阐述了采摘机器人的新型拟人夹指机构，分析了夹持的力封闭性，建立了扰动条件下的荔枝母枝夹持模型，导出了一种夹持力计算方法；用压力机对结果母枝进行了夹持试验，建立了夹持力、母枝直径等与抓举重力问的关系，给出了定量描述；用机器人在野外环境下进行动态采摘试验，验证了夹指的可靠性。结果表明：所设计夹指结构能适合不同直径母枝的稳...
对不同人工光源辅助下采集到的夜视苹果图像，通过噪声分析，判定苹果夜视图像的噪声以高斯噪声为主，并混有部分椒盐噪声。针对高斯噪声去除难题，将小波变换（Wavelettransform，wT）与独立成分分析（Independentcomponentanalysis，ICA）理论引入夜视图像的处理系统，为了最大程度地降低噪声污染，提出wT—ICA融合降噪方法。通过仿真实验，结...
针对移动机器人路径规划蚁群算法收敛速度慢和人工势场法易陷入局部最优的问题，提出一种以栅格地图为环境模型，在蚁群算法搜索过程中加入针对具体问题的人工势场局部搜索寻优算法，将人工势场法中力因素转换为局部扩散信息素，使蚁群倾向于具有高适应值的子空间搜索，减少了蚁群算法在盲目搜索路径过程中产生的局部交叉路径及蚂蚁“迷失”数量...
为了实现宽幅施药机械喷幅的精确拼接，提出一种机器视觉辅助GPS导航方法。该方法首先对施药机械幅边喷洒泡沫剂并进行泡沫剂识别，识别过程中为了有效分割目标与背景，选定蓝色泡沫剂作为试验对象，提出使用超蓝色灰度化方案，并经过形态学滤波、行定位点的选取、Otsu分割提取泡沫剂信息，使用迭代的最小二乘法检测泡沫剂中心线的信息；然后给...
为满足玉米定向精播对种子外形和品质的要求，设计了一种玉米种子精选装置，并研究了玉米种粒动态检测算法。经过脱粒并筛除杂质的种粒投入玉米种子精选装置，分两列两层传输，完成玉米种粒的动态检测。通过计算种子胚根尖端的方向，排除了种粒的重复检测现象；以人工选取的100粒标准种粒外形参数为基础建立合格种粒特征参数库，实现对种粒外形...
设计了一种脱绒棉种双侧双CCD（Chargecoupleddevice）色选检测系统。通过对该检测系统的光学子系统、图像采集子系统和处理子系统等的分析与设计，结合仿真分析和测试试验，验证了系统效果。其中，图像采集子系统采用彩色线阵CCD对脱绒棉种进行成熟度信息采集、黑白线阵CCD对棉种进行完整度信息采集；图像处理和分析用于提取关键特征信息做棉种...
为提高株问锄草机器人机器视觉刀苗信息获取精度，提出采用里程信息和视觉信息融合的刀苗距优化方法，设计了基于C8051F020单片机的刀苗距优化系统，分析了优化系统构成，为提高里程精度和系统抗振动干扰能力，设计了精准里程采集逻辑电路对测速脉冲进行倍频、辨向及逻辑处理。根据里程信息与视觉信息相对误差的分布规律提出了双阈值权重判断算...
为满足精密播种作业要求，采用夹持充种、振动清种及柔性导种等方式，对指夹式精量玉米排种器进行了改进设计。通过对其工作原理的分析，对关键部件取种指夹、振动区及零速导种带的结构参数进行了优化。为提高排种器作业性能，得出其最佳工作参数，以工作转速和弹簧丝径为试验因素，粒距合格指数、重播指数和漏播指数为试验指标进行二次正交旋转...
为提高油菜离心式精量直播机排种器田间作业的适应性，特别针对机组作业时存在倾斜、颠簸等工况，设计了一种多阶分一合分流装置。以枝状阀式分流装置为研究对象，分析了影响种子分流效果的影响要素，运用离散元仿真软件EDEM对分流装置结构形式开展了正交旋转试验，建立了集排器各行排量一致性的四元二次回归模型；利用3D打印技术加工成型枝状阀...
为了进一步优化栽植嘴的轨迹、姿态及其挖出的穴口形状，提高钵苗移栽的立苗率，提出了基于两级非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构组合设计思路，运用变性椭圆一共轭非圆齿轮、变性偏心圆一共轭非圆齿轮、变性巴斯噶蜗线非圆齿轮、变性傅里叶非圆齿轮和变性正弦非圆齿轮5类非圆齿轮副，组合设计了25种不同的栽植机构。建立了基于非圆齿轮行星轮系...
针对根系较发达作物和易板结土壤工况下的株间锄草，设计了行星刷式株间锄草机械手。研究了锄草机械手避苗锄草的工作原理，建立了运动学模型，研究了刷盘上点的运动轨迹和速度曲线随行星轮系传动比变化的规律。将覆盖率、入侵率及保护区范围作为锄草效果的评价指标，通过设计锄草机械手的结构参数，对锄草刷盘运动轨迹进行仿真，分析刀杆偏心距...
圆形喷灌机水肥一体化作业时对喷洒肥液均匀性有较高要求，需要采用比例施肥装置，确保注入喷灌机的肥液流量保持恒定。为此设计了基于柱塞式注肥泵的泵注式施肥装置，并以注射喷嘴的孔口直径、安装位置以及注肥泵的电源频率为变量，进行了圆形喷灌机应用泵注式施肥装置的喷灌施肥均匀性试验。结果表明，圆形喷灌机停止状态下，注肥泵电源频率50...
针对目前我国水稻秸秆还田机械普遍存在的耕作深度浅、秸秆还田深度不满足农艺要求、旋耕部件缠草严重等问题，运用旋耕理论和数值计算分析方法设计了水稻秸秆深埋整秆还田装置。根据实际情况对土壤颗粒进行假设，运用离散元法建立土壤颗粒力学模型，应用EDEM软件进行整秆还田仿真虚拟试验，仿真结果表明，耕深在20cm时，土壤表层覆盖率为93．87...
针对现有板栗剥苞机在七八成熟板栗剥苞时存在脱尽率低、损伤率高而只能手工剥苞、效率低下的现状，设计了一种基于柔性揉搓原理剥苞和往复运动筛分的板栗剥苞机。详细阐述了剥苞机的柔性揉搓关键部件、双层往复筛分部件以及传动系统的设计。设计的揉搓橡胶板和揉搓臂的长度可调，对不同大小的板栗刺球剥苞适应性好。通过样机试验，证明了该机对...
为减少玉米籽粒收获机作业时籽粒清选损失率，利用EDEM建立了玉米脱出物各成分颗粒模型，采用CFD—DEM耦合的方法对玉米脱出物在贯流式风筛清选装置中的运动进行了数值模拟。仿真结果表明，透筛杂质为玉米芯且集中在清选装置后部；随着清选装置入口气体速度的提高清选装置清选获得的籽粒清洁率提高，但玉米籽粒清选损失率增加，仿真结果与台架试...
打结钳嘴是打结器承载的关键部件，为研究其在秸秆捆扎打结过程中的载荷情况，利用华德9YFQ-1．5系列压捆机开展了秸秆捆扎试验，由张力传感器、高速摄影机以及同步控制装置组成的试验方案，成功获取了秸秆捆扎过程中捆绳张力数据和捆绳对打结钳嘴的作用部位；研究构建了捆绳张力与打结钳嘴载荷的转换模型，结果显示捆绳对上颚的载荷较大，达到...
通过对打结器夹绳一绕扣一钳咬动作的运动学建模，解析描述了捆绳夹持、绕扣成环和准确钳咬的动作时序关系和位置关系，分析了打结嘴和夹绳盘动作时序差妒和打结嘴轴线与主轴轴线夹角d取不同值时对夹绳、绕扣和钳咬动作的影响，并对夹绳运动的放绳作用进行分析，建立了捆绳钳咬前牢固夹持的受力条件和捆绳钳咬后允许捆绳沿夹绳盘轴向滑移而不被...
为解决高盐碱土壤与高有机土壤水分实时检测难题，研究了一种基于相位检测的时域传输（TDT）型土壤水分检测方法，并对传感器的探头结构、测量频率进行了分析。通过试验分析可知：当探针直径为2mm、两针间距为10mm、针长120mm、测量频率为100MHz时，在砂壤土、粘壤土、盐碱土、高有机土中的测量误差分别为±0．87％、±0．95％、±2．20％、±1．94...
利用三维白光干涉形貌仪对滴灌系统中光滑毛管管壁、未使用过的毛管管壁、附生生物膜的毛管管壁3种壁面进行表面形貌测试，在此基础上借助相位多普勒粒子分析仪研究了3种壁面条件下，3种粒径颗粒与壁面碰撞规律。结果表明：生物膜管壁的比表面积（212％）显著高于毛管管壁（4．37％）及光滑管壁（0．196％）；细颗粒（粒径为10μm）与光滑管壁碰...
采用粒子跟踪测速（PTV）技术，通过观测动态水压及恒定水压下迷宫流道内示踪粒子的运动规律，分析动态水压下迷宫流道内水流的运动特性，揭示动态水压滴灌抗堵机理。结果表明：相对于恒定水压，动态水压下流道内流量未出现明显下降，动态水压对滴灌系统的供水能力影响较小；动态水压下流道主流区水流流速始终保持大幅度上下波动，水流紊动更加...
集沙仪是观测风沙流结构和研究风沙移动规律的必备仪器。针对强风环境下集沙仪内部风沙的有效分离问题，提出了分流气体对冲法，设计了分流对冲式集沙仪，阐述了分流气体对冲法的设计原理和分流对冲式集沙仪的参数分析理论，并在利用Fluent软件对其风沙分离器进行数值模拟的基础上进行了风？同试验验证和性能分析。结果表明，采用该方法的分流对...
挠力河作为三江平原最大的流域，其径流变化过程对三江平原的社会经济发展、生态环境变化起着至关重要的作用。为获取该流域的径流量变化特征，首先采用线性趋势分析法和Mann—Kendall趋势检验法对流域4个代表性水文站径流序列进行趋势分析，然后采用滑动移除近似熵法（MC—ApEn法）和Mann—Kendall突变检验法分别对径流进行突变检验，并对径流...
建立了适用于不同热解温度下的热解挥发物冷凝特性测试系统，对油茶壳400％、500℃和600℃连续热解挥发物进行了冷凝特性研究。结果表明油茶壳挥发物的换热系数均随冷凝过程的增加而减小；在入口段中，400℃生物质挥发物的表面换热系数高于500％和600℃的实验值，表明不凝气含量的增加减弱了挥发物的对流换热强度。用Nusseh、f因子模型进行模型...
针对氨吹脱工艺碱消耗量大、填料塔填料易结垢造成压降、塔板塔易夹带雾沫、漏液的技术缺陷和尾气氨吸收不完全的问题，设计了两阶段闭式循环氨脱除工艺，并利用研发的鼓泡反应器进行了猪粪厌氧消化液NH4-N脱除的研究。利用响应面法优化气流量、投碱量、气液比与NH4＋N去除率的控制模型。研究表明：第1阶段吹脱厌氧消化液CO2，消化液pH值1h可从8...
为及时有效地监测和预警厌氧发酵系统的运行稳定性，根据Nordmann滴定法的原理，设计了一种沼气工程厌氧发酵液总挥发酸（VFA）质量浓度和碳酸氢盐（TIC）质量浓度自动滴定装置。本装置以LabVIEW为平台，可精确测定厌氧发酵液的VFA质量浓度和TIC质量浓度，并能够实现pH计自动标定、自动滴定与补液、生成实时滴定曲线、数据处理与存储等功能。利...
基于机器视觉技术设计了鸡胴体表面污染物在线检测及处理系统。通过“工业相机＋滤光片＋计算机”的方式在线采集鸡胴体表面波长500nm和710nm的特征图像，采用中值滤波、灰度增强进行图像预处理，然后采用Otsu法自动确定阈值并获得二值化图像，再对图像进行腐蚀、膨胀、空洞填充以及异或操作，分割得到鸡胴体表面污染物区域并以此判断鸡胴体表面...
为了探索利用介电谱无损检测采后梨内部品质的潜力，采用同轴探头技术测量了采摘于4个果园的310个“砀山酥”梨在采后8周贮藏期间20～4500MHz间201个频率点下的相对介电常数和介质损耗因数；分别以可溶性固形物含量（SSC）、硬度和含水率作为内部品质指标，基于x-y共生距离的样本划分法确定了校正集样本233个和预测集样本77个。采用连续投影选法...
湿式微波杀菌是一项全新的技术。以电磁和传热耦合方程为理论基础，对处于水浴加热的2450MHz微波单模谐振腔，建立三维非稳态有源加热数学模型，采用有限元方法，求解谐振腔的电磁场分布和食品样品的温度场分布，确定角锥喇叭最佳尺寸为283．92mm×136．50mm×109．20mm、谐振腔高度为75mm。将计算结果及分析用于指导微波杀菌装置的设计，研制出一...
针对家庭农场及小规模营销的需要，设计了基于机器视觉的小型农产品分选机。农产品在平胶带上形成多通道阵列式输送，以DSP作为机器视觉单元的核心，采集一帧图像可分析多个通道，并根据农产品的形状、颜色等图像特征进行分选。在水平输送速度为9．2cm／s、农产品输送间隔为16cm、4通道并行输送的条件下，选用核桃、红枣及栗子3种农产品进行了分...
宰后成熟是改善肉类品质的重要方法。通过测定pH值确定牦牛肉成熟终点，研究新鲜牦牛肉与宰后成熟牦牛肉的差异蛋白质组学，为改善牦牛肉品质提供理论依据。选取青海大通牦牛，取背最长肌采用超速离心、双向凝胶电泳（2-DE）分离蛋白，应用PDQuest8．0软件分析寻找差异蛋白质斑点，并经高效液相色谱串联离子阱质谱鉴定。结果表明：从背最长肌蛋...
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