蔬菜自动嫁接技术研究：Ⅰ嫁接苗特性试验与机械设计方案选择

通过对黄瓜、云南黑籽南瓜的栽培试验，获得了机械自动嫁接所需的其生长特性和物理特征的基础性数据。在对国内传统的手工嫁接方法与国外自动嫁接技术进行比较的基础上，提出了机械自动嫁接方案，并研制出直插法机械嫁接装置。试验结果表明，直插法机械自动嫁接的成功率为６０％。     

理瓶机研究现状及在培养瓶自动排队中的应用

综述了国内外研制的各种类型的理瓶机,重点阐述了各类理瓶机的工作原理、特点和适用场合。针对植物组织培养实际生产中广泛使用的培养瓶的特点,以及继代培养生产过程对培养瓶排队机构的要求,分析了各种类型理瓶机应用于培养瓶自动排队中的可能性,提出了基于输送带式理瓶原理,设计适于培养瓶排队作业的轻简型输送带式排队机构。     

玉米育苗营养钵形状和容积对育苗效果的影响

对玉米和黄瓜根系的生长特性进行了比较,确定了有利于玉米秧苗根系生长的钵体形状——上小下大的圆台形,通过试验确定了能够满足玉米秧苗生长农艺要求的营养钵的容积;根据我国农村的实际情况,设计了价格低廉,适用性好的可降解的纸质育苗盘,解决了育苗过程中的窜根和根坨易变形的问题。     

小波变换在农田图像边缘检测中的应用

为了给农业机器人田间行走提供准确导航方向线,以农田景物为研究对象,提出用紧支撑双正交小波变换检测图像中的边缘,并改进了传统的小波算法。运用此方法,在计算机上对图像做边缘提取的实验。实验结果表明,该方法能够得到连续、光滑、单像素宽边缘链图像。程序的单幅图像处理平均效率为0.12s,不仅证明了该算法能够达到实时检测、自主导航的要求,而且也表明这种边缘提取方法是有效和可行的。     

组培苗移植机器人机械臂的设计

根据组培苗的生长特点和移植作业要求,采用参数化设计方法,研制设计了一个3自由度水平关节式组培苗移植机器人机械臂。该机械臂主要由大臂、小臂和伸缩臂组成,具有两个水平转动关节和一个垂直移动关节,能够实现绕垂直轴线的两个回转运动和1个沿垂直轴线的上下平移运动。该机械臂结构轻便小巧、运动平稳、定位精度高,能够满足移苗作业要求。     

植物培养瓶自动排序装置优化设计与试验

针对组培苗继代培养过程中培养瓶需要人工输入输出、占用大量劳力的问题,采用运动方向相反的2条输送带与设置在其上的导流板、导流块、分流块相配合的结构方案,设计出一种培养瓶的自动排序装置。导流输送带速度v1、分流输送带速度v2、导流板倾角α和导流块楔角β是影响排序速度和运行可靠度的主要因素,当v1=0.25 m/s、v2=0.4 m/s、α=47°、β=35°时,排序装置具有较高的排序速度和良好的运行可靠度。试验结果表明:该装置能实现组培生产中常用的不同大小、形状的培养瓶的自动排序作业,瓶体运行可靠度大于94%;对瓶底直径相同、形状不同的培养瓶,各种瓶体的排序速度基本相等,但对重心低、质量小的瓶体排序效果更好;对形状相同、大小不同的培养瓶,大瓶体比小瓶体具有更好的运行可靠性。     

高架草莓采摘机器人设计与试验

设计了一款针对高架栽培模式的草莓采摘机器人。该机器人由履带式行走机构、基于机器视觉的精密运动定位机构和一个可同步剪切夹持草莓果柄的末端执行器等机构组成,采用以ARM9为核心的分层式控制系统。温室内实地试验表明该机器人能够自主识别、定位并无损伤采摘高架栽培模式下的成熟草莓,采摘成功率可达88%,采摘单颗草莓时间为18.54 s。     

草莓采摘位置机器视觉与激光辅助定位方法

以地垄栽培模式下的草莓为作业对象,针对草莓果实娇嫩易损的特点,采用直接撷取果柄的采摘方案,提出了一种图像处理与激光辅助测距相结合的草莓采摘位置自动定位方法.采用镜像匹配法计算草莓果轴的平面位置信息,进而在扇形激光束的辅助下,利用几何光学计算采摘位置在深度方向的距离.对自然环境下生长的长圆锥型草莓进行了试验,结果表明,对于机器人锁定采摘位置所需的导航数据,该方法的平均计算时间为381ms,测距最大误差为1.6mm,平均误差为0.5mm.     

套管振动输送装置设计及试验

为研究开发新型、高速自动嫁接机,提出采用套管嫁接法,设计了专门的套管振动输送装置。该套管振动输送装置可以将无序排列的套管有序排列成方向一致的姿态并输送至需要位置。同时,在研究该装置结构的基础上,以选定尺寸的套管为试验对象,选取振动电压为研究对象,以变异系数为评价指标,进行输送装置的性能试验。试验结果表明:输入电压为185V时,装置运行最为稳定,此时套管输送速度为85个/min,可以保证后续嫁接作业对于套管输送平稳性与速度的要求。     

草莓收获机器人末端执行器的设计

我国草莓种植面积广大,人工收获作业繁重,草莓的自动化收获问题亟待解决.为此,结合相关领域的研究现状,设计了一款草莓收获机器人的末端执行器.该末端执行器集成了目标识别定位、自身姿势调整和果柄夹持剪切等3个功能,具有体积小巧、成本低廉、使用安全和便携等特点,并且所有传感器和执行部件均采用低压直流供电.经样机实验证明,该末端执行器能够较好地完成预定任务.