智能苗间锄草平台设计

机械除草一直被视为有机农业生产中重要的组成部分,尤其是近年来,人们对除草剂使环境恶化的担忧和对有机食品需求的增加,机械式除草装置备受关注。深松双翼锄草铲只适用于行间除草,苗间杂草为人工铲锄。由于机械式苗间锄草在行进方向有作物植株阻隔,易损伤秧苗,所以机械式苗间锄草相对行间锄草困难。为此,对智能苗间锄草平台进行了设计,对其原理进行了阐述。智能苗间锄草平台可以解决机械式苗间锄草的难题,自行计算植株位置,控制锄草铲躲避苗株并铲除杂草。     

中国农业机械化科学研究院机电技术应用研究所

中国农业机械化科学研究院机电技术应用研究所主要从事现代农业领域机电一体化高新技术应用研究,依托"土壤植物机器系统技术国家重点实验室",以精准农业智能化作业装备、农业机器人、农产品品质快速自动分析仪器和机电一体化成套装备为主要研究方向。研究所现有研究人员32人,其中94%具有硕     

番茄采摘机器人机械臂避障路径规划

以关节型机械臂避开垂直茎秆或撑杆采摘番茄为研究对象,提出了一种基于构形空间的关节型机械臂避障路径规划方法.利用空间映射原理,将关节型机械臂工作空间的三维避障问题转换为平面R-R机械臂避开障碍圆的问题,用临界碰撞关节角建立C-障碍空间的映射计算模型,将工作空间的位置避障转换为构形空间连杆关节角的计算.以能量最优函数优选避障规划的关节终点角度,利用A*算法计算平面R-R机械臂的避障关节角路径,获得一系列表示空间连杆位置的相交竖直面,并在竖直面内进行其余关节角的规划.避障采摘番茄的试验表明,机械臂带动夹持器能成功绕过直线状障碍物,引导夹持器到达果实目标位置,证明对平面R-R机械臂的空间映射建模是正确的,验证了提出的避障路径规划方法是可行的,可以应用于番茄的自动收获.     

基于YUV颜色模型的番茄收获机器人图像分割方法

在研究番茄收获机器人对目标图像分割识别时,经常由于采集的图像受光照影响以及分割识别算法的计算复杂性而影响到识别的准确性和实时性.通过比较RGB、HSI、YUV等颜色模型的特点,从理论上分析了YUV颜色模型应用于收获机器人视觉系统的可行性,提出了一种基于YUV颜色模型的成熟番茄分割方法.同时综合实验及经验确定了成熟的红色番茄在RGB、HSI、YUV颜色模型中阈值范围,采用直接确定色差阈值的双阈值分割算法识别成熟番茄,并对3种颜色模型在不同的光照条件下的分割识别效果进行实验对比.实验结果证实,将基于YUV颜色模型成熟番茄分割方法应用于番茄收获机器人视觉识别系统,能很好地解决其鲁棒性和实时性问题.     

基于稳定性的并联机构自适应控制

针对并联机构存在参数变化及不可预测的未建模误差的特点,提出一种基于模型的参考自适应控制策略。将机构系统的参数变化及未建模误差看成对实际系统的扰动,建立理想的参考模型,依靠系统状态及其误差构造自适应反馈律,利用稳定性理论推导自适应控制律,使得实际机构与参数模型具有相同的动态特性。实例显示,自适应控制器对参数变化及未建模误差引起的运动误差具有很好的抑制作用,保证机构对规划的目标运动具有很高的跟踪精度。     

基于偏好免疫网络的油茶果采摘机器人图像识别算法

针对油茶果采摘机器人视觉识别中外界物体的形态学特性要求,采用了偏好人工免疫网络算法作为机器视觉的图像识别算法,并根据采摘环境及采摘对象的特点对算法结构进行了改进,增强了算法的识别率.仿真实验表明,采用偏好人工免疫网络算法对油茶果的识别率在晴天时达到了81.67％,阴天时达到了87.69％,满足采摘识别率的要求.     

数控技术在弧焊机器人系统中的应用

现代弧焊机器人和变位机的协调运动是保证高效、优质生产的前提。弧焊机器人和变位机协调运动研究了焊接时机器人和变位机之间的协调运动关系的特点;对于变位机的设计规程和现代数控技术在变位机的研发中的应用做出了探讨,为孤焊机器人——变位机系统的耦合与解耦分析研究打下了良好的基础。     

谐波齿轮传动中柔轮的有限元分析

柔轮的疲劳断裂是谐波齿轮传动的主要失效形式,确定柔轮中的应力大小和分布规律是柔轮研究的关键。为此,建立了农业机器人转向机构中杯形柔轮与波发生器接触分析的有限元模型,通过分析得到了柔轮壳体的应力分布状况。研究表明:柔轮壳体上的最大应力出现在齿圈与波发生器的接触部位,齿圈上沿圆周方向的应力呈对称分布,在长轴和短轴处较大;此外柔轮底部的应力也较大。     

南疆地区防渗渠清淤机器人的设计

通过采样南疆地区防渗渠的淤泥样本,搭建清淤装置试验平台,寻找清淤装置的最优结构和最佳动力学参数,结合实际工况,建立了基于南疆地区防渗清淤机器人整机设计方案与动力学模型,对该机器人进行了机械臂的轨迹规划和优化.该清淤机器人设有滚筒刷,可以实现对防渗渠底部以及侧边的清淤功能,在滚筒刷顶部设置有传感器系统,传感器检测清淤装置...     

基于TRIZ的割草机器人功能设计方法研究

为进一步提升适用于草坪园艺管理的割草机器人整体作业效率,引入TRIZ发明问题解决理论针对其系统功能设计方法展开研究.根据割草机器人进行割草作业的运动学机理与系统实现功能构成,以TRIZ解决问题理论为基点,搭建割草作业核心解决问题模型,以降低其运行故障率.将TRIZ理论中的设计问题分析与冲突分析进行耦合,通过系统构件设计...