摘要:

为探究实施留树保鲜技术处理后脐橙炭疽病菌的潜伏侵染规律,于2010年10月至2011年2月定期采集采摘对照和留树保鲜处理脐橙植株(7～8年生纽贺尔脐橙)的果实、叶片、枝条、病残体和园内土壤,进行炭疽病菌的越冬状况调查和侵染源检测.结果显示,留树保鲜期间,炭疽病菌能在脐橙果实、叶片、枝条、病残体和园内土壤中越冬.主成分分析表明,第一因子主要由健康果实、枝条及叶片决定,可解释炭疽病菌量的73.868％,第二因子主要由健康枝条、土壤决定,贡献率为26.131.炭疽病菌的越冬场所中,健康枝条的菌量与健康果实、叶片呈极显著负相关,与病残体、土壤呈显著负相关.综合分析认为,留树保鲜处理的脐橙炭疽病菌越冬场所以地上部位的枝条、果实、叶片为主,活病枝、健康枝是该病害的主要初侵染来源.相对于采摘对照,果实留树贮藏期间及果实采摘后,炭疽病菌均呈现增加趋势,应加强炭疽病的防治.

摘要:

为了提高果实采摘机器人在夜间作业的工作效率，提出了一种适用于果实采摘机器人机械手夜间果实定位识别的方法，引入了导频追踪技术，并在此基础上提出了一种基于直接判决的快时变信道估计方法。该方法采用了直接判决算法进行信道估计，根据夜间果实图像的二值化处理阈值，标定发出指令的信道，从而对是否采摘进行快速判决，提高了机器人的工作效率。为了验证该方法的有效性和可靠性，对机械手的夜间作业的效率和准确性进行了测试。通过测试发现：该方法可以快速地对果实进行定位，并通过校正，其有效地降低夜间误操作率，为果实采摘机器人的研究，提供了一种新的可参考的导频技术方法。

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针对葡萄的柔性无损采摘要求,基于欠驱动原理和抓持-旋切协同工作方式设计了一种欠驱动双指手葡萄采摘装置,一个电动机通过连杆机构驱动双指四指节手爪从果实中部接近并包络抓取葡萄,复合在双指手上的旋切部件摆动-伸缩带动圆盘刀切断果梗,实现果实与果梗分离.基于此设计思路,首先通过葡萄赤道面直径分析确定了欠驱动手指机构指节尺寸与转角范围,然后通过建立欠驱动手指机构静力学模型,基于传力最优和接触力均布的要求确定了驱动连杆尺寸,结合接触力分析和葡萄挤压破裂试验,获得抓持2 kg葡萄不发生损伤的最大接触力为20 N,再通过手指机构静力学模型求解获得驱动电动机的推力,从而指导驱动电动机的选型.设计了葡萄采摘装置控制系统,通过指节处压力传感器实时反馈接触力实现最大接触力的有效控制.采用加减速梯形控制方式实现了旋切部件运动,圆盘刀转速1 200 r/min可对果梗有效切断.对赤道面直径95 ～ 200 mm的葡萄进行50次采摘试验,试验结果表明该装置的采摘成功率为100％,果实挤伤率为5.2％,不考虑视觉定位葡萄与果梗的耗时,完成一次抓持-旋切动作平均耗时29.4 s.

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为了提高果实采摘机器人在夜间作业的工作效率,提出了一种适用于果实采摘机器人夜间果实定位识别的方法,引入了RSSI信号强度定位技术,并在此基础上提出了一种泰勒级数展开的高精度定位方法.夜间采摘作业机器人采用接收到的RSSI信号强度对待采摘的果树进行定位,为了满足机器人移动时的实时定位,采用多次信道扫描的方式,提高了机器人定位的实时性.为了验证机器人夜间定位方法的有效性和可靠性,在夜间采摘环境下,对机器人的性能进行了测试.通过测试发现:机器人的定位精度较高,错误识别率较低,并且通过多次校正,可以有效提高作业精度,满足夜间作业的设计需求.

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针对我国菠萝果实采摘机械化水平较低、采摘效率低下且易对采摘人员手部造成伤害的问题,设计了一种菠萝采摘、收集连续化作业的机器.首先,对菠萝自动采摘收集机的整体结构进行设计,并详细介绍了采摘切割机构、带式运输机构的设计.其次,采用SolidWorks三维软件对采摘切割机构进行三维建模,并通过SolidWorks软件、Motion模块进行应力、应变、位移特性和动力学仿真分析.然后,对菠萝自动采摘收集机的电子控制系统进行设计与分析,包括电源输出的升降压方案以及三自由度机械臂步进电机驱动控制的设计.最后,进行了菠萝果柄切割试验与菠萝果实采摘收集试验.试验结果表明,该机器的切割效率可达1636株/h,是人工切割效率的2倍以上;菠萝果实收集效率达195株/h.所设计的自动采摘收集机可实现菠萝果实的采摘、收集过程连续化,可提高菠萝采摘效率和减轻采摘人员劳动强度.

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研究了一种用于果实采摘的并联机器人,该机器人包括采摘通道和4个机械臂,采摘通道设置在机架上,4个机械臂以采摘通道为中心周向均布在机架上;机械臂的末端与采摘通道一端的采摘口外部转动连接,机械臂动作从而带动采摘口移动以精确对准果实;采摘通道的另一端设置有吸力装置和果实出口,采摘通道可伸缩.

摘要:

以Motoman SV3X采摘果实为研究对象,在果实空间位置坐标和竖直类障碍物空间位姿已知的情况下,提出了一种机械手多关节角度计算和路径规划方法.首先根据果实位置和竖直类障碍物的分布计算出若干组机械手终点关节角度,然后选择其中一组作为终点角度,利用A*算法规划出一条机械手从初始角度到达终点角度的避障路径,解决了避障规划中的多关节角求解问题,规划方法对于竖直类障碍物的避碰路径规划具有一般性.Matlab仿真试验表明,求解的机械手关节角度能够避开竖直类障碍物,而且使末端执行器的位置在预设的误差范围内,验证了规划方法的正确性.

摘要:

结合STM 32和MSP 430单片机设计了一种新的农业果实采摘机器人激光自动瞄准系统，并在系统设计过程中引入了PID算法，大大提高了果实采摘机器人的定位精度和自动化程度。该系统对果实目标区域采用两组控制系统进行图像采集和运动控制。其中， STM 32单片机控制图像采集设备，并对图像信息进行分析处理，数据结果经无线通信送MSP 430单片机，控制电机带动激光笔移动瞄准目标位置。系统采用 OpenCV 处理图像，实现了人机交互功能，利用PID控制算法调整瞄准误差，提高了瞄准精度，通过对电机的闭环控制，实现了激光自动瞄准功能。实验结果表明：此系统可以成功锁定目标，达到了较高的精度，为激光瞄准系统在农业自动化和现代化中的应用研究提供了理论依据。