摘要：为了提高丘陵山区田间肥料撒施的智能性和均匀性,设计了一种手扶式变量撒肥机。首先,对撒肥机的整机结构和撒肥盘进行了设计,并通过分析肥料颗粒在撒肥盘上和空气中的运动和受力,建立了肥料颗粒的运动方程;同时,对以AT89C51单片机为核心的撒肥控制系统进行了软硬件设计。应用Design-Expert8.0设计正交试验,以叶片个数、撒肥盘离地高度、撒肥盘转速为试验因素,以撒肥均匀性变异系数为试验指标,对撒肥过程进行离散元仿真试验研究,建立了试验因素与指标之间的回归模型,并进行了响应面分析和目标参数优化。结果表明:各因素影响主次顺序为叶片个数、撒肥盘离地高度、撒肥盘转速;经参数优化后可知,当叶片个数为7、撒肥盘离地高度为449.84 mm、撒肥盘转速为158.75 r/min时,撒肥均匀性变异系数最小,为7.14%,整机撒肥性能最优。研究结果可用于撒肥机结构的改进和撒肥装置工作参数的优化,也可为小型变量撒肥机的设计与优化提供参考。

摘要：针对丘陵山区施肥喷药劳动强度大、作业效率低、肥料和药液利用率不高等问题,设计了一种车载式施肥喷药一体机。阐述了一体机的结构和工作原理,对施肥、喷药的关键部件进行了设计,并分析了肥料颗粒的运动特性和喷杆机构的运动原理。一体机通过肥量调节机构、撒肥圆盘设置施肥量和实现均匀施肥,通过PWM(脉宽调制)技术、双向多方位喷杆机构调节喷药量及实现竖直、倾斜、对地3种喷药模式的任意切换,提高了药液利用率。试验结果表明:施肥作业时,不同施肥口开度下的平均施肥量为16.56~540.76 g/min;当落肥口开度为60%时,施肥均匀性变异系数(Cv=9.01%)最小,施肥性能最好。喷药作业时,不同PWM占空比下的喷头喷药量范围为74.94~345.41mL/min;当PWM占空比增大到100%时,喷药量变异系数(CV=2.54%)最低,喷药性能最好。同时,通过试验建立了施肥、喷药量控制数学模型,旨在为丘陵山区施肥、喷药机械的设计与研发提供技术与理论支撑。

摘要：柑橘作为我国重要的水果对增加我国果农收入有重要的作用,因此柑橘的自动采摘机器人已经成为当下研究的热点。针对柑橘采摘机器人核心的机器视觉部分进行柑橘图像识别算法的设计,选取HSV颜色空间中的S分量值作为柑橘识别的颜色特征,进行图像增强、去噪和分割预处理操作。综合比较Canny、Sobel、LOG三种边缘算子下的Hough变换,最终确定柑橘图像识别的最优方案。试验结果表明:基于Sobel边缘检测算子下的Hough变换的柑橘识别算法最优,对单个无枝叶遮挡柑橘识别成功率为97%,单个有枝叶遮挡柑橘识别成功率为90%,多个柑橘果实重叠识别成功率为80.6%,在一定程度上能够有效保证柑橘采摘机器人对柑橘果实的成功识别。

摘要：为推动木薯种植机械化,提高木薯种植的效率和减轻劳动者的工作强度,设计了一种木薯种茎整理排序装置.该装置包括出种机构、整理排列机构以及取种机构,出种机构每次拨出少量种茎,整理排列机构将种茎整理后排序,取种机构逐个取出种茎.文中对各机构的组成结构和工作原理进行了详细介绍,通过Abaqus软件对种箱底板进行有限元分析,使用Isight中的多岛遗传算法对种箱底板的6个主要参数进行优化,优化后种箱底板的最大位移值比优化前减小了74.9%.通过试制物理样机,以华南9号木薯茎秆为试验对象,进行了自动取种试验.试验结果表明:能够实现从大量种茎中自动取种,取种率为83.11%,验证了木薯种茎整理排序装置的可行性,同时也为研究预切种式木薯种植机械化提供了参考.