玉米种子实时检测分选装置设计与试验

针对我国玉米种子人工分选效率低、错分率高、缺少自动检测分选装置等问题,设计了一种玉米种子实时检测分选装置。该装置由进料单元、检测单元、分选单元和控制系统组成。下位机采用MSP430,与上位机实时通信,并控制分选执行机构,上位机采用Matlab 2014b软件对玉米种子图像进行实时处理,并输出识别结果。为了便于采集玉米种子图像,设计了种子分离机构。根据霉变玉米种子与正常玉米种子表面颜色的差异,设计了一种基于HSV颜色空间划分的玉米种子识别算法,并提出了一种玉米种子排序策略,实现了玉米种子的精确分选。该装置对单幅图像的采集和处理时间约为0.7 s,分选速率最高为680粒/min,霉变玉米种子识别准确率为100%,裝置总体分选准确率不低于94%。该装置实现了从玉米种子进料到分选的全自动化,能够对霉变玉米种子进行实时检测和分选。     

基于DSP的移动采摘机器人目标识别视觉系统设计

为了提高移动式采摘机器人目标识别系统的作业效率和可靠性,结合嵌入式图像处理技术,提出了一种以DSP为控制核心的嵌入式图像识别系统。利用DSP处理器可以将采集的图像信号进行数字化转换,并通过图像处理将提取的特征图像直接传送到PC机,用于信息的反馈;PC机通过数据处理将控制指令直接发送给DSP,控制机器人终端的动作。为了验证系统的可行性,对目标识别视觉系统进行了测试,结果表明:采用DSP的移动式采摘机器人视觉系统可完成图像特征的提取,且目标识别的准确性较高,处理时间较短,可以满足高精度快速采摘作业的需求。     

基于ANSYS的荔枝采收机的设计与有限元分析

为了快捷、实用、高效地完成荔枝采摘,提出了一种机电一体荔枝采收机的设计方案。该采收机可以综合荔枝收获过程中的夹持、采摘和传送操作,工作过程由电机提供动力,人工辅助操控。利用UG建立装置的三维模型,对剪切刀具受力和传送机构进行力学性能分析,再通过ANSYS Workbench进行有限元分析,重点对传送机构进行应力应变分析,校核其刚度和强度。试验结果表明:该装置的刚度和强度符合使用要求,性能可靠。     

一种葡萄苗木嫁接机器人的结构设计

【目的】传统的人工嫁接方式或少数育苗企业采用的半自动嫁接机均存在自动化程度低、工作过程费时费力等问题,增加了人工成本,技术人员流失也比较严重,因此果木育苗行业亟需研制自动嫁接装备。【方法】课题组以葡萄苗木自动嫁接方案为研究对象,提出了一种嫁接机器人的设计方案,对其机械结构进行了研究,并采用三维数字化软件SolidWorks对嫁接机器人进行三维建模。该装置的总体结构主要包括砧穗匹配系统、切削接合装置、蜡封收集装置,三台装置在同一工作平台上协调工作。其中,砧穗匹配系统包括砧木供苗装置和穗木供苗装置,两装置均设有视觉检测系统,可对砧木、穗木进行特征信息的采集,并完成两者之间的自动匹配;切削接合装置用于对匹配好的砧木与穗木进行切削和快速接合,并将接合完成的嫁接苗转移至蜡封收集装置,以进行后续的操作;蜡封收集装置可对嫁接苗进行蜡封、降温、收集处理。【结果】该装置具有自动化程度较高、可节省大量时间与人力等优点,能较好地解决传统人工嫁接及半自动嫁接机存在的问题,有利于促进我国未来葡萄种植产业的发展。     

基于振动挖掘与二次分选的4U-90型番薯收获机设计与试验

针对我国丘陵山地番薯收获作业中存在的现有机型实用性较低、伤薯率高、明薯率较低、多为人工收获等问题,设计一种适用于丘陵山地轻量化番薯收获机。整机结构主要有变速箱、三点悬挂装置、挖掘装置、二次分选装置、升运分离装置等组成。该收获机能做到较高效率挖掘番薯,并在其升运期间振动分离土薯,同时收集升运过程中掉落番薯至二次分选装置并振动分离土薯。在此研究目的的基础上进行样机三维模型建立,并在样机制造完成后进行田间实地试验,记录试验过程中收获机的明薯率、伤薯率、漏薯率等数据,试验数据表明满足番薯收获机工作需求,并以此为以后样机改进提供理论依据与现实基础。     

种蛋自动称重及筛选装置的结构设计

笼养种鸡个体信息自动化记录系统设计包括种蛋称重装置、筛选装置。研究如何在种蛋传送收集途中自动称量种蛋质量,去除软蛋、杂物的方法。试验结果表明,自动称重结构能够很大程度避免人工测量所带来的误差,系统运行稳定、数据准确,测量蛋质量平均相对误差在0.15%左右。筛选装置能有效在种蛋传送过程中将好的种蛋与软蛋、杂物之间分隔开,保证种蛋的清洁度。该装置为蛋鸡养殖中的蛋质量称量与收集操作节省大量时间,降低劳动强度,提高工作效率。     

在线式玉米单粒种子检测分选装置设计与试验

针对农业生产中种子精选的需求,设计了在线式单粒种子检测分选装置,实现流水线式种子上料、检测和分选。该装置由上料装置、检测单元、分选单元和控制系统组成。上料装置通过两级振动实现籽粒的平铺,配合传输带完成籽粒的单粒化。检测单元由高速工业相机实时获取种子图像,并传送至上位机检测分析。控制系统根据检测结果和种子在图像中的位置,控制分选单元完成分选。利用搭建的装置采集了1 200粒正常种子、1 200粒霉变种子和1 200粒破损种子的图像,使用HALCON软件提取了单粒种子的18个颜色和12个形态特征,通过偏最小二乘判别分析法进行判别分析,分别构建了种子霉变和破损的检测模型,并利用搭建的装置和模型进行了验证试验。试验结果表明：在线式单粒种子检测分选装置分选速率大于300粒/min;其中霉变种子的分选准确率高于95%,破损种子分选的准确率高于89%。     

在线式玉米单粒种子检测分选装置设计与试验

针对农业生产中种子精选的需求,设计了在线式单粒种子检测分选装置,实现流水线式种子上料、检测和分选。该装置由上料装置、检测单元、分选单元和控制系统组成。上料装置通过两级振动实现籽粒的平铺,配合传输带完成籽粒的单粒化。检测单元由高速工业相机实时获取种子图像,并传送至上位机检测分析。控制系统根据检测结果和种子在图像中的位置,控制分选单元完成分选。利用搭建的装置采集了1200粒正常种子、1200粒霉变种子和1200粒破损种子的图像,使用HALCON软件提取了单粒种子的18个颜色和12个形态特征,通过偏最小二乘判别分析法进行判别分析,分别构建了种子霉变和破损的检测模型,并利用搭建的装置和模型进行了验证试验。试验结果表明：在线式单粒种子检测分选装置分选速率大于300粒/min;其中霉变种子的分选准确率高于95%,破损种子分选的准确率高于89%。     

小型马铃薯捡拾分级机的设计与试验

针对国内普遍存在的马铃薯挖掘机将薯块挖掘条铺后人工捡拾、分选而带来的工作效率低及劳动强度大等问题,设计了一种小型马铃薯捡拾分级收获机。该机主要由捡拾装置、薯土分离装置、薯块升运装置、薯块分级装置及收集装置等组成,可一次性完成马铃薯的捡拾、分级、收集等工作,有效地解决了马铃薯收获后人工捡拾、分拣等费时费力的问题,可大大提高生产效率,减轻劳动强度,降低收获成本。     

计算机视觉在脱水姜片在线分选中的应用

目前,脱水姜片的分选主要靠人工完成,分选精度不高,结果不稳定.为此,研究设计了一套基于计算机视觉的在线分选装置;开发了基于物料颜色参数的实时算法,对物料图像进行特征提取和一系列处理;运用双缓冲技术提高系统运行速度.试验结果表明,分选出的成品中含有的合格姜片达到95.5%,系统测量速度快、分选精度高且运行稳定,满足在线实时分选要求.     

CHJ新型对辊式猪鬃尺寸分选机设计

介绍一种新型对辊式猪鬃尺寸分选设备,该设备在传统猪鬃分选工艺的基础上研制,通过坠落、斜坡捋顺、夹持传送、对辊分选及收集的过程,完成错乱猪鬃的尺寸分选,设备结构紧凑,传动合理,大大提高了各种猪鬃加工企业及个体业户的猪鬃分选效率,性价比较高.     

基于机器视觉的草莓自动采摘机的设计

针对我国大面积高垄种植草莓存在的采摘效率低、损伤率高等问题,设计开发了一种基于机器视觉的草莓自动采摘机。该机基于机器视觉识别成熟草莓位置和精准定位,采用步进电机带动同步带运动,让末端执行器执行采摘动作的机构,可一次完成采摘、传送及收集等作业。该采摘机主要由采摘系统、传输系统和收集系统组成。试验结果表明:该机在试验环境下对草莓的采摘速度为403.4颗/h,无损伤采摘成功率可达90%。     

基于计算机视觉技术的天麻分选装置设计

为了解决天麻外观品质检测问题,设计了一种在线实时检测装置,用于天麻的品质动态实时检测。为此,确定了关键部件主要结构和参数,阐述了其总体结构及工作原理。天麻通过放料部分进入滚筒,经滚筒传输至上料部分,上料部分的辊轮将其运送到翻滚槽口,经翻转后进入托盘机构,托盘机构在链条的带动下以一定速度向前输送至图像采集部分,从而获取天麻整个表面信息。图像识别系统对采集到的天麻图像进行综合分析判断,确定天麻品质和位置信息,传送给分选执行机构,对天麻进行智能分选。试验结果表明:识别模型识别效率为99.34%,步长为7.06个/s,准确率为95%,可为天麻分选装置设计生产提供理论指导。     

基于DSP的禽蛋蛋壳无损检测系统

设计了一种基于DSP的蛋壳无损检测硬件系统,该硬件系统具有控制敲蛋装置、声音信号采集与处理、破损识别和与PC机通信等功能。实践应用证明该系统可实现蛋壳无损检测工作快速、机动、可靠和高效的要求。     

奶牛精确饲喂装置检测系统的研究

精确饲喂装置检测系统的核心技术是奶牛个体采食量检测技术.系统采用了螺旋输送料技术、非接触式的无线射频识别(RFID)技术和称重传感器技术.采食活动前,系统核对奶牛个体信息和启动螺旋输料系统进行投料,收集奶牛个体的采食数据,在上位机中利用Visval Basic 6.0 编写系统应用软件,实现对采食数据的接收、显示、存储和分析处理.     

基于光伏供电葡萄籽油加工装置设计与控制

针对葡萄籽多脂、多蛋白质,含油率高,设计开发葡萄籽油压榨加工装置。该装置采用光伏供电,高温加热和螺旋压榨相结合方式,能够完成对葡萄籽的加热、破碎、出油和油渣分离等工作。该装置主要包括炉体、螺旋压榨系统、籽油蒸汽收集系统、动力系统、葡萄籽压饼渣收集器、加热系统以光伏供电系统及控制系统等。试验表明压榨时间越长、加热温度越高、加热时间越长,葡萄籽压榨机的出油率越高,高温作用下能够通过冷凝收集装置使油渣快速分离,籽油压榨装置的研制为新疆当地葡萄籽深加工提供技术参考。     

大棚蔬菜移栽机的设计

针对目前常见的蔬菜移栽机很难在空间受限的大棚中使用,导致大棚蔬菜在进行育苗移栽时仍然依靠人工而费时费力的现状,设计了一种专门针对大棚使用的蔬菜移栽机。该装置在推动移栽机行走时主动轮转动,通过齿轮和链轮两级增速传动,把动力传递到执行机构,执行机构带动插苗装置和菜苗传送装置的运动,实现菜苗的栽种。装置中采用偏心轮机构实现鸭嘴状插苗装置的上下运动,传送苗装置的循环间歇运动由空间槽轮机构来实现,通过空间槽轮机构和偏心轮机构的协调动作来达到预定的运动规律。同时,根据大棚参数确定了各零部件的尺寸,作出了CAD图和三维结构图,完成了对大棚蔬菜移栽机的设计。     

鸡蛋壳膜分选装置相似设计及设计程序开发

鸡蛋壳膜分选装置用来分选分离后的鸡蛋壳膜混合物，目前在实验室中已经完成了壳膜分选装置的研究和设计，达到了很好的分选效果。为了使研究结果具有普遍适用性，便于工厂化应用，缩短设计周期，基于相似理论，以已研制的鸡蛋壳膜分选装置为模型，提出一种鸡蛋壳膜分选装置的相似设计方法。当固体负荷率分别为6、12、18、24 kg/s时，对根据该方法设计的装置进行仿真，同时进行了比例尺为1.2倍的原型试验，验证了相似设计方法的正确性和可行性。运用Visual Basic 6.0对CATIA、AutoCAD进行二次开发，编写程序，可直接获得三维模型、二维图纸及工作参数，提高了鸡蛋壳膜分选装置的设计效率，降低了成本，实现了分选装置的快速设计。     

马铃薯收获机升运收集装置的设计与研究

马铃薯收获是一项繁重的工作,国内马铃薯收获机多为小型机具,仅能完成挖掘及集条作业,需要人工捡拾马铃薯装袋收集,收获效率低、成本高。为解决该问题,研究设计了一款配套小型收获机具的升运收集装置,该装置具有输送效率高、质量轻、成本低的优点。对马铃薯收获机收集输送装置的整体结构进行设计并对其传动输送系统进行研究、建模、有限元分析,通过对关键零部件的有限元分析,结果显示设计安全可靠。     

计算机视觉在香芋病害检测中的应用研究

针对传统的人工识别香芋病害的局限性、主观性的特点,基于计算机视觉技术设计了香芋病害识别系统,由病害图像采集装置、图像处理系统、形态特征提取系统和缺陷目标检测系统组成。通过提取香芋叶片的颜色特征和纹理特征,建立香芋病害数据库,并利用支持向量机(SVM)的方法对香芋病害识别。试验结果表明:基于计算机视觉的香芋病害检测系统能够准确识别香芋的病害类别,满足使用要求,能够为后续的香芋病害防治工作提供准确信息。