无人化AI控制技术在农业机械中的应用及发展

无人化AI控制技术在农业机械中的应用能够有效提高农业生产效率，增加经济效益。现阶段人工智能在各个领域都有所涉及，并且取得了良好成效。在现代农业生产中，使用智能化设备进行农作物种植和管理已成为必然趋势。随着科学技术水平的提升，AI技术也得到了快速发展，并逐步被广泛应用于不同领域之中。目前，AI技术已逐渐成熟且完善，其不仅可以用于农作物的栽培管理，还可实现自动控制，降低劳动强度。其中，AI自动控制系统是智能控制的主要方式之一，具有广阔前景。当前我国对人工智能研究较少，因此在实际工作中需将其融入传统农机具设计过程中，使之与新科技相结合，从而推动农业现代化进程。本文旨在通过分析无人技术在农机领域的具体运用情况及未来发展方向，减少劳动成本。     

多媒体武术系统在智能采摘机器人中的应用

智能采摘机器人广泛应用于农业生产中,其协同作用直接影响采摘效率。为了提高智能拣选机器人的生产效率,在采摘机器人的设计和制造中引入了FDM技术。为提高智能采摘机器人的生产设计水平,设计出一种基于多媒体武术教学系统的开放式、协同化、智能化的采摘机器人机械部件设计控制平台。基于FDM和WEB的智能远程协作技术,采用远程多媒体技术,实现远程CAD制造和零件制造的功能。以采摘机器人的机械臂和快速制造为实验对象,对其研发周期和返工数量进行检测,结果表明:采摘机器人机械部件返工率降低,设计研发周期明显缩短,可为采摘机器人的设计及加工提供参考。     

新型农业机械的结构设计原则及发展趋势

随着全球农业生产的发展，农业机械的作用越来越重要。新型农业机械的设计和加工制造技术的不断创新，可以极大地提高农业生产效率和降低劳动强度。基于新型农业机械的需求和发展趋势，明确新型农业机械发展对于提高农业生产效率和降低劳动强度的重要性；讨论了新型农业机械的结构设计原则，包括功能模块化、轻量化、高强度、低噪音等；总结了新型农业机械结构设计和加工制造技术的研究现状，并提出了未来的研究方向。     

玫瑰采摘机器人的设计与实验

玫瑰精加工因需求不一致,需依据花朵的颜色和尺寸等指标选择性采摘,是影响玫瑰精加工、人工消耗最大的瓶颈环节。选择性玫瑰采摘机器人能精准采摘并降低人工成本,已成为国际上玫瑰采摘机器人研发的重要方向。基于此,笔者设计了一种新型玫瑰采摘机器人,该采摘机器人采用微型电脑控制,输入采摘花朵的颜色尺寸等指标和采摘路线指令后,机器人通过北斗导航和AI(Artificial Intelligence)智能识别系统自动完成目标花朵的采摘与收集。经测试,该采摘机器人较好地解决了玫瑰精加工因需求不一致所导致的无法统一采摘的问题。该机器人能根据人们的需求选择性采摘玫瑰,替代了人工采摘,提高了采摘效率,对玫瑰精加工是革命性进步。     

沙果采摘机升降装置设计及仿真

随着现代农业的发展,农业机械使用越来越普及.由于沙果皮薄易伤、果实密集等因素,给采摘工作造成很大困难.因此,本研究小组针对现有沙果采摘机采摘效率低、果实破损高、人工成本高等缺点,设计了一款自走式沙果采摘机.首先,对自走式沙果采摘机的机构组成及其工作原理进行了简要介绍;然后,采用Creo 5.0软件对该机的升降台装置进行...     

计算机辅助技术在农业机械设计中的应用研究

为顺应信息化时代的潮流,在农业机械设计中广泛应用计算机辅助技术,不仅能提高农业机械设计师的工作效率,减少时间投入成本,还能保证设计出的农业机械产品质量,为推动农业机械现代化的发展打下了坚实的基础。基于此,笔者通过研究计算机辅助技术在农业机械设计中的具体优势及特点,分析计算机辅助技术在农业机械设计中的具体应用,提高了农业机械的设计效率与精准度,对推动农业机械现代化及可持续发展有重要作用。     

农业机械智能化设计技术发展现状与展望

我国地域差异大、农作物种类和种植模式多样,农业机械具有多功能、小批量、定制化及多样化的用户需求特征。当前国内农业机械制造企业产品研发普遍以跟踪、仿制为主,存在研发周期长、效率低、产品可靠性差等问题,企业和产品的竞争力低下、缺乏核心自主技术,已成为制约我国农业机械企业可持续发展的瓶颈。智能化设计技术以满足用户定制化、多样化需求为目标,以知识工程(KBE)、数据管理(DM)、人工智能(AI)、虚拟仿真等现代信息技术为手段,通过整合农业机械全生命周期过程中上下游相关企业已有资源,集成产品数据管理(PDM)和产品生命周期管理(PLM)的协同设计平台,实现农业机械设计过程的协同化、自动化和智能化,是提高我国农业机械设计水平的关键。本文针对农业机械特点,对农业机械智能化设计技术的定义、技术体系、关键技术及发展现状进行了深入剖析,重点总结了近年来计算机辅助设计(CAD)、模块化设计、知识工程、虚拟仿真、PDM/PLM协同设计等智能化设计关键技术的研究现状与发展趋势,并提出了农业机械智能化设计领域未来发展趋势,为农业机械设计技术发展提供参考。     

罗汉果采摘装置的设计仿真与试验

为了改善罗汉果采摘条件、提高采摘效率,基于罗汉果生长特性和采摘实际需求,设计了一种罗汉果采摘装置.通过UG建立装置模型并进行优化设计,并通过Adams和Ansys进行了运动学和有限元分析,验证了所设计装置的合理性.最后,制造样机并进行试验,结果表明:采摘装置大大提高了采摘效率,满足使用要求.     

荔枝采摘器优化设计与仿真

为改善荔枝的采摘条件,提高其采摘效率,通过分析荔枝的栽培生长特性,设计了一种简易且不伤果的荔枝串果采摘器具;建立了采摘器剪切运动和剪切力模型,利用Matlab进行了结构参数优化;应用Adams和AN-SYS构建了采摘器虚拟样机及有限元模型,进行了运动仿真分析和强度分析,验证了采摘器整体设计和结构参数的合理性。采摘试验表明,采摘器样机可快速采摘且柔性接果。     

基于UG的智能采摘机器人动画仿真设计

为了提高采摘机器人的设计效率,基于现代机械设计方法,将UG动画仿真软件引入到了采摘机器人的设计过程中,并采用参数化建模和虚拟现实技术,对采摘机器人样机进行性能测试和优化,有效提高了机器人的设计效率和设计质量。使用UG工程软件对采摘机器人进行了参数化建模,得到了采摘机器人装配体的各部分零件模型;然后利用虚拟现实装配技术,通过参数设置,对机器人的性能进行了仿真,实现了机器人的果实抓取、关节转动和移动等一系列的功能,从而验证了采摘机器人结构设计的可行性,为采摘机器人的结构设计和优化提供了基本依据。     

基于PLC采摘机器人机械手控制系统改进设计

随着农业生产规模的扩大,农业劳动力的需求也逐渐增大,传统手工采摘方式效率低、产能不足,且具有一定的危险性。为克服这一难题,改进农业生产方式,设计了一种基于PLC的采摘机器人机械手控制系统,通过建立机械手的动力学数学模型,基于控制系统的总体构架,分别对系统的硬件和软件进行设计。硬件设计主要包括PLC控制器、主控计算机、传感器模块、驱动模块和控制模块等5个部分,并完成了PLC程序设计及梯形图的编制。最后,通过实验验证了该机械手控制系统的安全性和稳定性,结果表明:系统可有效地完成采摘过程,且控制精度高,成本投入更低,大大提高了劳动生产效率,降低操作人员的安全风险,具有较大的推广价值。     

采摘机器人识别技术研究——基于深度图像和计算机网络协同处理

为了提高采摘机器人果实识别定位的效率和准确性，将深度图像技术引入到了采摘机器人视觉系统的设计上，并结合计算机网络协同处理，设计了上位PC机处理和控制系统，通过计算机和机器人控制器的通信，形成了一个开放式和分布式的采摘机器人识别和控制系统。以苹果的采摘为研究对象，对深度图像和非深度图像对果实识别的准确率进行了对比，结果表明：采用深度图编码技术，对果实的识别准确率更高，对于提升果实的采摘效率和准确性具有重要的作用。     

基于TRIZ理论的刺梨自动采摘机设计研究

当前，刺梨采摘环节存在采摘效率低、劳动强度大等问题，为了提高刺梨采摘的整体作业效率，运用TRIZ理论设计了一款集自动采摘、输送、收集为一体的刺梨自动采摘机。运用TRIZ识别工具功能分析构建了采摘装置的系统功能模型图，分析矛盾冲突，选用合适的发明原理设计出最优解决方案。运用UG软件建立刺梨自动采摘机三维模型，并对主要部件进行了有限元分析，结果表明，仿真分析结果满足设计要求。将TRIZ理论运用到刺梨自动采摘机设计过程中，验证了创新设计构思的可行性，为农业装备设计研究提供了重要参考。     

计算机虚拟技术在农业机械中的应用

计算机虚拟技术由计算机科学和人工智能发展而来,在农业机械领域中起着十分重要的作用。计算机虚拟技术不仅改变了传统的农业机械设备设计方式,使农业机械的设计更加完善可靠,还极大地提高了农业机械设备的安全性能,确保农业机械设备的高精度性和高可靠性。基于此,笔者将计算机虚拟技术应用在农业机械制造、农业机械设计、农业机械设备作业监控以及农业机械设备维修中,以进一步推动农业机械的现代化和智能化发展。结果表明,计算机虚拟技术可以提高农业机械效率,发挥农业机械的优越性,推动农业产业的快速发展。     

一种智能采摘机器人的电控系统设计研究

为进一步提升我国农业采摘的作业效率及实现采摘装备的深度智能化,针对通用型采摘机器人的电控系统展开研究。以采摘机器人的作业原理及核心部件组成为设计基础,搭建电控系统输入参数与机构组件执行之间的数学模型,进行电控系统的软件功能优化与硬件配置实现。同时,展开基于电控系统设计优化的采摘机器人整机作业试验,结果表明：采摘机器人的系统动作响应迅速,系统响应率与采摘成功率分别可达98.53%及96.40%,结构协调度良好,实现了综合采摘效率相对提升5.69%的设计目标,且各采摘机构及装置运行稳定,具有较强的实践与推广价值。     

可适应性苹果辅助采摘装置研制

为改进现有苹果采摘方式，提升采摘效率，设计并制作了一种可适应性苹果辅助采摘装置，包括可变式采摘模块、分选与收集模块以及视频辅助模块。采摘试验表明，在保证采摘质量的前提下，可适应性苹果辅助采摘装置的采摘效率约是常规手工采摘的1.8倍。      

基于迭代学习PID算法的苹果采摘机器人设计

为了提高采摘机器人机械手控制系统的精准性和采摘机器人的移动效率,设计出基于迭代学习PID算法的苹果采摘机器人。借助MatLab软件平台进行模型搭建及控制系统仿真测试,实验室条件下进行硬件结构设计,并完成采摘过程测试、路径规划避障测试和采摘果实破损率统计分析。实验验证表明:基于迭代学习PID算法设计的采摘机器人可准确锁定采摘目标,迅速实施稳定的采摘动作,以最佳采摘角度最大程度地保证采摘果实完整性。基于迭代学习PID算法设计的苹果采摘机器人有效提高了采摘的精度和效率,使苹果整体完好率达到98.3%以上,最大限度保证了采摘苹果的质量。     

采摘机器人动作技巧训练研究与应用——基于足球比赛标准动作检测系统

在草莓等易破碎果实的采摘过程中,为了降低果实的破损率,提高机器人的采摘效率,提出了一种基于标准动作边缘检测捕捉算法的采摘机器人动作技巧训练方法。该方法参考了在激烈对抗比赛中足球标准动作边缘检测的技术,可以实现机器人作业最佳动作的捕捉。为了提高边缘检测的效果,对Sobel算子、Reborts算子、Log算子、Canny算子等进行了对比,最终选取精确度较高的Log算子进行图像边缘的检测。以仿真和实验两种方法对方案进行了验证,结果表明:利用该方案可以有效地对采摘机器人的最佳姿态进行捕捉,且采用该方案对采摘机器人进行训练可以明显降低采摘过程中的果实破损率,为现代高精度采摘机器人的设计提供了技术参考。     

计算机视觉技术在智能化农业机械中的应用分析

计算机视觉技术通常用于复杂物体的自动化检测、识别、分割和定位,将计算机视觉技术应用在农业机械中,有利于实现农业生产的自动化、智能化,提高农业生产效率。基于此,研究小组首先介绍了计算机视觉技术在农业机械中的应用范围,主要包括农产品质量检测、农作物病虫害诊断、农机作业监测、农机自动导航等;分析了计算机视觉技术在农业机械中的应用优势,如实现智能化作业、提高作业精度、实现精确采摘、减少劳动力消耗、降低生产成本等;提出了计算机视觉技术在智能化农业机械中的应用方法和未来的发展趋势,包括开发高分辨率、高帧率和大视场相机,提高智能控制算法的实时性和准确性,加快计算机视觉技术的商业化进程等。以期为提高农业生产效率,推动我国农业现代化发展提供重要支撑。     

基于PLC三轴伺服控制系统的果蔬采摘机械手设计

为了提高果蔬采摘机械手的工作效率和定位精度、降低果蔬采摘机械手在采摘过程中造成的破碎率,以及简化机械手的结构和控制方式,设计了一种新的基于PLC的三轴伺服控制果蔬采摘机械手。该机械手可以灵活地实现移动、升降和夹紧与放松。为了测试机械手的有效性和可靠性,通过苹果采摘试验对机械手的性能进行了测试。测试发现:机械手的位置和摆角调整时间较少、超调量较低,符合设计需求。其准确定位率较高,最高达到了98.56%;且具有较好的定位性能,单次定位时间耗时较低,机械作业效率较高,能够满足大规模果蔬采摘的设计需求。