水果机器视觉质量综合分选机的设计

为满足水果外观品质和质量综合分选的实际需要,设计了一种集机器视觉与质量检测为一体的水果自动分选机.该分选机主要由机械系统、称重模块、同步控制系统和图像处理系统组成.为此,介绍了各部分的结构及工作原理,给出了水果同步检测过程的实现方法.通过这种综合设计,该分选机能实时检测水果的大小、质量、颜色、表面缺陷状况和果形等品质,并能根据预定标准综合评定水果的等级,对水果进行自动分级.     

AMR果蔬自动收获机器人动力学建模与实时控制

现代农业的高速发展促使我国农业向精细农业、精准农业的方向深入发展,由此果蔬自动收获机器人的发展进入快车道。为此,设计研发了带有6自由度机械臂的果蔬自动收获机器人AMR1。该机器人为通用型果蔬自动收获机器人,可改装各种专用末端执行器以实现专用采摘。为了验证本机器人结构的合理性与实用性,通过利用SolidWorks软件进行了实体建模,并建立了相关的运动学、动力学模型,进一步设计了6自由度机械臂的PID-SMC控制算法,实时控制机械臂末端的轨迹跟踪。通过试验仿真,验证了所提出的动力学和控制模型,为果蔬自动收获机器人AMR1的进一步应用提供了参数数据。     

方格蔟自动采茧机的发展及研究现状

蚕桑产业机械化生产是我国蚕桑产业规模化、专业化发展的必由之路,而方格蔟采茧机械化是其中的难点和重点之一。现阶段,我国方格蔟采茧主要由人工来完成,效率低、费时费力,还大幅增加养蚕成本。本文分析了国内外方格蔟采茧机械的发展与研究现状,针对我国方格蔟采茧机械的存在问题提出发展对策。     

高压静电场处理种子研究现状与发展对策

种子处理从源头上改善了种子的品质,有利于食品安全。高压静电场的合理利用可对种子的萌发、幼苗生长、农作物产量及品质保鲜等方面产生积极影响。分析了国内外高压静电场处理作物种子的概念、分类和应用等研究现状,指出了静电种子处理存在的问题,并提出了发展策略。      

基于北斗的农业机械立体视觉辅助导航系统设计

为提高农机在果园复杂环境下作业精度,降低驾驶员劳动强度,设计了精准辅助导航系统。通过北斗差分定位设备获取农业机械的经纬度、航向角度以及行驶速度等数据,根据农田信息规划出全局行驶路径,实时计算农业机械行驶过程中的航向偏角、行驶距离和耕作面积并绘制行驶轨迹,根据观察航向偏角和行驶轨迹,驾驶员来修正作业机械使农机按规划路径行驶。系统采用基于红外散斑的深度立体视觉相机,降低自然光线限制,以此获取农业机械前方深度图像,根据视觉算法对图像中的作物或障碍加以检测,并计算其到农业机械和路径中心线距离,判断是否需要避障并提示驾驶员应调整方向,当调整方向进行避障后返回到已规划路径继续行驶。试验结果表明,辅助导航系统在直线行驶试验时横向行驶最大偏差小于5 cm,能够辅助驾驶员按规划路径精准行驶;基于立体视觉的障碍检测测距误差范围在4%以内,且处理每帧图像耗时最大为40 ms,实时性很高,能高效辅助驾驶员进行精确避障。      

激光熔覆Ni基WC复合材料制备自磨刃割刀

为提高农用割刀耐磨性并使割刀形成自磨刃,利用半导体激光器,采用同轴送粉方式在65Mn刀具刃口一侧表面制备Ni基WC复合材料。使用SEM、EDS及XRD分析激光功率对熔覆层材料的微观组织、化学成分和物相组成的影响;采用显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层材料的硬度和耐磨性能进行检测。结果表明:激光熔覆形成的复合材料层与基体之间形成冶金结合,组织均匀致密;熔覆过程中部分WC颗粒熔解并与Ni基合金粉作用,形成了大量WC、W2C、Ni31Si12、Fe3Ni3B、Cr7C3、Cr23C6及CrB等硬质相,使得熔覆层硬度提高。随着激光功率的提高,熔覆层与基体之间元素扩散增加,但是熔覆层硬度有所降低。熔覆层平均硬度在1000（HV 0.2）左右,耐磨性能提高,满足农用割刀形成自磨刃的性能要求。      

奶牛个体智能化精料变量补饲系统设计与试验

设计了一种以槽轮为计量机构、以嵌入式系统为控制系统的奶牛个体精料变量补饲系统。该系统利用无线射频识别技术识别奶牛身份,根据个体奶牛的基础日粮采食量及其产奶量的差异,实现4种精饲料的精准配料、自动计量、混合与投放。检测结果表明,该系统的投料响应时间为1.47s、同步投料时间为15.15s、门禁栏杆开启时间为3.92s、系统读卡距离为523cm、报警料位高度为21.5cm,系统射频识别正确率为100%,并且4种饲料的混合质量良好,计量误差小于5%,能够满足奶牛的饲喂要求,同时具有奶牛补料数据在线查询和打印功能。     

曲柄连杆式棉秆切割试验台设计与试验

为研究棉花秸秆切割性能,为棉秆切割收获装备的开发提供技术支持和理论依据,设计了可模拟棉秆不对行切割收获过程的曲柄连杆式棉秆切割试验台。试验台的棉秆喂入输送速度与切割速度为0~2m/s、切割倾角为0°~15°,并对样机的工作性能和棉秆切割性能进行了试验研究。试验结果表明,空载时切割器阻力的峰值随着割刀平均切割速度的增加而增大,单个工作周期内的切割器阻力功耗基本不受平均切割速度变化的影响;棉秆峰值切割力随割刀平均切割速度的增加而降低,切割棉秆单位消耗功随割刀平均切割速度的增加而减小。     

切捆除膜机的设计与模态分析

拉伸膜裹包青贮饲料是目前世界上畜牧业发达国家较流行的一种青贮技术。青贮专用塑料膜是一种很薄的、具有黏性、专为裹包草捆而研制的优质可伸缩膜,将收割好的新鲜牧草经打捆机高密度打捆,然后通过专用拉伸膜进行缠绕裹包,在发酵所需的厌氧环境下形成优质饲草料。裹包青贮是一种先进的青贮调制工艺,不仅可以保持新鲜草料的营养成分,还可以提高粗蛋白含量,降低粗纤维,促进消化率明显提高,而且适口性好,并可以在野外不同气候条件下长期保存1~2年。针对人工手动或多个功能单一机械移除青贮圆捆或方捆塑料拉伸膜而造成的工序多、效率低以及成本高等问题,提出一种能将青贮捆集运输、切捆、除膜和装料等多项功能优化组合于一体的切捆除膜方法,并以此设计了一种切捆除膜机,同时运用Ansys Workbench仿真软件对切割装置进行前6阶模态分析。     

青贮秸秆铡揉机的设计与试验

鉴于铡揉的青(干)玉米秸秆、麦秸等农作物秸秆及牧草物料适用于养殖牛羊牲畜及生物质能发电等领域,可有效推动粮改饲政策进一步实施,设计了一种青贮秸秆铡揉机。为此,提出了青贮秸秆铡揉机的设计方案,并对青贮秸秆铡揉机的输送喂入装置、铡揉装置及抛料装置进行优化设计,并通过试验数据计算得到青玉米秸秆的物料相对含水率平均值为55%,秸秆铡揉长度为1 060mm,秸秆破节率的平均值达91%,标准草长率为8 9%。设计的青贮秸秆铡揉机对于助推畜牧养殖业的产业化发展,提高畜牧养殖产品肉奶品质、避免秸秆资源浪费及减少环境污染具有重要的现实意义。