摘要：【目的】针对自然环境下油茶叶部病害图像识别准确率不高等问题,提出基于轻量化卷积神经网络ShuffleNet V2改进的多尺度油茶病害识别模型COLDR-Net(Camellia oleifera leaf disease recognition net)。【方法】通过嵌入高效注意力模块ECA(efficient channel attention)来增强图像中病斑特征信息。设计了一种多尺度特征提取单元MFE(multi-scale feature extraction)提升对细微病斑的识别能力。引入焦点损失(focal loss)函数替换交叉熵损失函数,缓解了样本类别分布不均衡导致模型对不同类别病害识别效果差异大的问题。采用Mish激活函数,避免了输入为负时产生的梯度消失问题,提升模型的表达能力。通过修剪网络层数及调整输出通道数优化网络结构,降低了模型的运算量和参数量,实现了模型的轻量化。【结果】该模型在油茶病害数据集上准确率和F1分数分别为97.19%和97.08%,相比于AlexNet(93.04%)、VGG16(94.18%)、ResNet18(94.5%)、ResNet50(95.45%)以及MobileNetV3-Large(93.41%)准确率均有提升,较改进前的模型提高了4.07%。模型参数量为2.61 M,FLOPs为0.24 G,移动端单张图像平均推理时间为67 ms。将模型部署在移动端Android平台开发了油茶病害识别系统。【结论】COLDR-Net模型能够有效满足油茶病害的实时识别需求,可为油茶病害防治和诊断及在移动终端等资源受限设备上应用提供参考。

摘要：针对目前油茶果采摘机花苞损伤率高的问题,设计了一种油茶果分层采摘机构。利用Adams软件对油茶果与胶辊的接触碰撞进行仿真分析,得到油茶果的临界脱落速度为105mm/s;根据油茶花苞的生长特性,建立花苞与胶辊相互作用的有限元模型,在ANSYS Workbench软件中仿真分析了花苞与胶辊的碰撞过程。研究结果表明:在油茶果临界脱离速度条件下,花苞与胶辊发生碰撞接触后等效应力和等效应变的值随着胶辊速度和胶辊直径的增加而增加,随着胶辊间距的增加先增加后减小,且花苞均未与果柄发生分离;分层采摘机构室内试验结果与仿真结果基本吻合,研究结果可为油茶果采摘装置的设计提供参考。

摘要：目前,油茶果采摘基本靠人工,采摘效率低,采摘成本高。为提高油茶果采摘效率,设计了一种便携式油茶果分层采摘装置。工作时,与油茶果、花苞长轴方向夹角为0°、30°、60°、90°方向分别施加拉力,油茶果和花苞的拉断力随着角度的增大而减小,且呈一定的线性关系,同方向的油茶花苞拉断力小于油茶果拉断力。采用ADAMS软件仿真分析了平行胶辊速度、平行胶辊间距和平行胶辊直径对油茶果脱落过程的影响规律,结果表明:油茶果受到的冲击力随平行胶辊速度和平行胶辊直径的增加而增加,随平行胶辊间距的增加而减少。采摘试验结果表明:当平行胶辊间距为21mm、胶辊直径为30mm时,油茶果采摘效率为42kg/h,为人工采摘的3倍左右。研究结果可为便携式油茶果采摘装置的研发提供参考。

摘要：针对目前油茶林垦复机耕深较浅及未实现土垡翻扣等问题,根据铁锹深挖和翻土原理,设计了一种旋转锹式油茶垦复装置。对锹式垦复部件原理进行了分析,在EDEM中建立了锹与土壤相互作用离散元模型,仿真分析了锹与土壤相互作用后的应力应变规律。基于不漏耕、不重耕的条件分析锹片端点运动轨迹,确定了锹片转速以及与其相匹配的前进速度。为验证垦复装置的垦复效果,以耕深和耕深稳定性系数为指标,以锹片转速为因素,在油茶林地进行了垦复试验。结果表明:在锹片入土倾角为70°、锹片转速为20~40r/min及其与匹配的前进速度下,垦复装置耕作正常,耕深平均值为159~166mm,耕深稳定性系数为92.72%~94.82%。

摘要：针对油茶机械采收的难题,设计了一种便携式油茶果实采收机构,包括快速定位机构、夹紧机构和收集机构。试验结果表明,该机构能较好的采收油茶果实,且不损伤油茶枝叶,为油茶果实采收提供了便利。

摘要：园艺化栽培的油茶株间行距一般为3m×4m或者4m×4m,成林后的茶树枝条纵横交错,现有的油茶果采摘机械难以在油茶林中穿行和采摘。为此,设计了一种轻便电动液压油茶果采收机,长宽为1.5m×1m,能在园艺化栽培油茶林中行走和采摘。运用Creo软件对整机进行三维建模,对关键部件和液压系统进行了设计,并以胶辊间隙和胶辊转速为试验因素,以油茶果漏采率和花苞损伤率为评价指标,在江西省林业科学院油茶种植基地进行了试验。结果表明:电动液压油茶果采收机的油茶果漏采率为18.90%,花苞损伤率为25.11%,当胶辊直径为32mm时胶辊间隙对油茶果漏采率影响显著。

摘要：设计了一套基于机器视觉的作物对行喷药控制系统。首先由CCD摄像机拍摄成行作物图像,提取其色调值图像并用最大类间方差法二值化后,经数学形态学腐蚀后用Hough变换方法拟合作物行中心线,最后步进电机移动其喷头标识来对准此作物行。实验验证了该方法的正确性。

摘要：目前市场上的莲子剥壳去皮一体化机大多采用双边机结构,加工效率较高,但机器质量大、故障率高、调整维修困难。该文针对现有的莲子剥壳去皮一体机的缺陷,参考现有的莲子剥壳、去皮机的原理,设计出一种单边机结构的全自动莲子剥壳去皮机。莲子置于传送带,靠旋转的凹轮与莲壳表面间的摩擦,使莲子短径与传输方向保持一致;采用凸轮装置控制挡针和挡板的开合,使得莲子逐一通过;应用往复运动的刀片对传送带上的莲子进行环切;切壳后的莲子进入脱壳通道继续向前搓滚,使得壳仁分离;脱壳后的莲仁被冲皮装置夹持,绕自身旋转,受高压水枪冲击,使得莲子种皮完全脱去。对比试验表明,该机莲子完整加工率为91.3%,高于双边机;而未剥壳率和损伤率为1.9%和1.8%,低于双边机,单边机加工速度为96个/min,加工效率约为20 kg/h。因此,该文设计的全自动莲子机剥壳去皮性能更加稳定、可靠,调整维修更加简单,可实现莲子高效率低损耗的连续作业,并能加工各种粒度范围的莲子,能满足莲子剥壳去皮的实用需求,具有较好的应用前景。

摘要：通过控制器盖塑料件注射模具的设计,阐述了该模具组合式成型零件及侧向抽芯机构的设计方法。该模具总体结构设计合理,型腔、型芯和侧向抽芯均采用组合式结构,降低了模具的制造难度,从而降低了模具的制造成本,且缩短了生产周期。该模具的抽芯动作及脱模均平稳可靠,采用潜伏式浇口,保证了塑料件的外观质量,满足了技术要求。

摘要：油茶果机械化采摘是目前亟待解决的难题,其中花苞损伤又成为机械采摘难以克服的问题。设计了一种电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器,分析了胶辊机构采摘油茶果的过程和原理,得到了油茶果碰撞脱落的临界条件。通过对采摘头回转架组件参数设计,确定了回转架组件上对辊间距有效调节范围为20~65 mm,初步拟定回转架转速范围为20~40 r/min。在江西农业大学油茶林进行了油茶果采摘试验,并对电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器作业中油茶花苞损伤进行了研究。结果表明:当胶辊直径为30 mm,间距为25 mm,胶辊旋转速度为30 r/min,胶辊线速度为0.833 m/s时,直径大于25 mm的油茶果能全部被采摘,漏采率为13.6%,且未开的花苞未见明显损伤。