摘要：为解决颗粒饲料在制粒过程中调质温度依赖人工辅助控制问题,该研究设计了基于PID控制算法的调质温度控制系统。采用开环阶跃响应法建立电动比例调节阀与调质温度之间的控制模型。为了得到最优的PID控制参数(比例系数K_(p)、积分系数T_(i)、微分系数T_(d)),通过Simulink仿真试验对比了Ziegler-Nichols整定法、衰减曲线法和临界比例度法的PID响应曲线,确定PID最优控制参数为K_(p)=52.7,T_(i)=6.4,T_(d)=1.6。对小型制粒机调质温度控制系统进行试验,选用哺乳母猪配合粉料,调质温度分别设定为75、80和85℃,稳定后的调质温度均能维持在设定范围内;选取调质温度为80℃进行稳定性试验,每1 min记录调质温度,整个试验过程中调质温度基本稳定在(80±1)℃范围内,调质温度平均相对误差小于1%,调质温度变异系数小于0.5%,系统温度控制稳定,可自动采集制粒生产数据,实现了制粒过程中调质温度的快速响应和实时控制。研究结果可为颗粒饲料制粒机的自动化控制提供参考。

摘要：针对组培苗继代培养过程中培养瓶需要人工输入输出、占用大量劳力的问题,采用运动方向相反的2条输送带与设置在其上的导流板、导流块、分流块相配合的结构方案,设计出一种培养瓶的自动排序装置。导流输送带速度v1、分流输送带速度v2、导流板倾角α和导流块楔角β是影响排序速度和运行可靠度的主要因素,当v1=0.25 m/s、v2=0.4 m/s、α=47°、β=35°时,排序装置具有较高的排序速度和良好的运行可靠度。试验结果表明:该装置能实现组培生产中常用的不同大小、形状的培养瓶的自动排序作业,瓶体运行可靠度大于94%;对瓶底直径相同、形状不同的培养瓶,各种瓶体的排序速度基本相等,但对重心低、质量小的瓶体排序效果更好;对形状相同、大小不同的培养瓶,大瓶体比小瓶体具有更好的运行可靠性。

摘要：为对玉米植株中下部病虫害进行有效防治,设计了将吊杆喷雾装置与横喷杆相结合的门式喷雾系统。通过理论与试验方法确定了主要结构及性能参数:顶喷头与吊杆喷头分别选用80°和110°扁扇喷头,'Y'形支管与吊杆夹角为20°,吊杆长度为1 200 mm,在竖直方向上对作物植株的喷幅为1 150 mm。试验台试验表明:与常规横喷杆喷雾结构相比,在相同喷雾量下该系统对玉米上层与中层叶片正面单位面积雾滴沉积量提高了12.5%以上;吊杆喷雾装置的设计显著提高了玉米植株中层叶片背面与下层叶片正面及背面的雾滴沉积;吊杆喷雾装置与横喷杆的结合,提高了雾滴在植株不同高度水平层面的沉积均匀性。

摘要：为提高葫芦科穴盘苗嫁接机器人的人均操作效率,在原先机器的基础上优化改进,设计了葫芦科穴盘苗单人操作嫁接机器人,并进行了效率提高的理论分析,通过分析得出,所设计的葫芦科穴盘苗单人操作嫁接机器人的人均操作效率与操作者的操作熟练度呈负相关的关系,理论上,设计的单人操作嫁接机器人人均操作效率比改进前提高1倍。通过试验得出,在种苗质量有保证的前提下,机器嫁接成功率可达95%,嫁接速度可达455株/h,实际作业的人均操作效率提高了50%以上。

摘要：设计了一款针对高架栽培模式的草莓采摘机器人。该机器人由履带式行走机构、基于机器视觉的精密运动定位机构和一个可同步剪切夹持草莓果柄的末端执行器等机构组成,采用以ARM9为核心的分层式控制系统。温室内实地试验表明该机器人能够自主识别、定位并无损伤采摘高架栽培模式下的成熟草莓,采摘成功率可达88%,采摘单颗草莓时间为18.54 s。

摘要：热风干燥是水产膨化饲料加工过程中极为重要的工序。为了探究水产膨化饲料在热风干燥过程中的湿热特性变化规律,该研究以草鱼(成鱼)膨化饲料为对象,设置热风温度(60~100℃)和风速(0.5~1.5 m/s)2个试验因素,在自行设计的热风干燥机上进行干燥试验。结果表明,在同一风速条件下,饲料的干燥速率随着热风温度的升高而显著增大(P<0.01)。同样的,在同一热风温度条件下,增大风速可以提高干燥速率。使用Verma模型拟合上述试验数据,决定系数(R2)、离差平方和(χ2)、均方根误差(RMSE)和平均相对误差(e)的计算结果表明该模型对草鱼膨化饲料在不同干燥条件下的试验数据具有较高的预测精度。同时分别建立了Verma模型参数关于热风温度和风速的回归模型,且回归模型R2均大于0.979。低场核磁共振(Low-Field Nuclear Magnetic Resonance analysis,LF-NMR)的横向弛豫时间(T2)谱显示,随着干燥过程的进行,T21峰面积逐渐减小,即不易流动水占比显著减少(P<0.01);而且弛豫曲线有整体向左偏移的趋势,说明水分与底物的结合更加紧密,自由度降低。红外热像图显示,在干燥时间为5 min时,饲料出现了边角效应;在干燥时间为15 min和20 min时,部分中心处饲料出现了过热效应。上述研究可为草鱼膨化饲料干燥工艺参数的选择提供参考,并为其他种类水产饲料热风干燥湿热特性的研究提供新思路。

摘要：根据马铃薯组培苗的特点及其培养环境,设计了一套将整瓶马铃薯组培苗一次性无损伤全部取出的取苗机构。该取苗机构包括母瓶机械手和取苗手爪,取苗手爪伸入培养基从根部夹持住组培苗并保持静止不动,母瓶机械手夹住母瓶后退,实现培养瓶和培养苗的相对运动,最终使组培苗的大部分茎秆伸出瓶外,而培养基卡在瓶口处,便于后续苗株的顺利剪切。分析并确定了取苗机构的关键参数。为了明确2对取苗爪片间距离k、每个培养瓶中组培苗数量n、母瓶机械手速度v、培养瓶摆动频率f等因素对取苗效果的影响,以取苗后培养基的倾斜程度为测试指标进行了正交试验。试验结果表明：2对爪片间距离k是影响取苗后培养基倾斜度的主要因素,而每个培养瓶中组培苗数量n、母瓶机械手速度v和培养瓶摆动频率f没有显著性影响;当2对爪片间距离为26 mm,每瓶苗数为45～55株,母瓶速度为25 mm/s,摆动频率为2 Hz时,取苗后培养基倾斜度最小,取苗效果最好。

摘要：综述了国内外研制的各种类型的理瓶机,重点阐述了各类理瓶机的工作原理、特点和适用场合。针对植物组织培养实际生产中广泛使用的培养瓶的特点,以及继代培养生产过程对培养瓶排队机构的要求,分析了各种类型理瓶机应用于培养瓶自动排队中的可能性,提出了基于输送带式理瓶原理,设计适于培养瓶排队作业的轻简型输送带式排队机构。

摘要：针对目前草莓果实视觉识别中的定位重叠和被遮挡果实的算法复杂、耗时长,末端执行器对定位精度要求高且无法采摘重叠果实和被遮挡果实等问题,设计了一次可采摘多粒果实的大容差末端执行器。该末端执行器采用从下向上拢起果实、在避开障碍后再进行夹持和切割果梗的采摘方式,主要由机械爪拢夹切断机构和垄壁仿形机构组成。将末端执行器安装在采摘机械臂上进行了果实采摘试验。试验结果表明:该末端执行器在定位误差±7 mm范围内都能完成采摘,容差范围大;无需进行重叠成熟果实的分割和目标果梗位置的计算,可一次采摘3粒重叠成熟草莓;对含1、2、3粒果实的果实域,采摘一次平均耗时分别为2.00、2.13、2.28 s,采摘成功率不低于97.7%。