便携式双滚切刀采茶机运动分析

对于名优茶青的机械化采摘来说,茶青破碎率是判断机械化采摘效果优劣的重要参数。为此,通过分析便携式双滚切刀采茶机刀具的运动轨迹,找到影响茶青破碎率的参数,并分析参数变化对其影响,从而为便携式双滚切刀采茶机的设计提供理论依据。     

基于机器视觉的茶陇识别与采茶机导航方法

为提高机器采摘茶叶整体质量及采摘效率,提出一种基于机器视觉的机采茶陇识别与采茶机导航的方法。在采茶机器的前方配置摄像头用于获取待采摘茶陇的视频图像,对安装在采茶机上的摄像机内外参数进行离线标定;对茶陇的视频图像用高斯滤波、颜色坐标系转换、局部OTSU多阈值法图像分割、最小二乘法直线拟合等算法进行处理,提取出茶陇的左右边缘线;根据标定结果计算出茶陇中心线,并在驾驶座的显示屏上标识出目前采茶机的采摘状态,包括茶陇中心线和采茶机的偏移情况,提示驾驶员根据识别结果进行适当调整。实验结果表明,提出的基于机器视觉的机采茶陇识别及采茶机导航的方法能有效解决目前机采茶叶老嫩茶叶一刀切下的弊端,为完全自动化采摘奠定了基础。     

桂东农机部门给茶农赠送电动采茶机

<正>10月15日,桂东县农机局将统一购置的279台电动采茶机免费发放到清泉镇茶农手中。清泉镇依托其优越地理条件和种茶传统,大力发展茶叶产业,2015年茶叶种植面积已达3333hm2(5万多亩),仅靠手工采摘茶叶已不能满足茶叶生产的需求,尤其在茶叶生产旺季,劳动力紧缺导致茶叶来不及采摘损耗很大,而电动采茶机可大大提高采摘效率。近年来,桂东县农机局为解茶农采茶之忧,制定了一系列加快茶叶产业发展的扶助政     

单人采茶机研究现状与发展趋势

茶叶采摘是茶叶生产的重要环节,人工采茶占茶叶生产成本一半以上,是用工量最大,用工时间最集中的作业,机械化采茶势在必行。由于我国茶区大多处于丘陵、陡坡地带,地形复杂加之茶园种植不规范,给茶园机械化采摘带来一定的难度,轻便灵活的单人采茶机适合中小型茶园使用。通过对单人采茶机的切割器、传动装置、辅助装置及机艺融合等角度介绍单人采茶机的研究现状和特点。分析单人采茶机存在切割频率受制约、噪音和污染大、机艺不融合等问题,提出单人采茶机切割频率调节、降低噪音和排放、机艺融合是未来研发的方向。     

履带式智能采茶机的设计与试验

目前,单人采茶机、双人采茶机多为背负式,工作时噪音大、劳动强度大、采茶效率低,也有跨行自走式采茶机,但不适用于密植型、非标准种植、行间距较小的茶园作业,进入丘陵茶园困难,不利于推广使用。为了解决上述技术问题,设计了一种履带式智能采茶机,并利用SolidWorks软件三维建模,对采茶机进行总体结构设计、运动分析和茶园试验。试验结果表明:采茶机结构设计合理,动力安全可靠,操作方便快捷,工作性能良好,满足了茶农对于采摘的需求,适用于我国大部分茶园的茶叶采摘工作。     

基于机器视觉的乘用式智能采茶机设计与试验

针对目前乘用式采茶机作业时对采摘面的茶芽不能识别大小、老嫩茶叶一刀切下的弊端,设计了一种基于机器视觉的乘用式采茶机,提出了嫩茶自动识别与采茶机割刀的自动调平调高控制方法。通过对采茶机割台的位置伺服和水平度伺服控制,使得割刀面与茶陇蓬面有一个较好吻合,并能将割台与大地水平面保持一致;为了实现更为精准地切割,在采摘面的茶芽识别时采用2次最大类间差分法。首先获取采摘面的图像,利用B分量的阈值分割出茶叶区域;然后选取G和G-B分量的阈值,从茶叶区域中再分割出嫩茶区域;最后计算采摘面上嫩茶部分所占面积比例,以70%作为视觉伺服的控制基准。试验研究表明,提出的基于机器视觉的乘用式采茶机的嫩茶自动识别与采茶机割刀的自动调平调高控制方法能有效解决目前机采茶叶老嫩一刀切下的弊端,为今后全自动化茶叶采摘奠定了基础。     

单人背负式采茶机的设计分析

茶叶源于中国,有着悠久的历史,原为宫廷饮料,后普及民间。随着时代的发展,茶叶已不再是一种单纯的嗜好,而成为人类期望健康的饮品。大规模现代化的茶叶生产需要以茶叶机械化为后盾,而传统手工收茶不仅效率低下,且食品安全也受到影响。为满足大规模制茶的需求,研制了一种单人背负式采茶机,并对采茶机进行性能分析实验。实验结果表明:该采茶机割幅600mm,漏采率小于2%,芽叶完整率大于85%,往复式切割器工作稳定、切割效果良好,满足了茶农对于采摘的需求;采后蓬面整齐,芽叶完整,不影响下次采摘,适用于多种类型的茶园采摘作业。     

采茶机操作要领

据统计,我国现有茶园面积达186万公顷,种植面积和产量居世界第一.近年茶叶采摘机械化得到快速发展.1台双人采茶机1天可采摘大宗茶鲜叶2000～3000kg,相当于120～150个采茶工的工作量,而1 kg鲜叶的机采成本不到0.35元(含机械折旧、油耗和机手工资),而目前手工采摘1kg的成本在1元以上.所以推广使用采茶机、修剪机等茶园管理机械可降低茶叶生产成本和提高茶园经济效益. 本文以川崎双人采茶机为例,简述采茶机的操作要领及保养要点.     

茶叶采摘机的造型优化设计和人机因素研究

针对现有茶叶采摘机在人机设计上的诸多不足,运用人机工程学的原理以及实验归纳的方法,从采茶机的总体造型与把手设计等方面入手,加入工业设计造型设计理念对茶叶采摘机进行优化设计,设计出新型的茶叶采摘机器。     

采茶机的使用与保养

余姚市拥有茶叶种植面积5333hm2,为该市农业主要产业之一。但茶叶采摘一直以来多沿用传统手工采摘方式,一到茶叶上市季节需要大量劳动力,以致采茶工工资逐年提高,成本上升。采用机械化采摘具有机械损伤小、新鲜度好、完整芽叶多、单片少、嫩茎梗多、生产率高等特点。但采茶机购进以后,并非每个人都能驾轻就熟地     

基于颜色和形状特征的茶叶嫩芽识别方

与人工采摘茶叶相比,现有采茶机械虽能提高采摘速度,但采摘时老叶、嫩叶一起采,缺乏选择性,并有部分叶片遭破损,降低了原料品质.为此,需要研究具有选择性、低损伤率的自动采摘方法.本文采用基于颜色和形状特征的图像处理方法,实现茶叶嫩芽的计算机识别和检测.针对清明期陕西名茶"午子仙豪"茶叶,首先在RGB颜色空间中提取茶叶图像的G分量,并采用双阈值方法对图像进行分割;然后根据茶叶嫩芽的形状特征,检测茶叶嫩芽的边缘.实验结果表明:基于颜色和形状特征的识别方法能有效分辨出茶叶嫩芽,识别准确率为94%,为实现茶叶嫩芽的自动采摘提供了一种有效方法.     

往复式桑叶采摘机设计及采摘效益分析

以实现机械采摘桑叶为目的,设计一款能自动实现桑叶采摘的往复式桑叶采摘机。桑叶采摘机包括往复式桑叶采摘装置、桑枝定位装置和行走装置。为了使桑叶采摘机能够准确地完成桑枝定位、顺利地进行桑叶采摘,桑枝定位装置对桑枝进行定位,行走装置带动桑叶采摘机运动至工作位置,之后由往复式桑叶采摘装置进行桑叶采摘。通过查阅文献和调查,确定桑树的生长情况,结合往复式桑叶采摘机的运动进行机械采摘桑叶的效益分析,得到机械采桑效率为422.4kg/h,采摘6.67hm2桑园所需费用为2 093元。     

基于卷积神经网络的鲜茶叶智能分选系统研究

机采鲜茶叶中混有各种等级的茶叶,针对风选、筛选等分选方法难以做到精确细分的问题,结合计算机视觉技术和深度学习方法,设计了一套鲜茶叶智能分选系统,搭建了基于7层结构的卷积神经网络识别模型,通过共享权值和逐渐下降的学习速率,提高了卷积神经网络的训练性能。经过实验验证,该分选系统可以实现鲜茶叶的自动识别和分选,识别正确率不低于90%,可对鲜茶叶中的单芽、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶、单片叶、叶梗进行有效的类别分选。     

茶鲜叶铡碎机的设计研究

针对我国机采后茶鲜叶难以用人畜力以及常规机械切碎加工的生产实际,研制了茶鲜叶铡碎机;同时,介绍了整机的结构、工作原理和主要技术参数,并完成了主要工作部件设计。通过生产试验表明:该机切碎合格率为98%,生产率为3～4.5t/h,单位能耗为0.52kW.h/t,各项技术指标均达到了茶鲜叶机械化切碎加工技术要求。     

模拟手枸杞采摘机设计

为解决现有采摘机对果实损失较大以及采摘效率低等技术问题,根据枸杞果实成熟自然特性,设计模拟手枸杞采摘机。手持采摘头内两旋转体的表面相对称凸出设有若干胶环。两旋转体通过直流电机的传动进行相对运动,实现了模拟人手采摘动作采摘果实。整机性能测试结果表明,手持采摘头质量约300 g,直流电机转速在120 r/min,运行平稳可靠,采摘枸杞果时对树叶和不成熟果实没有损伤,不影响采后产量和生长。每小时可采摘成熟枸杞果15～20 kg,而每小时手工采摘成熟枸杞果只有2～3 kg。该机具可以满足大面积枸杞采摘的需要,采摘速度是人工的7～8倍。     

分体刀具式名优茶采摘末端执行器设计与试验优化

针对名优茶机械化采摘过程中侧芽无法采摘的问题,根据顶芽、侧芽及茶梗的相关参数并结合茶园环境设计了一种末端执行器,利用分体式刀具的刀齿弯曲变形适应茶梗的干扰从而采摘侧芽。通过有限元仿真刀具切割侧芽得到采摘成功率的影响因素为刀齿宽度、刀齿长度及刀具厚度;采用三因素三水平的中心组合设计与响应面分析法研究各因素对采摘成功率的交互影响;以采摘成功率为响应值建立二次回归模型,确定各因素对采摘成功率的影响显著性主次排序为：刀齿长度、刀齿宽度、刀具厚度。以采摘成功率为目标对各试验因素进行优化,得到优化后的刀齿宽度、刀具厚度、刀齿长度分别为2.6、0.9、20.0mm。采用优化后的参数进行茶园采摘试验,结果表明,末端执行器能够有效完成茶叶采摘工作,顶芽、侧芽采摘成功率分别为93%、63%,试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。     

基于机器学习的采摘机器人动作执行效率优化研究

为了提高采摘机器人动作的执行效率,提高动作执行的控制精度,将机器学习算法引入到了采摘机器人控制系统的设计上,利用机械学习和归纳学习设计了采摘机器人的机器学习方法,并利用PID反馈调节对学习过程进行了优化,从而得到了效率较高的机器人采摘动作执行系统.以相同时间内果实的采摘量为作业任务,对不同机器学习方法的机器人采摘果实数...     

轴流式花生捡拾收获机设计与试验

针对花生全喂入捡拾收获过程捡拾率低、荚果损失率高、生产率低等问题,基于花生生物学特点、荚柄脱离特性及荚果破损机理,设计了一种轴流式花生捡拾收获机。整机采用自走式底盘驱动,配套动力120 kW,主要由捡拾装置、输送装置、摘果装置、清选装置、底盘系统、集果装置等组成,可一次完成对田间条铺花生植株的捡拾、输送、果蔓脱离、果杂清选、提升集果等功能。在分析整机工作原理的基础上,进行了关键部件结构设计及参数确定,通过动量守恒原理和赫兹接触理论建立捡拾过程的碰撞模型和摘果装置关键参数方程,并对荚果破损和荚柄分离力学模型进行了定量分析,确定以弹齿转速、摘果滚筒转速、机具前进速度为主要影响因素,并针对“开农61”品种花生进行试验研究。结果表明,最优参数组合为弹齿转速68 r/min、摘果滚筒转速447 r/min、机具前进速度1.4 m/s,对应的捡拾率为98.62%、荚果损失率为2.11%、生产率为0.61 hm^2/h,捡拾率、生产率比优化前分别提高了2.1、4.5个百分点,荚果损失率比优化前降低了0.9个百分点,综合性能明显提高。     

基于主动计算机视觉的茶叶采摘定位技术

为解决名优茶智能采摘的茶叶嫩梢定位问题,提出了一种基于主动视觉的嫩梢定位方法,并据此开发了一套视觉定位系统。针对茶叶采摘工作面特点设计了交叉投影与摄像光路;基于色彩因子法实现了自然环境下茶叶嫩梢的识别;重点研究了利用光栅投影轮廓术实现茶叶嫩梢高度信息获取。光栅投影轮廓术采用时间相位法获取光栅场的相位,并利用判别机制和形态滤波器去除噪声点,以多项式逼近法计算高度克服非线性误差。试验结果表明,基于光栅投影法的茶叶嫩梢定位系统,能够有效识别嫩梢并获取其三维信息,为研究名优茶智能采摘机解决了茶叶嫩梢定位问题。