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4JS220型玉米秸秆切段还田机设计与试验 认领 引用 被引量：3
1
作者 姜伟 荐世春 +2 位作者 周进 贺志永 张华 《农业装备与车辆工程》 2022年第4期6-10,共5页
传统单轴和双轴玉米秸秆还田机切碎后秸秆呈丝条状,无法实现切段精细还田,阻碍下茬作物播种和出苗。针对这些问题,设计了4JS220型玉米秸秆切段还田机,采用双轴切碎,前切碎为锤爪粉碎器,后切碎为滚筒式切碎器,可实现玉米秸秆切段还田。... 传统单轴和双轴玉米秸秆还田机切碎后秸秆呈丝条状,无法实现切段精细还田,阻碍下茬作物播种和出苗。针对这些问题,设计了4JS220型玉米秸秆切段还田机,采用双轴切碎,前切碎为锤爪粉碎器,后切碎为滚筒式切碎器,可实现玉米秸秆切段还田。田间试验表明,该机切段平均长度30.4 mm,留茬平均高度39.1 mm,秸秆粉碎长度合格率93.3%,秸秆抛撒不均匀度11.3%,纯生产率0.333 hm2/(m·h)。样机各项指标均达到或超过国家标准要求,满足设计与使用要求。 展开更多
关键词 玉米 秸秆还田 锤爪粉碎器 滚筒切碎器 秸秆切段
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导流锥结构对农用轴流风机性能的影响 认领 引用
2
作者 刘志伟 于爽 +2 位作者 张玉芬 卜崇兴 丁涛 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期193-201,共9页
针对农用轴流风机在高静压、小流量工况下性能偏低的问题,以550圆筒轴流风机为研究对象,采用CFD数值模拟和响应面分析法对其进行结构优化。选取外壳部件的进口段长度和出口段长度,以及进口导流锥长度和出口导流锥长度为试验因素,以风机... 针对农用轴流风机在高静压、小流量工况下性能偏低的问题,以550圆筒轴流风机为研究对象,采用CFD数值模拟和响应面分析法对其进行结构优化。选取外壳部件的进口段长度和出口段长度,以及进口导流锥长度和出口导流锥长度为试验因素,以风机风量和能效比为评价指标,系统分析外壳部件优化及导流锥增设对风机整体性能的影响。使用Liutex涡识别方法对风机的流场进行涡识别,分析风机内部流场涡结构。结果表明:在对外壳部件进行优化并增设导流锥结构后,电机尾部流场内的涡明显减小。与原型风机相比,优化方案使风量提高7.39%,能效比提高2.6%。增设导流锥结构能够显著提升农用轴流风机性能。 展开更多
关键词 农用轴流风机 外壳部件 导流锥 数值模拟 涡识别
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果蔬采摘机器人研究现状及发展趋势 认领 引用 被引量：5
3
作者 夏先飞 贾磊 +5 位作者 张硕 宫庆硕 吕俊潼 沈成 张进龙 梁明旭 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期14-28,共15页
果蔬采摘机器人是农业机器人的重要组成部分,对提高果蔬生产效率意义重大,是农业机器人领域的研究热点。该文系统归纳了当前国内外果蔬采摘机器人技术现状,介绍了当前典型果蔬采摘机器人整机进展,并重点从采摘机器人关键机构和所涉及的... 果蔬采摘机器人是农业机器人的重要组成部分,对提高果蔬生产效率意义重大,是农业机器人领域的研究热点。该文系统归纳了当前国内外果蔬采摘机器人技术现状,介绍了当前典型果蔬采摘机器人整机进展,并重点从采摘机器人关键机构和所涉及的核心技术两个维度进行了深入分析总结。关键机构方面,阐述了视觉与行走机构技术进展与存在挑战,重点对末端执行器的抓取方式、采摘方式进行了分类介绍,对几种典型的末端执行器适用场景进行了梳理对比。核心技术方面,全面总结了导航定位、目标识别以及机械臂轨迹规划等农业机器人核心技术现状,明确目前发展趋势,对比了不同技术的优势特点,并对当前卡点难题进行了分析,强调亟需构建农业专用感知-决策-控制一体化技术体系,以突破现有技术瓶颈。最后,基于目前国内外研究现状,总结了采摘机器人研究还存在的技术难题,并对采摘机器人未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 采摘机器人 视觉识别 导航定位 路径规划 末端执行器
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基于稳定夹持的类球形果实采摘末端执行器优化设计与试验 认领 引用 被引量：5
4
作者 谭励 余煌 +2 位作者 杜小强 贺磊盈 马锃宏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期353-365,共13页
末端执行器的稳定夹持是采摘机器人精准可靠作业的关键技术之一。然而在农业非结构生长环境下,果实大小不一、形状各异,对于末端执行器的稳定夹持是重大挑战。针对类球形果实的稳定夹持问题,优化设计了一种联动驱动的三指双指节末端执... 末端执行器的稳定夹持是采摘机器人精准可靠作业的关键技术之一。然而在农业非结构生长环境下,果实大小不一、形状各异,对于末端执行器的稳定夹持是重大挑战。针对类球形果实的稳定夹持问题,优化设计了一种联动驱动的三指双指节末端执行器。首先设计了末端执行器基本结构与参数,然后建立了双指节手指机构的正运动学模型,并基于果实包络稳定性建立了稳定夹持的多目标优化目标函数及约束条件,采用NSGA-Ⅱ算法进行参数优化求解,并通过ADAMS仿真平台验证了所设计末端执行器运动规律的正确性,最后对不同大小和姿态的番茄果实进行了稳定夹持试验,试验结果表明,夹持不同大小形状的番茄果实时,果实相对于末端执行器的平均质心偏移量为4.30 mm,各指节夹持接触点的平均位置变化量为6.23 mm。所设计的末端执行器对不同大小姿态番茄的夹持适应性较好,能有效提升末端执行器的夹持稳定性,对采摘机器人的研发应用具有重要的理论与技术支撑。 展开更多
关键词 稳定夹持 果实采摘 多目标优化 NSGA-Ⅱ算法 末端执行器 参数优化
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悬挂式全自动高速精密小区播种机的设计与试验 认领 引用 被引量：7
5
作者 刘春旭 张范良 +5 位作者 芦磊 朱炫铭 徐涛 李存斌 李蕾 邢璐露 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期67-74,82,共8页
针对目前悬挂式小区播种机普遍存在的自动化程度不高、机具载人作业容易引发安全事故、作业速度较低、作业质量不佳等问题,创新设计了一种全新架构的2BXG-4A型悬挂式全自动高速精密小区播种机。通过对单排种组件工作流程的分析,确定影... 针对目前悬挂式小区播种机普遍存在的自动化程度不高、机具载人作业容易引发安全事故、作业速度较低、作业质量不佳等问题,创新设计了一种全新架构的2BXG-4A型悬挂式全自动高速精密小区播种机。通过对单排种组件工作流程的分析,确定影响机具作业速度提升的关键因素;借助单/双排种组件工作时序图,对电驱双联排种器的结构优势进行了对比分析;采用底板可电动翻转式独立充种室的结构形式,通过物理隔绝的手段,解决快速清种和混种的问题;分析了机具最高作业速度、最小株距和步进电机最高转速之间的关系,确定了排种器锥齿轮副的传动比;通过将5层推送单元层叠配置,借助控制器结合多源传感器实现连续自动供种,提高了整机的自动化程度。田间试验结果表明:机具最高作业速度可达3.0 km/h,能够实现不停机换种,粒距合格指数为96.9%,播深一致性为95.3%,混种率为0%,无需随机辅助供种作业人员,满足设计要求。 展开更多
关键词 小区播种机 悬挂式 全自动 高速 精密
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高含水率玉米纵轴流脱粒装置刚柔耦合结构设计与试验 认领 引用 被引量：3
6
作者 张静 胡经营 +4 位作者 周正 李世龙 刘希光 何勋 张红梅 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期58-70,共13页
针对黄淮海地区高含水率玉米籽粒收获中籽粒破碎率高和脱净率低的突出问题,该研究提出一种基于刚柔耦合降损机理的纵轴流脱粒方案,设计“刚柔耦合脱粒元件+仿生拇指脱粒元件”协同脱粒结构,采用4组刚柔耦合元件90°均布、8组仿生元... 针对黄淮海地区高含水率玉米籽粒收获中籽粒破碎率高和脱净率低的突出问题,该研究提出一种基于刚柔耦合降损机理的纵轴流脱粒方案,设计“刚柔耦合脱粒元件+仿生拇指脱粒元件”协同脱粒结构,采用4组刚柔耦合元件90°均布、8组仿生元件45°交错的多螺旋交错排布方式优化脱粒元件与籽粒的接触特性。对脱粒装置的关键部件进行理论分析与计算,基于Hertz接触理论和离散元法,通过网格划分与坐标填充法构建含3层粘结键的柔性玉米果穗多尺度模型,并进行了力学标定验证以及两种脱粒装置的脱粒过程对比仿真,所建果穗模型可在装置内实现籽粒脱粒、芯轴弯曲和折断,验证了仿真模型和脱粒装置结构设置的准确性。通过单因素试验明确影响脱粒性能的主要因素为滚筒转速、喂入量和凹板间隙,采用Box-Behnken响应面设计试验方案,结合正交试验与响应面分析探究各因素交互作用规律,并以籽粒破碎率和未脱净率为评价指标进行台架验证试验,与黄淮海地区主流常规开式脱粒装置(刚性钉齿滚筒+栅格凹板)进行对比分析。结果表明:影响脱粒性能的主次因素顺序为滚筒转速、凹板间隙、喂入量,较优理论参数组合为滚筒转速421.77 r/min、喂入量7.80 kg/s、凹板间隙40.54 mm,此参数组合下理论籽粒破碎率与未脱净率最优值分别为3.64%、1.22%。考虑实际工程应用,凹板间隙圆整取40 mm,其余参数保持理论优化值不变,试验结果表明,本研究设计的闭式脱粒滚筒装置籽粒破碎率与未脱净率分别为3.78%、1.47%,较常规开式脱粒装置两项指标分别降低1.79和0.08个百分点,满足GB/T21962-2020脱粒性能标准要求。研究证实所提出的刚柔耦合与仿生拇指元件协同脱粒装置,能显著降低籽粒冲击损伤,可为30%~35%高含水率玉米低损收获装备的研发提供设计参考。 展开更多
关键词 玉米籽粒 脱粒装置 纵轴流 离散元 刚柔耦合 仿生拇指元件
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悬挂式全电驱小区精量播种机控制系统的设计与试验 认领 引用 被引量：5
7
作者 东忠阁 程睿 +4 位作者 吴泽全 赵尔迪 侯云涛 李占成 蔡晓华 《农机化研究》 北大核心 2026年第3期70-77,共8页
为实现小区播种机高效清种与充种,提升区块行长、区间间隔与播种株距的控制精度,并完成多作业行区块的精确对齐,设计了一套悬挂式全电驱小区播种机智能控制系统。该系统集成RTK差分定位、种盒自动传送、排种器伺服驱动、快速清充种、电... 为实现小区播种机高效清种与充种,提升区块行长、区间间隔与播种株距的控制精度,并完成多作业行区块的精确对齐,设计了一套悬挂式全电驱小区播种机智能控制系统。该系统集成RTK差分定位、种盒自动传送、排种器伺服驱动、快速清充种、电驱变量施肥和人机交互等模块,构建了一套完整的精密播种控制体系。针对地轮滑移和北斗RTK定位更新频率低的问题,提出了动态校正算法,通过RTK信号对地轮速度进行在线辨识与滑移补偿,提升了行进测速和株距、播种控制精度;通过台架试验优化清充种控制时序,提升清种与充种效率;田间试验结合打标装置对小区行长、区间间隔、不同作业方向区块对齐精度和株距一致性进行验证,结果表明:在3.0 km/h作业速度下,品种隔离成功率达到100%,播种株距合格率为93.2%,小区行长和区间道控制误差分别小于5 cm和2 cm,各行区块对齐偏差不超过6 cm。研究为提高小区育种播种的精度与作业可靠性提供了有效的技术支撑。 展开更多
关键词 小区播种机 精准控制 动态校正 快速清充种 控制时序
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马铃薯播种机株距精量控制系统设计与试验 认领 引用 被引量：3
8
作者 毛旭 汪达 +4 位作者 于博杰 李好 李洋 杨德秋 谭彧 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第4期28-37,共10页
针对传统地轮驱动马铃薯播种机株距调节能力有限及高速滑移导致播种精度低、均匀性差等问题,研发了一套基于电液驱动的马铃薯播种机株距精量控制系统。系统采用液压马达驱动替代地轮机械传动,基于双油路液压集成阀块实现2路播种单元独... 针对传统地轮驱动马铃薯播种机株距调节能力有限及高速滑移导致播种精度低、均匀性差等问题,研发了一套基于电液驱动的马铃薯播种机株距精量控制系统。系统采用液压马达驱动替代地轮机械传动,基于双油路液压集成阀块实现2路播种单元独立调控;设计了模糊PID控制器,依据行驶速度与液压马达转速双反馈构建闭环调速系统,根据偏差(e)和偏差变化率(ec)动态调节PID参数,显著提升株距均匀性与无级调节能力。AMESim-Simulink联合仿真结果表明:在阶跃信号(70 r/min)和突加负载(100 N·m)工况下,双马达同步性良好(无超调),响应时间小于0.5 s,转速波动幅度小于1.5%,并于0.3 s内收敛。室内台架与田间试验结果表明:在株距0.16~0.24 m及速度2~8 km/h工况下,实际播种株距相对偏差不大于8%,符合行业标准,满足多工况下精量播种的高可靠性要求。 展开更多
关键词 马铃薯播种机 电液驱动 模糊PID控制 株距精量控制
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复合机械臂构型番茄采摘机器人设计与试验 认领 引用 被引量：3
9
作者 荣佳诚 熊梓茗 +3 位作者 元嘉策 李伟 王蓬勃 袁挺 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期61-70,94,共10页
针对设施温室番茄垂直栽培条件下采摘作业空间受限、采摘果穗高度差异大及障碍物分布复杂等问题,设计并制造了一台集视觉感知、升降解耦合运动规划与柔性夹剪执行功能于一体的番茄采摘机器人。系统采用7自由度协作型机械臂与滑轨式升降... 针对设施温室番茄垂直栽培条件下采摘作业空间受限、采摘果穗高度差异大及障碍物分布复杂等问题,设计并制造了一台集视觉感知、升降解耦合运动规划与柔性夹剪执行功能于一体的番茄采摘机器人。系统采用7自由度协作型机械臂与滑轨式升降机构的复合构型,结合RGB-D相机构建远景-近景双层视觉感知体系,实现成熟果穗检测与果梗剪切位姿精确定位。为提升在不同高度与姿态约束下的采摘路径可行性,提出一种基于可达性地图的升降关节与机械臂解耦合规划方法,并结合改进PB-PSO逆运动学优化与基于引力场的RRT*路径规划,实现快速、无碰撞的采摘位姿生成与执行。温室现场试验结果表明,所提出采摘方法在剪切位姿求解准确率和抓取位姿规划成功率方面分别较基线方法提高了5.9个百分点和7.5个百分点,整体采摘成功率(未考虑末端执行器剪切失败情况)达到65.8%,验证了系统在复杂设施温室环境下的可行性。 展开更多
关键词 番茄采摘机器人 果梗位姿估计 复合机械臂解耦合规划 设施温室
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基于EDEM的滚筒堆肥反应器混料抄板设计及试验 认领 引用 被引量：3
10
作者 程红胜 张泽涵 +5 位作者 丁京涛 邹亚东 沈玉君 周海宾 徐鹏翔 于淼 《中国农业科技导报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期108-118,共11页
为获得滚筒堆肥反应器混料抄板合理设计参数,解决反应器内堆肥物料混匀效果差、发酵效率低的问题,以滚筒反应器混料抄板为研究对象,采用EDEM法建立牛粪-玉米秸秆混料模型,以抄板高度、抄板安装角度、滚筒截面抄板数量为试验因素,以物料... 为获得滚筒堆肥反应器混料抄板合理设计参数,解决反应器内堆肥物料混匀效果差、发酵效率低的问题,以滚筒反应器混料抄板为研究对象,采用EDEM法建立牛粪-玉米秸秆混料模型,以抄板高度、抄板安装角度、滚筒截面抄板数量为试验因素,以物料颗粒分布比例变异系数为评价指标开展仿真试验,通过响应曲面法分析各因素对混料抄板混料效果的影响,并搭建滚筒混料试验平台,开展性能验证试验。结果表明,影响混料抄板混料效果的因素依次为抄板安装角度、滚筒截面抄板数量和抄板高度;最优混料抄板参数为抄板高度0.6R(R为滚筒内径半径)、安装角度60°、滚筒截面抄板数量6条;在此条件下物料混合均匀度最好,滚筒转动10圈混合均匀度可达91.24%。性能验证试验表明,相较于优化前的混料抄板,优化后的混料抄板混料效率提升30%以上,优化后的处理高温持续时间提高1 d,水分脱除效率提升2.5倍,种子发芽指数提高约10%。研究结果为提升滚筒堆肥反应器性能、优化滚筒反应器抄板设计提供参考。 展开更多
关键词 滚筒 反应器 抄板 EDEM
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高速嫁接机多路供夹机构试验研究 认领 引用 被引量：4
11
作者 李慧文 林承蔚 +4 位作者 杨旭 黄思 初麒 陈治盛 辜松 《农机化研究》 北大核心 2026年第3期78-84,共7页
针对现有嫁接机存在作业生产效率不理想的问题,提出了一种茄果类高速嫁接机嫁接夹多路供夹机构。基于贴接嫁接法使用嫁接夹固定嫁接幼苗的方法,以一体式嫁接夹为研究对象,设计了一种主要由振动盘、精量排夹装置、直线模组、落夹轨道、... 针对现有嫁接机存在作业生产效率不理想的问题,提出了一种茄果类高速嫁接机嫁接夹多路供夹机构。基于贴接嫁接法使用嫁接夹固定嫁接幼苗的方法,以一体式嫁接夹为研究对象,设计了一种主要由振动盘、精量排夹装置、直线模组、落夹轨道、嫁接夹开夹手和对位针等组成的嫁接夹多路供夹机构,在嫁接机一个嫁接作业循环中可同时提供6个嫁接夹,完成6株嫁接苗切口的同时固定。对供夹机构进行了落夹作业性能试验,探究落夹轨道宽度与嫁接夹宽度的相对差、落夹轨道高度与嫁接夹高度的相对差、对位针直径对落夹成功率的影响,结果表明:落夹轨道宽度与嫁接夹宽度的相对差为1 mm、落夹轨道高度与嫁接夹高度的相对差为1.5 mm、对位针直径为1.5 mm时,多路供夹机构的落夹性能最好,落夹成功率可达98%以上,此时多路供夹机构作业效率达3 240个/h,可满足高速嫁接作业的要求。研究结果可为高速嫁接机的研制与开发提供技术参考。 展开更多
关键词 高速嫁接机 嫁接夹 贴接法 供夹机构 多路 轨道
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基于CFD-DEM耦合仿真的气吸式核桃定向摆放装置的设计与试验 认领 引用 被引量：3
12
作者 刘梦迪 王应彪 +2 位作者 王周梅 张超宇 李九峰 《中国油脂》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期122-128,共7页
为确保核桃在吸附摆放过程中的姿态固定,设计一种气吸式核桃定向摆放装置。利用CFD-DEM气固两相耦合仿真方法对核桃定向摆放的工作过程进行分析,以核桃与吸口的距离、气流速度、负压强度为考察因素,定向合格指数为评价指标,采用单因素... 为确保核桃在吸附摆放过程中的姿态固定,设计一种气吸式核桃定向摆放装置。利用CFD-DEM气固两相耦合仿真方法对核桃定向摆放的工作过程进行分析,以核桃与吸口的距离、气流速度、负压强度为考察因素,定向合格指数为评价指标,采用单因素试验和响应面试验对核桃定向摆放装置的工作参数进行仿真优化,并结合实际试验验证定向吸附核桃的可行性。结果表明:核桃能被吸起的最低气流速度为25.5 m/s,最小负压强度为-93.6 kPa;影响定向合格指数的因素依次为气流速度、核桃与吸口的距离、负压强度;通过仿真优化和实际试验验证得到气吸式核桃定向摆放装置的最优工作参数为核桃与吸口的距离4 mm、气流速度27 m/s、负压强度-98 kPa,此时平均定向吸附成功率为95%。综上,气吸式核桃定向摆放装置满足核桃定向吸附摆放生产要求。 展开更多
关键词 核桃 气吸式 定向摆放 CFD-DEM
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黏重土壤芯铧式播种开沟器优化设计与试验 认领 引用 被引量：2
13
作者 郝建军 屈鹏程 +4 位作者 刘天龙 赵佳乐 殷常峰 赵建国 王新芳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期180-190,226,共11页
针对播种开沟器在黏重土壤环境下作业时粘土严重、开沟阻力大等问题,本文设计了一种适宜黏重土壤的芯铧式播种开沟器。通过理论分析与经验设计,确定了芯铧式播种开沟器的结构参数为:入土角45°、入土隙角5°、斜切角30°、... 针对播种开沟器在黏重土壤环境下作业时粘土严重、开沟阻力大等问题,本文设计了一种适宜黏重土壤的芯铧式播种开沟器。通过理论分析与经验设计,确定了芯铧式播种开沟器的结构参数为:入土角45°、入土隙角5°、斜切角30°、起始滑切角23°、终止滑切角45°、芯铧幅宽45 mm。为进一步改善黏重土壤环境下芯铧式播种开沟器减粘脱附性能,基于仿生学的非光滑表面减粘降阻原理,采用增加凸筋方式对芯铧式播种开沟器犁体表面局部进行织构化改形设计,以凸筋几何参数为试验因素,利用EDEM软件模拟开沟器在土槽中的运动情况,采用响应面试验分析凸筋几何参数对土壤粘附量和开沟阻力的影响规律,优化凸筋几何参数最佳组合为:凸筋宽度7.623 mm、凸筋高度1.344 mm、相邻凸筋间距11.782 mm,此时开沟器土壤粘附量为159.88 g,开沟阻力为60.065 N。土槽试验结果表明:在相同工作条件下,织构化改形开沟器较普通开沟器土壤减粘率为16.33%,开沟阻力降低了2.91%~4.45%,达到了预期的减粘降阻效果。 展开更多
关键词 播种机 芯铧式开沟器 黏重土壤 EDEM 减粘降阻 优化设计
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甘薯横向水平移栽机刮板式覆土装置设计与试验 认领 引用 被引量：2
14
作者 张万枝 李登山 +3 位作者 张婷婷 孙雨露 柳洪鹃 穆桂脂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期203-214,共12页
甘薯横向水平移栽可提高产量和商品率,但二者被移栽深度严重制约,且机械化移栽对甘薯苗形态要求极高。为此,根据甘薯横向水平移栽农艺要求,针对大田苗移栽的甘薯横向水平移栽机设计了一种刮板式覆土装置以保证移栽深度。首先,对刮板式... 甘薯横向水平移栽可提高产量和商品率,但二者被移栽深度严重制约,且机械化移栽对甘薯苗形态要求极高。为此,根据甘薯横向水平移栽农艺要求,针对大田苗移栽的甘薯横向水平移栽机设计了一种刮板式覆土装置以保证移栽深度。首先,对刮板式覆土装置进行结构设计,对其作业时的土壤颗粒运动过程进行理论分析,确定土壤颗粒运动速度和运动方向的主要影响因素为安装倾角α、刮板倾角β、刮板线速度vb,而刮板长度L、宽度W和间距D会影响上土量。然后,进一步理论分析获得刮板式覆土装置安装位置,α、W和D的取值以及vb、β和L的取值范围。最后,基于RecurDyn-EDEM的耦合仿真建立田垄-刮板式覆土装置耦合作用模型,采用Box-Behnken试验设计方法,以vb、β、L为试验因素,以平均覆土厚度为评价指标,分析各试验因素及其交互作用对平均覆土厚度的影响。利用Design-Expert软件得到回归方程的预测模型并进行响应面分析,确定了刮板式覆土装置的最优参数组合:刮板倾角100.35°、刮板线速度1.74 m/s、刮板长度150.32 mm时性能最优,平均覆土厚度为50 mm。田间试验表明最优参数组合下,平均覆土厚度为48 mm,移栽深度合格率为96%,覆土厚度标准差为4.6 mm。 展开更多
关键词 甘薯 移栽深度 刮板式 覆土装置 耦合仿真 参数优化
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基于图像分割的深纹核桃挤压破壳裂纹规律研究 认领 引用 被引量：2
15
作者 李丽霞 万水龙 +4 位作者 陈祥浩 胡伟明 曾庆宇 陈申奥 刘涛溢 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第8期397-406,共10页
对核桃挤压破壳裂纹规律的研究有利于提升核仁完整性,然而传统的破壳方法难以准确反映裂纹真实演化规律。针对上述问题,以云南泡核桃为研究对象,本文提出了一种基于图像分割的裂纹分析方法,研究在挤压载荷下核桃裂纹扩展规律。采用YOLO ... 对核桃挤压破壳裂纹规律的研究有利于提升核仁完整性,然而传统的破壳方法难以准确反映裂纹真实演化规律。针对上述问题,以云南泡核桃为研究对象,本文提出了一种基于图像分割的裂纹分析方法,研究在挤压载荷下核桃裂纹扩展规律。采用YOLO v8m-seg实例分割模型实现裂纹自动识别与量化表征,模型分割平均精度均值为82.3%,研究了不同等效直径与挤压方向条件下挤压力、变形量、做功等力学特性,并分析了裂纹总数、裂纹分布象限数、裂纹总面积占比等裂纹演化特征的影响规律及核仁完好率。搭建了融合双视角高速成像与力、位移传感技术的试验平台并进行试验,结果表明,等效直径与挤压方向对核桃的力学响应、裂纹特征及核仁完好率均具有显著影响;破壳最大挤压力为190~280 N,总功为620~1 000 J;裂纹数量先增加,达到峰值后逐渐贯通合并为2~3条,且分布在多个象限,挤压结束后裂纹总面积占比稳定在10%~20%;等效直径34~36 mm的中等尺寸核桃从横径方向挤压综合表现最优,最大挤压力约231 N,总功约760 J,挤压结束时裂纹总面积占比18%,核仁完好率为73%。研究结果为低损伤破壳机械装备设计与参数优化提供了理论依据,且能在一定程度上预测和提高核仁完好率。 展开更多
关键词 挤压破壳 裂纹扩展 图像分割 YOLO v8 力学特性 核仁完好率
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垄作草莓双臂采摘机器人系统设计与试验 认领 引用 被引量：2
16
作者 刘旭赞 崔浩 +2 位作者 马于雯 杨朔飞 宋正河 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期71-81,148,共11页
针对垄作草莓采摘中的空间受限、叶片遮挡与果实易损难题,研制了集成四驱移动平台、六自由度机械臂、RGB-D相机、气泵驱动柔性三指夹爪及低压无刷涵道式鼓风机的四驱双臂采摘机器人系统,通过鼓风机吹散遮挡叶片使果实暴露。提出YOLO v8-... 针对垄作草莓采摘中的空间受限、叶片遮挡与果实易损难题,研制了集成四驱移动平台、六自由度机械臂、RGB-D相机、气泵驱动柔性三指夹爪及低压无刷涵道式鼓风机的四驱双臂采摘机器人系统,通过鼓风机吹散遮挡叶片使果实暴露。提出YOLO v8-seg-PCA-ICP三级框架实现果实实例分割与姿态估计,融合RRT*和B样条插值生成振动抑制平滑轨迹。试验表明,YOLO v8-seg的mAP@0.5达92.7%,其中遮挡果实识别mAP@0.5为87.5%,姿态估计总体正确率71.8%,平均角度误差9.7°±6.6°。路径经B样条插值处理后有效抑制了关节振动,轨迹平滑无突变。温室采收试验中,采收成功率为86.5%,其中无遮挡与遮挡条件下分别为88.1%和71.4%,单果平均耗时9.6 s,孤立果实无损采摘率86.8%。结果表明,该系统在复杂垄作环境中具有良好的作业性能,为垄作草莓机械化采收提供了可行方案。 展开更多
关键词 草莓 采摘机器人 姿态估计 路径规划 YOLO v8-seg-PCA-ICP RRT*算法
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基于强化学习的苹果采摘机器人遮挡抑制与机械臂路径规划方法 认领 引用 被引量：2
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作者 苗中华 周子斐 +3 位作者 孙腾 高旋 李楠 张伟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期95-104,共10页
针对复杂农业场景中果树枝叶遮挡导致采摘机器人定位精度下降与采摘困难的问题,本研究提出一种基于强化学习的苹果采摘机器人遮挡抑制与路径规划方法。通过构建视觉-运动协同的主动感知系统,在视觉感知层基于YOLO v8模型设计动态遮挡抑... 针对复杂农业场景中果树枝叶遮挡导致采摘机器人定位精度下降与采摘困难的问题,本研究提出一种基于强化学习的苹果采摘机器人遮挡抑制与路径规划方法。通过构建视觉-运动协同的主动感知系统,在视觉感知层基于YOLO v8模型设计动态遮挡抑制计算模型(OSCM),融合颜色直方图区域分割与边界拟合估计算法,实时生成果实遮挡率及遮挡抑制热力图;在运动决策层,将深度相机固联于机械臂末端,建立三维遮挡抑制矩阵映射机制,将相机至目标的深度空间离散化为三维栅格矩阵,每个栅格包含OSCM输出的遮挡率与抑制优先级;在路径规划层,提出了一种深度强化学习驱动的机械臂避障决策模型,通过融合遮挡率惩罚与采摘时效性的复合奖励函数,引导机械臂在三维栅格中自主搜索最优抑制路径。实验结果表明,系统在枝叶遮挡率不小于60%的高遮挡场景下,果实遮挡面积平均下降33%,采摘成功率从67%提升至94.7%,且较启发式方法平均单果耗时降低3.2 s。本研究将遮挡抑制机制与强化学习决策闭环融合,为农业机器人动态环境适应性研究提供了方法。 展开更多
关键词 苹果采摘机器人 强化学习 遮挡抑制 机械臂 路径规划
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基于分散机制的条播小麦播量监测装置设计与试验 认领 引用 被引量：2
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作者 谢建华 金姣阳 +2 位作者 岳增祥 马卫彬 冯浩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期19-31,142,共13页
针对小麦播种过程中因播量增大及高效播种产生的排种频率过高而导致高速种子流监测精度不足的问题,提出了一种将高频率种子流分散为多路低频率种子流并行监测的方法,设计了一种基于分散机制与对射式红外光电传感器相结合的小麦种子流监... 针对小麦播种过程中因播量增大及高效播种产生的排种频率过高而导致高速种子流监测精度不足的问题,提出了一种将高频率种子流分散为多路低频率种子流并行监测的方法,设计了一种基于分散机制与对射式红外光电传感器相结合的小麦种子流监测装置。通过分析种子流在分散装置中的运动状态,建立了种子流在分散装置内的运动模型,确定了影响分散性能的关键因素。利用离散元法(Discrete element method,EDEM)仿真麦种通过分散装置的动态过程并对参数优化,获得最优参数为上分散板半径52.70 mm、上分散板倾角5.41°、下分散板半径64.95 mm、下分散板倾角7.48°和两分散板垂直距离13.59 mm,而分散均匀性变异系数为21.06%。采用最优参数进行分散性能台架验证试验,结果显示分散均匀性变异系数不大于21.94%,台架与仿真试验结果相比相对误差不超过5%。采用对射式红外光电传感器采集种子掉落信号,经电容滤波、双级放大、半波整流、电压比较及单稳态触发处理,获得8路独立且可供单片机捕捉的脉冲信号,单片机通过中断服务程序对各通道种子计数并累计求和。搭建了高频率小麦播量监测系统及监测精度试验台,试验结果表明,加入补偿后播种量在375 kg/hm2内,监测精度不低于95.34%。该监测装置可为条播小麦高效精量播种的播量监测研究提供技术支持。 展开更多
关键词 小麦播种 分散装置 参数优化 离散元法仿真 播量监测
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麦茬地免耕播种机切秸破茬种床整理装置设计与试验 认领 引用 被引量：2
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作者 张银平 徐婷 +3 位作者 侯献伟 周华 孙昀璟 贾立淼 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期1-11,18,共11页
针对黄淮海两熟区麦茬地留茬高、根茬难破碎,玉米免耕播种机种床整理部件易缠绕、拥堵,导致种床不平、播种质量差等问题,本文基于“根茬切割破碎移位”思路设计了切秸破茬种床整理装置,采用同轴上下分布的动定刀组合式根秸切割装置和根... 针对黄淮海两熟区麦茬地留茬高、根茬难破碎,玉米免耕播种机种床整理部件易缠绕、拥堵,导致种床不平、播种质量差等问题,本文基于“根茬切割破碎移位”思路设计了切秸破茬种床整理装置,采用同轴上下分布的动定刀组合式根秸切割装置和根茬破碎移位装置,实现地上高留茬根秸切断和根茬破碎移除。基于滑切原理,以对数螺旋线和阿基米德螺旋曲线设计根秸切割动、定刀和根茬破碎移位刀刃口曲线,并通过动力学分析确定根秸切割动、定刀和根茬破碎移位刀结构参数。选取机具前进速度、根茬破碎移位刀入土深度、装置转速为试验因素,以种带清秸率和种带宽变异系数为试验指标设计三因素三水平正交旋转组合试验,建立各因素与指标的回归模型和响应面数学模型。田间试验结果表明,最优参数组合为机具前进速度9 km/h、根茬破碎移位刀入土深度70 mm、装置转速515 r/min,此时种带清秸率为92.59%,种带宽变异系数为7.77%,机具通过性合格,满足黄淮海两熟区玉米免耕播种机作业要求。研究结果为玉米免耕播种机种床整理装置设计与优化提供参考。 展开更多
关键词 免耕播种 种床整理装置 动定刀组合式根秸切割装置 根茬破碎移位刀 滑切
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名优茶采收一体式末端执行器设计与试验 认领 引用 被引量：2
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作者 贾江鸣 王登艺 +3 位作者 赵新雨 武传宇 陈建能 俞钜尧 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第7期274-284,共11页
针对现有名优茶采摘末端执行器结构复杂、收集效率低、稳定性差以及负压收集易出现附壁且当叶片上附着雨水时效果欠佳的问题,设计一种整机结构简单、效率高、稳定性好以及采摘质量佳的名优茶采收一体的末端执行器。通过漫反射传感器感... 针对现有名优茶采摘末端执行器结构复杂、收集效率低、稳定性差以及负压收集易出现附壁且当叶片上附着雨水时效果欠佳的问题,设计一种整机结构简单、效率高、稳定性好以及采摘质量佳的名优茶采收一体的末端执行器。通过漫反射传感器感应嫩梢、柔性同步带夹持输送并配合剪切式刀具剪切实现对茶叶嫩梢的连续采摘和收集作业。通过对末端执行器采摘与收集过程进行分析,得到影响输送成功率与采摘成功率的因素为两同步带间距和滞后时间。采用中心复合设计与响应面分析方法并运用Design-Expert 13.0软件进行试验设计与分析,研究两同步带间距和滞后时间对输送成功率和采摘成功率的影响规律。以输送成功率与采摘成功率最大为优化目标,得到最优参数组合:两同步带间距为1.79 mm,滞后时间为0.80 s。对优化后参数进行茶园验证性采摘试验,结果表明,末端执行器能够有效完成采摘和收集工作,输送成功率、采摘成功率分别为96.7%、86.3%,试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。 展开更多
关键词 名优茶采摘 末端执行器 采收一体 反射传感器 柔性同步带夹持
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