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草莓移栽机设计与试验

农机化研究 2024年第6期46卷 162-169页

作者：刘育彤胡建平张永辉徐华岗刘伟韩绿化任晨晟江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 江苏欣田机械制造有限公司江苏镇江212013

针对草莓移栽机械化水平低、人工栽植劳动强度大、效率低等问题,设计了一款针对设施高起垄、人机协同作业的草莓移栽机。整机主要由电动底盘、打穴机构、转向机构及操控系统等组成,底盘采用前轮转向、后轮驱动、直流无刷电机定速控制底... 详细信息

针对草莓移栽机械化水平低、人工栽植劳动强度大、效率低等问题,设计了一款针对设施高起垄、人机协同作业的草莓移栽机。整机主要由电动底盘、打穴机构、转向机构及操控系统等组成,底盘采用前轮转向、后轮驱动、直流无刷电机定速控制底盘的设计方案,草莓定向栽植采用曲柄滑块双行打穴、人工取苗并识别苗弓背方向再对穴放苗覆土的设计方案。基于多体系统动力学仿真软件RecurDyn对打穴机构进行运动学仿真分析,得到打穴器末端速度、位移、加速度曲线;采用培育时间8周左右的草莓裸根苗,以不同株距下草莓苗漏栽率、埋苗率露苗率、移栽合格率、株距变异系数、株距合格率为评价指标进行田间试验。试验结果表明:当栽植效率为15株/(min·行),株距为150、200、250mm时,株距变异系数、漏栽率、埋苗率、露苗率均小于5%,株距合格率均在95%以上,移栽合格率均在90%以上,符合行业标准,作业效率和栽植质量均比人工栽植提高3倍左右。

关键词：草莓移栽机打穴机构 RecurDyn

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电动叶菜收获机速度协同控制系统设计与试验

农机化研究 2025年第1期 33-38页

作者：左志宇李东旭毛罕平韩绿化胡建平张晓东牟晋东顾灵杰江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室

针对电动叶菜收获机切割、输送和行走三者速度不协调导致的叶菜损伤率高、功耗大和收获效率低等问题，开发了一种电动叶菜收获机速度协同控制系统。系统以可编程逻辑控制器为核心，利用信息传感模块对割刀电机的电流、电压和转速进行数... 详细信息

针对电动叶菜收获机切割、输送和行走三者速度不协调导致的叶菜损伤率高、功耗大和收获效率低等问题，开发了一种电动叶菜收获机速度协同控制系统。系统以可编程逻辑控制器为核心，利用信息传感模块对割刀电机的电流、电压和转速进行数据采集；主控模块根据速度协同控制算法对采集信号进行处理，得到负载信息并协同切割、输送和行走三者速度。田间试验结果表明：系统稳定可靠，能够根据收获情况动态协同各部件速度参数，叶菜损伤率为8.88%;与传统定速控制方法相比，收获机功耗降低了13.1%,收获效率提升了33.4%。

关键词：叶菜收获机速度协同损伤率田间试验

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近红外高光谱成像技术检测粮仓米象活虫

农业工程学报 2012年第8期28卷 263-268页

作者：张红涛毛罕平韩绿化华北水利水电学院电力学院郑州450011 江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室镇江212013

为了准确地统计出仓储害虫的密度,需对储粮活虫和死虫进行有效地判别。该文研究开发一个900～1 700 nm的近红外高光谱成像系统来检测仓储小麦活虫。用液氮低温猝死法杀死米象,在其死亡后0～7 d进行高光谱图像采集。随着粮虫死亡时间的延... 详细信息

为了准确地统计出仓储害虫的密度,需对储粮活虫和死虫进行有效地判别。该文研究开发一个900～1 700 nm的近红外高光谱成像系统来检测仓储小麦活虫。用液氮低温猝死法杀死米象,在其死亡后0～7 d进行高光谱图像采集。随着粮虫死亡时间的延长,粮虫相对光谱反射率逐渐增大,到死后第5天时粮虫的光谱曲线基本趋于稳定。应用相邻波长指数法对1 320～1 680 nm之间的110个波长的高光谱图像进行分析,提取出最优波长为1 417.2 nm。提出双区域连通阈值面积比的区域生长法粮虫活虫判别方法,即当粮虫的双区域连通阈值面积比大于0.5时,应判别为活虫。结果表明,自粮虫死亡后的第2.0天开始,储粮活虫与死虫的训练样本和检验样本全部被正确识别,为实现储粮活虫的计算机视觉实时检测与分类提供依据。

关键词：近红外光谱图像处理机器视觉高光谱成像粮虫检测

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新型蔗苗移栽机的设计与研究

农业装备技术 2022年第2期48卷 11-13,22页

作者：高峰韩绿化马国鑫江苏大学农业工程学院江苏镇江212016

国内外研制的移栽机并不适用于蔗苗移栽,因此,设计了一种适用于蔗苗移栽的移栽机械。通过有限元软件对蔗苗移栽机机架进行静力学分析,结果表明:所设计蔗苗移栽机机架工作负载下的最大综合位移为1.873 mm,最大应力为65.386 MPa,最大应力... 详细信息

国内外研制的移栽机并不适用于蔗苗移栽,因此,设计了一种适用于蔗苗移栽的移栽机械。通过有限元软件对蔗苗移栽机机架进行静力学分析,结果表明:所设计蔗苗移栽机机架工作负载下的最大综合位移为1.873 mm,最大应力为65.386 MPa,最大应力小于移栽机机架材料的屈服强度235 MPa,符合强度和刚度设计要求。

关键词：蔗苗移栽设计方案有限元分析

蔬菜自动移栽机顶夹拔组合式取苗装置试验研究

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农业机械学报 2022年第S1期53卷 110-117,184页

作者：胡建平刘育彤刘伟张思伟韩绿化曾添懿江苏大学智能农机装备理论与技术重点实验室镇江212013 润禾(镇江)农业装备有限公司镇江212013

针对插拔式取苗机构单靠取苗爪插入钵体夹取苗时,因受钵体与穴盘之间粘附力和盘根性不佳双重影响,造成取苗成功率低、钵体破碎率高的问题,提出了一种顶夹拔组合式取苗技术,阐述了取苗装置结构和工作原理,开展了顶夹拔组合式取苗试验研... 详细信息

针对插拔式取苗机构单靠取苗爪插入钵体夹取苗时,因受钵体与穴盘之间粘附力和盘根性不佳双重影响,造成取苗成功率低、钵体破碎率高的问题,提出了一种顶夹拔组合式取苗技术,阐述了取苗装置结构和工作原理,开展了顶夹拔组合式取苗试验研究。首先以72孔和128孔黄瓜穴盘苗为试验对象,通过顶压脱盘粘附力试验,测试了不同顶苗速度(10、20、30、40 mm/s)下黄瓜苗的脱盘粘附力以及顶压脱离位移,试验结果表明:顶苗速度对于苗钵粘附力及脱离位移影响不大,粘附力与苗钵脱离位移呈正相关,两种规格穴盘苗顶苗脱离位移平均值分布在5.5~6.9 mm之间,综合考虑苗盘落水孔直径和顶压脱盘粘附力试验结果,确定顶杆直径为6 mm,顶杆顶苗位移需大于5 mm。其次以生长周期为25 d的72孔黄瓜穴盘苗为试验对象,开展了先顶后取、边顶边取、先插后顶3种取苗模式试验,结果表明:先顶后取模式下取苗成功率和钵体完整率最高。最后以顶杆顶入位移、取苗爪插入苗钵取苗深度及插入取苗速度为试验因素,开展了三因素三水平正交试验,通过极差分析和方差分析得出顶夹拔取苗装置的最优工作参数组合为:顶入位移为15 mm、插入苗钵深度为35 mm,插入取苗速度为225 mm/s,此组合下取苗成功率94.12%,苗钵完整率94.12%,满足了自动取苗高质量要求。

关键词：移栽机顶夹拔组合式取苗试验

基于穴盘苗力学特性的自动取苗末端执行器设计

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农业机械学报 2013年第11期44卷 260-265页

作者：韩绿化毛罕平缪小花胡建平杨学军江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 中国农业机械化科学研究院土壤一植物一机器系统技术国家重点实验室北京100083

通过对穴盘苗进行夹苗拉拔试验、钵体摩擦试验、钵体平板压缩抗压试验,研究分析了与自动移栽相关的穴盘苗力学特性,为机构设计提供依据。对穴盘苗自动取苗进行技术设计,得到两针钳夹式取苗末端执行器自动取苗的拉拔力与钵体抗压强度、... 详细信息

通过对穴盘苗进行夹苗拉拔试验、钵体摩擦试验、钵体平板压缩抗压试验,研究分析了与自动移栽相关的穴盘苗力学特性,为机构设计提供依据。对穴盘苗自动取苗进行技术设计,得到两针钳夹式取苗末端执行器自动取苗的拉拔力与钵体抗压强度、夹持角度、夹持面积、静摩擦因数等参数的关系。利用建立的夹持参数关系,结合穴盘苗力学特性试验数据,设计了一种适应穴盘苗力学特性的自动取苗末端执行器。试制了物理样机,进行了自动取苗夹持力测试。测试结果表明,夹持力测试数据与理论计算数据无显著性差别,验证了理论设计的可靠性。在所测试的含水率下,当取苗频率为30株/min时,取苗成功率达到95.16%。

关键词：移栽机末端执行器穴盘苗力学特性

黄瓜穴盘苗拉拔力及钵体抗压性能影响因素分析

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农业机械学报 2013年第S1期44卷 27-32页

作者：缪小花毛罕平韩绿化孙慧杨学军黄华江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 中国农业机械化科学研究院土壤植物机器系统技术国家重点实验室北京100083

穴盘苗自动移栽关键在于实现自动高效取苗,取苗成功率除与机械结构因素有关外,穴盘苗自身的力学特性也是至关重要的因素。以黄瓜穴盘苗为对象,夹苗拉拔试验测试拉拔力,两针夹持抗压试验测试钵体抗压性能。运用正交试验分析填充量、基质... 详细信息

穴盘苗自动移栽关键在于实现自动高效取苗,取苗成功率除与机械结构因素有关外,穴盘苗自身的力学特性也是至关重要的因素。以黄瓜穴盘苗为对象,夹苗拉拔试验测试拉拔力,两针夹持抗压试验测试钵体抗压性能。运用正交试验分析填充量、基质成分体积比、含水率对拉拔力及钵体抗压性能的影响。夹苗拉拔试验结果表明,3个因素对拉拔力均显著影响,各因素对拉拔力敏感性由大到小为填充量、基质成分体积比、含水率;两针夹持抗压试验结果表明,3个因素对钵体抗压性能均显著影响,各因素对钵体抗压性能敏感性由大到小为含水率、基质成分体积比、填充量。综合评分得到最优组合为:填充量为每个穴孔填充33.5 cm3基质,基质成分(泥炭、蛭石、珍珠岩)体积比为3∶1∶1,含水率为65%。综合考虑,进行取苗末端执行器夹取试验,试验表明,得到的适宜移栽组合与综合评分结果一致。

关键词：穴盘苗拉拔力抗压力

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对称传感结构的谷物清选损失监测装置研制

农业工程学报 2012年第7期28卷 34-39页

作者：毛罕平刘伟韩绿化张晓东江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室镇江212013

该文设计研制了一种联合收割机清选损失监测装置,采用对称传感器结构补偿干扰信号,带通电荷放大处理激励信号,经带通滤波电路有效提取谷粒损失信号,最后由单片机单元实时监测计数。通过实验室与田间试验分析,设计的监测仪能有效的监测... 详细信息

该文设计研制了一种联合收割机清选损失监测装置,采用对称传感器结构补偿干扰信号,带通电荷放大处理激励信号,经带通滤波电路有效提取谷粒损失信号,最后由单片机单元实时监测计数。通过实验室与田间试验分析,设计的监测仪能有效的监测联合收割机清选损失,最大测量误差为2.81%,满足实际设计监测要求。该研究可为谷物联合收割机清选损失测试研究提供参考。

关键词：传感器联合收割机监测清选损失

基于核Fisher判别分析的粮虫特征压缩方法

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江苏大学学报（自然科学版） 2012年第1期33卷 16-20页

作者：张红涛毛罕平韩绿化江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部/江苏省重点实验室江苏镇江212013 华北水利水电学院电力学院河南郑州450011

针对粮仓害虫种类多、类别之间相似度比较高的特点,提出基于核Fisher判别分析的粮虫特征压缩方法.利用高斯径向基核函数,对特征选择后的10维原始数字特征进行核Fisher判别分析,即通过非线性变换将样本数据从输入空间映射到高维特征空间... 详细信息

针对粮仓害虫种类多、类别之间相似度比较高的特点,提出基于核Fisher判别分析的粮虫特征压缩方法.利用高斯径向基核函数,对特征选择后的10维原始数字特征进行核Fisher判别分析,即通过非线性变换将样本数据从输入空间映射到高维特征空间,然后在高维特征空间进行特征提取.从粮虫分类效果方面,将KFDA法与FDA法、PCA法和KPCA法3种方法进行了比较分析.应用KFDA法提取的前4个特征,由最近邻分类器对粮仓中常见的9类粮虫进行分类,验证集的识别率为93.33%.结果表明:KFDA法对粮虫特征的非线性比较敏感,在有效降低特征维数的同时,还提高了类别之间的可分性.

关键词：储粮害虫特征压缩核Fisher判别分析主成分分析识别