摘要：设计了一种基于机器视觉导航和杂草识别的除草机器人模型,该机器人能沿作物行间自主行走并能准确地识别和"清除"杂草。设计了除草机器人的机械臂除草执行系统,求取了机械臂运动学逆解,用VC++开发了控制程序。试验显示,图像处理算法所需时间少,能够适应户外自然光线在一定范围的变化,机械臂能够平稳动作并精确定位杂草目标。

摘要：为准确控制以余摆运动为原理的株间机械除草装置的除草爪齿避让作物,提出了基于余摆运动的株间机械除草爪齿避苗控制算法,介绍了爪齿余摆运动株间机械除草爪齿避苗控制算法的基本原理,根据余摆线运动特点推导出了除草爪齿避苗判断表达式,并设计了除草爪齿的旋转角速度控制器和除草爪齿避苗控制器。利用MATLAB对除草爪齿避苗控制算法进行了仿真分析,结果表明该算法能准确控制除草爪齿避让作物,前进速度对株间区域除草覆盖率影响小,但会受除草爪齿爪尖旋转半径影响,除草爪齿旋转半径越大,进入株间区域的除草爪齿根数越少,株间区域除草覆盖率降低。在试验平台上进行了验证试验,平均每个株间区域进入的爪齿根数和株间区域除草覆盖率与仿真分析结果一致。

摘要：为了实现作物株间区域精确机械除草,设计了一种利用除草爪齿余摆运动原理的株间机械除草装置,研究了装置的除草和避苗工作原理,建立了相应数学模型并分析了除草爪齿余摆运动的参数对除草效果的影响,获得了合理的工作参数。在试验平台上进行了基于爪齿余摆运动的株间机械除草装置避苗试验研究,试验结果表明,基于爪齿余摆运动的株间机械除草装置除草爪齿避苗和除草切换控制快速可靠,室内试验的伤苗率小于8%;能够满足株距20cm及以上栽种的作物株间除草要求,可以保证每个株间区域均有除草爪齿进入实施除草;除草装置的前进速度不影响进入株间区域的除草爪齿数量,但前进速度的增加会导致伤苗率增大;进入株间区域的除草爪齿数量与作物栽种株距均匀性无关,仅与作物栽种的株距有关。该文为爪齿余摆株间除草装置精准控制提供依据。

摘要：为探明水稻机械除草过程中,除草轮的工作阻力大小变化及水田土壤的动态行为,该文利用ANSYS软件的显式动力分析模块LS-DYNA对耙压式除草轮在水田环境下的作业过程进行仿真分析。采用ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)多物质耦合算法建立了土壤-水两物质耦合有限元模型;运用流固耦合算法分析除草轮与土壤-水模型的相互作用过程。采用有交互作用的正交试验方法选取土壤种类、水层厚度和除草轮旋转速度3个因素进行仿真试验分析,得到各因素及其一级交互作用对除草轮和土壤-水模型的耦合应力和土壤扰动率的影响规律。利用多目标优化设计方法综合评判仿真试验结果,综合评分结果表明,在不同的土壤工作环境下,除草轮在水层厚度为60mm、转速为160r/min的作业条件下均可获得较优的工作性能。影响除草轮和土壤-水模型耦合应力的因素主次顺序为:土壤种类>水层厚度>土壤种类×水层厚度>土壤种类×除草轮转速>除草轮转速>水层厚度×除草轮转速。影响土壤扰动率的因素主次顺序为:土壤种类>除草轮转速>土壤种类×水层厚度>土壤种类×除草轮转速>水层厚度>水层厚度×除草轮转速。为验证仿真结果,进行了田间试验和土槽试验,根据仿真所得耦合应力值推导出除草轮所受土壤反作用力扭矩值,与田间实测值相对误差为8.84%;仿真所得土壤扰动率与土槽试验实测值相对误差为9.86%;仿真所得综合评分结果与试验综合评分结果相对误差为7.02%。仿真分析结果可为轻简式水稻除草机应用在不同稻区的田间作业参数提供参考。

摘要：株间机械除草技术与装置能有效摆脱田间除草的繁重体力劳动并消除化学除草方法所带来的危害,株间机械除草装置的牵引拖拉机在跟踪作物行时总会产生航向偏差,导致除草装置出现横向偏移,甚至无法进入除草的株间区域,同时还会增加伤苗率。为增大株间机械除草的作用区域和降低伤苗率,该文提出了通过作物行信息识别出株间机械除草装置与作物行横向偏移量的方法,并设计了株间机械除草作物行跟踪机构和控制器,实现了株间机械除草跟随作物行。采用正弦波和三角波2种标准信号作为横向偏移补偿量信号,对作物行跟踪控制器的性能进行了测试,试验结果表明:作物行跟踪控制器能较好地控制除草装置跟随横向偏移补偿信号,前进速度为0.5m/s时正弦波信号跟踪最大误差10mm,平均误差0.8mm,三角波信号跟踪最大误差11mm,平均误差1.2mm。除草试验表明,作物行跟踪控制系统能较好地控制株间除草装置跟踪作物行,在0.5m/s前进速度下跟踪最大误差为20.8mm,平均误差2.5mm;作物行跟踪控制明显减少了除草爪齿未进入株间区域的比例,在300mm株距下,可保证93.3%的株间区域有除草爪齿进行除草作业,在200mm株距下为85.9%;作物行跟踪控制降低了除草爪齿对作物的损伤,伤苗率从20%以上降到了12%以内,提高了株间机械除草的作业效果。

摘要：除草部件作为甘薯中耕除草机的关键作业部件,其结构与性能将直接影响到机具的作业效果。目前的除草部件结构只能实现沟底除草,但无法实现垄侧除草。根据甘薯种植的垄体参数和实际作业需求,设计一种锥体除草部件,该结构的设计能够增大作业区域,在原有的沟底除草基础上,增加垄侧中耕除草功能,提高机具作业性能。对锥体除草部件的工作参数和结构参数进行理论分析计算,并采用离散元法进行仿真验证试验。与传统除草部件相比较,碎土率提升11.31%,功率提升4.73%,作业覆盖面积增加133.33%,充分验证该设计的可行性。

摘要：针对目前中耕机除草铲在黏重土壤中易缠草、易堵塞、工作阻力大等问题,设计一种圆盘式中耕复式作业机,一次进地可实现中耕、除草、施肥、培土等多项作业。重点介绍复式作业机整体结构及其工作原理;通过对各工作部件工作阻力分析,确定机具的配套动力。根据圆盘滚切运动特点,确定除草圆盘和培土圆盘的结构参数和安装方式;设计中耕单体随地仿形结构,依靠弹簧力的作用可实现机具的随地仿形;排肥轴采用电机驱动,实现了排肥精量控制。田间试验表明,该机具工作性能稳定,除草效果好,行间杂草除净率达95.3%,排肥顺畅,总排肥量稳定性变异系数为4.2%,圆盘转动前进时,杂草不易缠绕,能够满足黏重地中耕作业要求。

摘要：针对有机水稻除草实际要求设计出新式的能够苗间行间同时作业的除草机,并对除草关键部件进行理论分析得出对除草率、伤苗率产生显著性影响的5个因素:整机前进速度、除草作业深度、弹齿旋转速度、弹齿刀盘尺寸和弹尺个数。从而设计出合理的除草作业方法。本机动力机构采用旋耕机底盘,由弯管连接并驱动除草盘,从而完成苗间除草。

摘要：针对农田大量使用除草剂对环境带来的危害,研究设计了一种新型中耕除草施肥机.介绍了设计机具的结构特征、工作原理,并确定了机具关键部件的合理参数,即当刀片安装倾斜角度为10°,刀片底部间距为18mm时除草效果最好.田间试验表明,设计机具作业效率高,有利于农作物增产增收.

摘要：设计了基于S3C44B0X嵌入式微处理器的变量喷药除草嵌入式控制系统。软件设计中移植了μC/OS-Ⅱ操作系统,采用多任务程序设计方法,大大降低了编写程序的复杂度。为此,针对目前化学除草过程中忽略田间杂草面积和位置信息,使大量的农药喷洒到非靶标环境中造成的环境污染问题,利用视觉传感器识别杂草信息,并结合模糊控制技术,实现精确对靶变量喷施除草,从而大量减少农药的使用量。