摘要：为提高葡萄套袋自动化智能化水平、降低人工套袋劳动强度,研制了葡萄套袋机器人系统。针对棚架葡萄种植的园艺特点,设计了基于圆柱坐标的机器人系统本体结构,针对葡萄套袋机器人提取目标图像运算量大、耗时多等问题,提出了一种基于遗传算法的目标特征提取算法,该方法无需彩色模型转换,时间复杂性较形态学算法及BP神经网络分割算法速度快,可对葡萄进行快速目标特征提取及识别。葡萄套袋机器人试验证明:在导航车速度为0.3 m/s情况下,葡萄目标识别率达95%,葡萄目标识别平均耗时136 ms;机器人套袋成功率达85%,单串葡萄套袋平均耗时39.6 s。

摘要：以温室黄瓜为对靶施药对象,结合温室环境和黄瓜种植模式设计了移动悬挂式精准对靶施药机器人系统。利用机器视觉获取黄瓜病情信息,实现基于颜色和纹理信息的病情判断和定量分析。研究光照、土壤温度、气温和湿度等环境要素的周期数据与黄瓜病害有效特征信息表达之间相互关系,预警温室黄瓜病害发生和变化趋势。病害信息和环境要素拟合信息为喷雾机运动控制提供决策依据,以病灶分布作为轨迹规划和对靶施药依据,实现PLC控制三自由度喷雾机械臂和独立喷嘴作业。室内试验表明机器人具有较好的稳定性和实用性。

摘要：温室环境下,针对喷雾机器人在直线路径行驶时会存在偏差,在转弯路径处又需迅速获得导航信息的情况,设计一种导航线和QR码组合的视觉导航算法.在直线行驶路径贴上红色导航线,对采集到的图像处理后获得偏差、偏角进行方向修正,实现直线行驶精准导航.但导航线导航在转弯行驶时存在转弯效率低、偏差大等问题,因此设计QR码导航方法,通过识别贴在转弯处的存储有导航和决策信息的QR码,完成转弯处的迅速精准导航的要求.采集各种工况下导航线和QR码图像各120幅进行算法验证,导航线的平均纠正率为93.33%,QR码平均识别率为92.50%.导航试验结果表明:行驶速度在2.0 m·s^(-1)时,导航线和QR码的最大导航偏差分别为2.0和3.5 cm,满足喷雾机器人导航的实时性和准确性要求.

摘要：针对锄草机器人田间运动及锄刀避苗锄草等作业问题,阐述了智能锄草机器人系统工作原理,研究了移动机器人平台,平台为四轮驱动、四轮独立转向,可实现运动速度在0～1.5 m/s内连续可调,每组转臂可绕其自身Z轴360°自由旋转。设计了三指手爪锄草机械手,三指公转,其中一指为活动手指可同时自转,锄草机器人工作时两个固定指的割刀连续入土锄草,系统根据机器视觉苗草位置信息,通过控制活动手指的旋转速度与方位角实现瞬时位置调整,进而通过拟合指端旋移曲线即可完成锄草和避苗等作业任务。苗间锄草仿真分析表明,在有效避苗基础上,作物行两侧各布置一组锄草机械手时锄草率可达90%以上。

摘要：为提高施药作业中农药的有效利用率,减少农药残留与化学污染,根据现代化温室中篱架型植物的种植方式和生长特点,设计了3自由度喷雾机器人控制系统。机器人能够在高架导轨上根据黄瓜病害垄位置启停,并控制机械臂对植株病害表面进行预定位。设计了机器人系统手动与自动两种工作模式。研究了基于PC—PLC的机器人系统对靶喷雾策略,由电磁阀单独控制喷杆上各喷嘴的开闭。实现了对黄瓜植株以200mm×200mm区域的对靶作业。试验表明,机器人控制系统定位工作稳定,操作灵活,系统X轴定位精度:±3.6mm,Y轴定位精度:±3.0mm,Z轴定位精度:±4.6mm。具有较高的实用性。

摘要：为提高温室悬挂喷施机效率,实现单台机器对温室全方位覆盖,设计基于PLC通信的温室悬挂喷施机跨垄作业控制系统。该系统采用SIEMENS PLC之间的PPI通信及SIEMENS PLC与Delta变频器之间的MODBUS通信方式,结合多传感器位置融合技术,通过主从PLC通信编程,对动作流程进行决策,实现了温室悬挂喷施机全自动换轨。在温室环境下对换轨作业精度与单次换轨时间进行试验结果表明,换轨车行驶速度为0.15m/s时,作业精度<1mm,单次换轨时间为185s。与人工换轨相比作业精度大幅提高,单次换轨时间明显缩短,满足工程应用需要。

摘要：为实现农业生产中人机分离,避免或减轻人身伤害,针对自走式履带底盘设计了遥控操纵系统。采用PLC为核心控制器,基于气路设计了柔性末端执行机构,操纵左右履带连接或脱离动力源,从而实现控制底盘行走、停止和左右转向。通过对遥控传输信号的优化设计,提高了遥控操纵的可靠性和安全性。遥控操纵行走试验结果表明,在空旷环境下底盘遥控可靠距离平均大于40m,满足底盘农业生产要求。

摘要：绘制给定约束条件下,双气囊气盾坝气囊工作形变,目前设计采用的是通过Auto CAD,依设计者主观判断不断调整逐渐接近实际形状.本文通过引入一系列相关参数建立数学模型,实现气盾坝的参数化设计,从而成为实现双气囊盾形坝仿真的基础.模型的核心归结为求解一组四元耦合超越方程组.依据本文建立的数学模型编写计算机程序得到设计所需的描述气囊形变各个参数的正确数值,从而为分析气盾坝内力奠定基础。通过具体算例验证了模型的正确。

摘要：采用激光导航技术,以自动导航为目标,设施管理机器人完成了自主行走及导航自动化。在大棚内应用激光扫描仪采集植株的位置数据,实时监测,设计导航路径;基于PID理论的比例控制器控制管理机器人沿拟合路径自动行走,完成导航。试验数据显示,管理机器人在大棚内自动行走30 m,速度0. 35 m/s,测得最大偏差为0. 20 m。充分表明,该激光导航控制系统采集位置信息快速、准确,对于设施管理机器人的自动行走适用性强,可靠性高。

摘要：如何设计弧形闸门液压启闭机机构诸铰链点位置及油缸行程,相关设计规范和手册以及教科书没有论及,其实这是一个既现实又重要的问题。解决该问题需要综合考虑机构运动及力学限定条件。该文从机构运动入手,引入反映机构属性的约束条件,通过求解约束方程获得表征机构的诸参数,在此基础上进一步给出任意位置启闭机油缸以及负载对弧门支铰轴的力矩表达式,从而提供了完整的该类型机构设计方法。文章给出了模拟工程案例以资借鉴。