苹果采摘机器人果实识别与定位方法

提出了利用归一化的红绿色差(R-G)/(R+G)分割苹果的方法。对不同光照情况下拍摄的苹果图像进行了识别,并对识别后的图像进行预处理后,获得苹果的轮廓图像。对轮廓图像采用随机圆环法进行果实圆心、半径提取。通过建立基于面积特征与极线几何相结合的匹配策略实现双目视觉下的果实定位,对于搜索区域内面积相似的果实,通过计算垂直投影的互相关函数最大值的方法,得到排序基准线,然后根据顺序一致性原则进行匹配。实验结果表明：识别算法可以较好地消除阴影、裸露土壤等影响,识别率达到92%。采用随机圆环法,可以准确地提取果实的圆心、半径。在60～150cm的距离范围内,测量误差小于     

S形贯流泵装置多工况过流部件水力性能分析

为深入研究S形轴伸贯流泵装置过流部件的水力性能,采用CFD技术对泵装置进行了多工况全流道的数值计算,分析了泵装置各过流部件的水力性能,重点阐述了3种特征工况(小流量工况KQ=0.368、最优工况KQ=0.490、大流量工况KQ=0.613)时转轮叶片表面的静压分布、摩擦力线、各轴向弦长位置的轴向速度分布以及导叶体内部流态和回收环量效果。结果表明:在轮缘侧的叶片压力面静压值较大,在轮毂侧的叶片吸力面的静压值较大,轮缘侧较小,且随着展向位置Span值的增大,压力面与吸力面的压差呈现出逐渐递增趋势。在最优工况时,从导叶体进口至出口,导叶体的静压值逐渐增大。随流量的减小,导叶体的回收环量比CH先减小后增大。在最优工况KQ=0.490时,回收环量比CH最小,其值仅为0.031。针对该泵装置进行了同尺寸的物理模型试验,获得了泵装置的综合特性曲线,在叶片安放角-2°时,新型S形轴伸贯流泵装置的最高效率达83.55%,此时流量系数KQ=0.443,扬程系数KH=0.828。通过物理模型试验结果对泵装置外特性预测结果进行了验证,对比分析结果表明数值模拟是可信的。     

基于TDT原理的灌木水分传感器探头设计与实验

根据时域传输TDT法,设计了灌木茎体含水率测量装置。装置由高频信号源、同轴传输线、缠绕式探头及相位比较电路4部分组成。高频电磁波在不同介质中的传播速度不同,表现为在不同介质中的传播相位不同,而含水灌木介电常数的大小主要取决于其含水率的大小,因此通过测量电磁波在同轴电缆上A和缠绕于灌木茎体上探头B的相位差来获取灌木的含水率。选择吸水棉棒来模拟不同含水率的灌木,研究高频信号源工作频率、探头结构对相位差的影响。实验表明,当探针长度为60 cm,信号源频率为50 MHz和100 MHz时,A、B两路电磁波信号的相位差与棉棒吸水率变化呈单调性,且具有良好的相关性。     

冷藏运输厢内流场和温度场协同控制

基于杨梅多孔介质特征推导热传导平衡方程,在冷藏车厢物理模型中分析了流场的流动特性,得到了车厢内各横、纵截面的流场和温度场的分布状况。采用协同控制车门右侧顶部隔热气帘风机,使其风向垂直于等温线方向间歇性定速运行,实车温度数据采集显示横截面最高温度由3.8℃降至1.67℃,在沿长度方向截面3层中温度标准差最大值为0.387。结果表明,仅调节冷风机转速无法有效改善温度均匀分布,根据等温线梯度方向和流线切线夹角开启隔热气帘风机协同调节风向,能够有效改善温度场均匀性分布程度。     

基于可控气流-激光检测技术的鸡肉嫩度评估方法

以鸡肉嫩度为研究对象,采用可控气流-激光检测技术的瞬态、蠕变回复和应力松弛等动静态检测模态,并使用支持向量机分类器和全局变量偏最小二乘算法,结合不同预处理方法,对鸡肉嫩度进行定性判别和定量预测。结果表明3个激励模态结合不同预处理算法均可实现鸡肉嫩度的定性定量评估。在定性方面,瞬态模态对嫩度具有最佳的分类效果;S-G卷积平滑算法表现出最佳的预处理性能,校正集嫩/老分类精度分别为1和0.98,马修斯相关系数为0.97;而验证集分类精度也达到了0.95和0.84。在定量预测方面,S-G卷积平滑算法在提升原始数据的信噪比上同样具有最佳效果;瞬态模态校正集和验证集模型相关系数分别为0.948和0.913,均方根误差分别为0.736N和1.013N。因此,在组织结构引起的品质预测动态模态较静态模态更适用。本研究开展的可控气流-激光技术在鸡肉嫩度评估的应用,为肉品检测领域提供了新的解决方案。     

3—PTT串并联数控机床构型设计与位姿分析

设计了一种5自由度3-PTT串并联数控机床机构.采用分解与综合的分析方法,分析了机构构型及自由度等问题,分析与计算表明设计的3-PTT机构符合串并联数控机床设计要求、构型合理.在充分考虑奇异约束条件和位姿影响因素的基础上,分析了机构的工作空间及位姿极限,并利用Matlab进行了仿真分析.仿真结果表明:此分析能较好地反映3-PTT串并联数控机床的完全工作空间,为工作过程的数字化控制提供了理论依据.     

热泵干燥过程中竹荚鱼水分迁移特性

以竹荚鱼为试验材料,对热泵干燥过程中鱼片的内部温度分布和水分迁移特性进行了研究.结果表明:热泵干燥过程的大部分时段中(干燥中、后期),竹荚鱼片内部温度分布比较均匀,基本未呈现出整体性的温度梯度.干燥过程中,竹荚鱼片沿厚度方向存在含水率梯度,并且随着干燥温度、风速的变化而变化.热泵干燥前期,鱼体干燥速度取决于鱼体表面水分蒸发的速度;干燥后期,干燥速度取决于鱼体内部水分移动的速度.热泵干燥过程中,竹荚鱼片的水分迁移主要是含水率梯度的作用.     

不同年代冬小麦品种叶绿素荧光和抗氧化酶活性分析

选择1949年以来河南中部麦区不同年代主栽的6个冬小麦品种为试验材料,在不同灌溉条件下对生育后期冬小麦旗叶叶绿素荧光特性和抗氧化酶活性变化规律进行了研究分析。结果表明：现代冬小麦品种的叶绿素含量增加,为光合功能改善奠定了基础;拔节期干旱胁迫下,现代品种旗叶的原初光能转化效率和潜在活性在开花期高于早期品种;在品种更替过程中,现代品种的丙二醛含量降低,抗氧化酶酶促系统第一道防线的SOD活性快速升高并有效清除氧自由基。早期品种在干旱胁迫下通过增加POD活性来抵御干旱。现代品种的CAT和APX活性少量增加就能及时清除过氧化物体和叶绿体内活性氧自由基的积累,使得抗氧化代谢维持在较高水平上,以保证光合器官功能的正常进行。     

自适应滴头的控制体受力分析

为分析自适应滴头的自动调流功效,研究了自适应滴头控制体的弹性调节膜原始尺寸和装配后的预变形挠度,进行了弹性调节膜的综合受力分析,并运用力学的作用应力、挠度和有效面积以及接触面的密封比压等理论分析与计算方法,得出控制合力对接触面的实际密封比压。结果表明：自适应滴头弹性膜片在装配变形挠度产生的预紧力和土壤负压20 kPa等控制分力的共同作用下,产生的最小实际密封比压为0.61 MPa,而计算的理论密封比压也为0.61 MPa,符合两个接触面正向压紧密封需要的“实际密封比压不小于理论密封比压”条件,足以维持滴头的初始断水模式,并处于止水、通水的临界状态。当土壤继续干旱、土壤负压微微变大到21 kPa以上时,实际密封比压降至0.54 MPa,远小于理论密封比压,滴头即开始滴水,进入自动调节通水状态,有效地实现了自动调流功效。     

双节距齿形输送链条设计与试验

研究了齿形链啮合机理和设计方法,提出了一种双节距齿形输送链条.对其结构特性及啮人冲击速度进行了分析,给出了链条主要设计参数及其关系式,并对其进行了200 h的磨损试验,试验结果表明:200 h后,双节距齿形输送链条的磨损伸长率仅为0.149％,明显低于传统的双节距滚子输送链条.验证了双节距齿形输送链设计方法的合理性.