统研究较少。实用可靠的测试系统有助于提高轨道运输机的质量和运行安全性。介绍了国内外轨道运输机测试系统研究与应用状况,指出了存在的问题,并对未来的发展趋势进行了展望。      

果蔬采摘机器手系统设计与控制技术研究现状和发展趋势

鲜食果蔬收获是难以实现机械化作业的生产环节,高效低损采摘也是农业机器人研发领域中的难题,导致目前市场化的自动化果蔬采摘装备生产应用几乎空白。针对鲜食果蔬采摘需求,为改善人工采摘费时费力、效率低下、自动化程度低的问题,近30年来,国内外学者设计了一系列自动化采摘设备,推动了农业机器人技术的发展。在研发鲜食果蔬采摘设备时,首先要确定采收对象和采收场景,针对作物的生长位置、形状和重量、场景的复杂程度、所需自动化程度,通过复杂度预估、力学特性分析、姿态建模等方式,明确农业机器人的设计需求。其次,作为整个采摘动作的核心执行者,采摘机器人的末端执行器设计尤为重要。本文对采摘机器人末端执行器的结构进行了分类,总结了末端执行器的设计流程与方法,阐述了常见的末端执行器驱动方式、切割方案,并对果实收集机构进行了概括。再次,本文概述了采摘机器人的总体控制方案、识别定位方法、避障方法及自适应控制方案、品质分类方法以及人机交互、多机协作方案。为了总体评价采摘机器人的性能,本文还提出了平均采摘效率、长期采摘效率、采收质量、损伤率和漏采率指标。最后,本文对自动化采摘机械的总体发展趋势进行了展望,指明了采摘机器手系统将向着采摘目标场景通用化、结构形式多样化、全自动化、智能化、集群化方向发展的趋势。