基于蚁群算法的六自由度采摘机器人轨迹规划研究

在现代农业生产中,果蔬采摘作业复杂而繁重,采摘机器人在作业过程中常常需要经历成千上万个果蔬采摘点,面对这样巨大的工作量,采摘机器人移动路径规划显得非常重要。为此,以采摘机器人运动轨迹为研究对象,以其运动轨迹总长最短为研究目标,针对机器人各关节机构运动速度变化情况及机器人运动特性,利用基本蚁群原理对六自由度采摘机器人的路径进行规划。实验结果表明:所设计的采摘机器人轨迹优化技术不但路径优化能力强、运动轨迹平滑,还具有可靠性强及稳定性好的优点。     

樱桃采摘机器人设计——基于PLC高速并联自动化控制

为了降低樱桃采摘机器人采摘过程中的樱桃破碎率,提高机器人的工作效率,设计了一款新的基于模糊控制和高速并联自动化控制的机器人。该机器可以利用PC上位机对樱桃图像进行采集,并可以对图像进行二值化、膨胀腐蚀处理,从而成功地识别成熟樱桃;同时,可以使用模糊PLC控制方法对采摘机器人的响应角度误差进行控制。为了验证机器人的性能,使用樱桃采摘试验的方法对樱桃采摘机器人的性能进行了测试。结果表明:高速并联自动化控制的樱桃采摘机器人总体采摘时间有了明显的缩短,工作效率有所提高;通过模糊控制可以使采摘机器人角度的响应平稳地达到指定角度,且没有出现大的超调量,有利于樱桃的采摘,降低了破碎率。     

微联合收获机气流式清选装置嵌入式设计

微型联合收割机气流式清选装置作业过程中,由于其转速较高,容易产生籽粒损失问题,当风力不足时,还容易出现堵塞问题,影响了机器的正常收割作业。为此,提出了一种新型气流式清选装置。该装置利用嵌入式单片机和μC/OS-II实时操作系统增加了反馈监测设备,借助高速摄像拍摄不同籽粒和茎秆杂质在清选装置中的运动情况,对电机的最佳转速进行调节。为了实现装置的实时监控和反馈调节,将μC/OS-II实时系统在MC9S12XS128单片机上进行了移植,取得了良好效果。对清选装置进行了测试,结果表明:清选装置可在较低转速下完成对谷物籽粒和杂物的分离,损失率低,分离效率较高,符合高精度微型联合收割机的设计标准。     

基于机器人的禽蛋自动检测与分级系统集成开发

将禽蛋的破损检测、内部品质检测以及检测和分级时的搬运工作集成到一个关节型机器人上,实现了禽蛋检测与分级的自动化和柔性搬运.机器人在视觉引导下,定位禽蛋位置并将其吸取,分别运动到基于敲击声音的破损检测和基于彩色图像的内部品质检测装置处,进行相应的检测,根据检测结果分级并将禽蛋搬运到相应等级的位置放下.文章给出了各子系统的组成结构、集成原理,硬件配置和主要参数.试验结果表明,该系统硬件配置合理,各部分能够协调工作,运行稳定.     

温室轨道施药机器人系统设计

针对温室人工施药效率不足,且容易中毒的现状,设计开发了温室轨道施药机器人系统。结合探测、限位传感器输入信号及输出执行元件的特点,系统采用三菱PLC作为控制核心,控制移动搭载平台、电机、电磁阀及药液泵等各个部分,通过探测传感器定位作物行,调控PWM波占空比实施变量施药作业,从而实现温室自动化精准施药。实验结果表明:机器人定位准确率高,喷头流量与PWM占空比呈正相关,随着施药距离的增加,药液沉积量呈递减趋势;系统操作简单,自动化程度高,可以有效提高温室施药工作效率和农药利用率。     

油菜收获机清选装置虚拟样机的建模与仿真实验

针对油菜收获机清选装置的设计及改进过程中存在的各种问题,以DF-1.5型物料脱粒分离、清选仿真与控制试验台为原型,建立风筛清选装置的虚拟样机模型,并对不同机械系统工作参数下,油菜物料在清选装置中的运动规律进行初步的仿真研究。     

21世纪清洁能源-生物质能

目前,能源和环境问题已成为国际性热点问题,引起人们的广泛关注。开发新能源,替代原油、天燃气和煤炭这3种常规能源,迅速地逐年降低它们的消耗量,已经成为人类发展中的紧迫课题。为此,在分析当前能源紧张局势以及环境保护紧迫性的基础上,论述了开发新型清洁能源—生物质能的可行性和利用技术,提出了我国生物质能源发展的必要政策保证。     

三平移并联机器人机构的精度分析

针对一种具有相似平台的3-TPT型三平移并联机器人,根据该机器人的位置反解方程,利用全微分理论建立了该机器人精度分析的数学模型;通过计算机仿真研究了机器人的驱动杆杆长误差、结构尺寸变化和位姿变化对机器人精度的影响,为该机器人机构的实际误差补偿与控制提供了理论依据。     

间作模式下小麦联合收获机清选装置CFD-DEM气固耦合仿真与试验验证

为了提高间作模式下小麦联合收获机清选性能,研究旋风分离筒内流场和颗粒的运动状态,探索分离筒的最佳工作参数组合,运用离散元法和计算流体力学耦合的方法分析了气流与颗粒的相互作用,以喂入速度、吸杂压强、筒体高度、下椎体角度为试验因素对清选过程进行了仿真正交试验,对最佳清选参数组合完成了田间试验验证。结果表明:气流在分离筒内形成内、外旋涡,内漩涡的运动使短茎秆进入吸杂管道,籽粒在外旋涡的作用下滑落到集粮盘;仿真试验的最佳参数组合为喂入速度12 m·s^-1吸杂压强-1 800 Pa、筒体高度350 mm、下椎体的角度65°,得到的清洁率和损失率分别为92.18%和1.99%,与田间试验的误差分别为2.947%和7.428%。     

种子微创取样关键技术与装备研究进展

种子微创取样装备是面向生物育种技术中的种子切片取样环节,基于机电控制、机器视觉等技术,实现种子基因样本的全流程、自动化操作的智能化工具,其推广和应用可有效提升种质资源培育的效率和质量,助力种业振兴。本文首先介绍了种子切片检测的历史背景和装备研究现状,随后将种子微创取样关键技术系统地划分为种子分离、位姿调整、夹持输送、取样和样品收集与清洁技术,并对其研究现状和发展动态进行了阐述和剖析。在此基础上,结合种子切片装备发展要求和应用场景,归纳了种子切片取样装备面临的切割理论不足、多尺度通用性差、系统集成度有待提高等问题,提出了未来发展方向为: 加强种子切片装备基础理论研究;多尺度通用化种子切片平台开发;发展全生产环节智慧取样检测系统。