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温室劣苗基质离散元仿真参数标定

农业机械学报 2023年第12期54卷 359-366页

作者：王小琴俞高红刘霓红童俊华王钦源浙江理工大学机械工程学院杭州310018 浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018 广东省现代农业装备研究所广州510630

穴盘育苗中劣质钵苗会影响后期种苗移栽成活率,现有机械式剔除存在颗粒散落遗漏现象,而气吸式剔除方式则可以很好地弥补这一缺陷。为解析钵苗基质气吸式剔除的机理,本文开展离散元仿真的参数标定试验。选取100 g基质进行粒径分布检测,... 详细信息

穴盘育苗中劣质钵苗会影响后期种苗移栽成活率,现有机械式剔除存在颗粒散落遗漏现象,而气吸式剔除方式则可以很好地弥补这一缺陷。为解析钵苗基质气吸式剔除的机理,本文开展离散元仿真的参数标定试验。选取100 g基质进行粒径分布检测,采用漏斗静置,基于图像处理获取基质两侧实际堆积角,通过Plackett-Burman实验确定影响基质堆积角的4个因素;通过最陡爬坡实验确定显著因素最大响应区域;依据Box-Behnken实验建立二阶回归模型并求解最佳参数组合。结果表明,在不显著因素取中间值时,当基质颗粒-颗粒碰撞恢复系数为0.142、基质颗粒-颗粒滚动摩擦因数为0.097、基质颗粒-不锈钢静摩擦因数为0.223和基质JKR表面能为2.325 J/m^(2)时,所得仿真堆积角φ为33.4°,与实际堆积角θ为34.19°的相对误差为2.31%,满足试验需求,所得标定参数可用于钵苗基质的离散元仿真。

关键词：劣苗温室基质离散元参数标定

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开沟式植苗机构钵体低损接苗机理与试验研究

中国农机化学报 2023年第9期44卷 9-15页

作者：杨伟唐涛俞高红杜成成叶秉良浙江理工大学机械与自动控制学院杭州市310018 浙江省种植装备技术重点实验室杭州市310018

针对导苗管式植苗机构存在因机构高度较大发生钵苗破损严重的问题,建立植苗机构在底部平面碰撞和楔形侧面护钵两种接苗方式下蔬菜钵苗钵体与植苗机构碰撞接触的力学模型,计算得出两种接苗方式下钵体所受到的最大碰撞力分别为29.27 N和7.... 详细信息

针对导苗管式植苗机构存在因机构高度较大发生钵苗破损严重的问题,建立植苗机构在底部平面碰撞和楔形侧面护钵两种接苗方式下蔬菜钵苗钵体与植苗机构碰撞接触的力学模型,计算得出两种接苗方式下钵体所受到的最大碰撞力分别为29.27 N和7.66 N。应用离散元软件EDEM进行两种接苗方式下钵体与植苗机构碰撞接触的仿真分析,两种接苗方式的仿真分析与理论计算所得到的钵体最大碰撞力基本一致,验证钵体与机构碰撞接触力学模型的可靠性和分析结果的正确性。开展蔬菜钵苗在两种接苗方式下的跌落碰撞试验,楔形侧面护钵接苗方式的钵体破损率为0.77%,明显低于底部平面碰撞接苗方式的1.69%。研究表明:采用楔形侧面护钵接苗方式,蔬菜钵苗钵体所受到的碰撞力小,有利于降低钵体损伤率、提高钵苗植苗质量,可为开沟式植苗机构的设计提供理论和试验依据。

关键词：植苗机构蔬菜钵苗碰撞力学接苗方式

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旱地蔬菜钵苗自动移栽机栽植性能试验

农业工程学报 2018年第3期34卷 19-25页

作者：王永维何焯亮王俊武传宇俞高红唐燕海浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058 浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

为了提高蔬菜苗机械化移栽作业效率,实现旱地蔬菜钵体苗移栽自动化,研制了旱地蔬菜钵苗自动移栽机,主要由椭圆-不完全非圆齿轮行星系旋转式取苗机构、横向纵向间歇送苗机构、偏心圆盘吊杯式栽植器、动力传递系统等组成。为了获得该机的... 详细信息

为了提高蔬菜苗机械化移栽作业效率,实现旱地蔬菜钵体苗移栽自动化,研制了旱地蔬菜钵苗自动移栽机,主要由椭圆-不完全非圆齿轮行星系旋转式取苗机构、横向纵向间歇送苗机构、偏心圆盘吊杯式栽植器、动力传递系统等组成。为了获得该机的作业性能,以苗龄35 d的钵体番茄苗为移栽对象,分别在栽植频率45、60、75、84株/min时进行低速移栽试验,以96株/min的栽植频率进行高速移栽试验,按照机械行业标准JB/T 10291-2013《旱地栽植机械》测定了株距变异系数、漏栽率、栽植深度合格率、栽植合格率,参照农业行业标准NY/T 1924-2010《油菜移栽机质量评价技术规范》测定了直立度合格率。田间试验结果表明,在栽植频率为45~96株/min范围内,株距变异系数、漏栽率随栽植频率增加而略有增大,其平均值分别为6.6%~8.9%、1.7%~2.8%,栽植深度合格率、直立度合格率、栽植合格率随栽植频率增加略有下降,其平均值分别为97.5%~98.9%、96.7%~97.8%、91.1%~94.7%,株距变异系数、漏栽率、栽植深度合格率、栽植合格率均达到机械行业标准要求,直立度合格率也达到农业行业标准中的规定值。旱地蔬菜钵苗自动移栽机送苗机构、取苗机构、栽植器、整机行走配合协调,能够自动完成送苗、取苗、植苗、覆土等钵苗体移栽工序,作业性能良好。

关键词：农业机械自动化移栽性能钵体苗

2507双相不锈钢在SO2污染模拟海水中的腐蚀行为

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工程科学学报 2018年第5期40卷 587-593页

作者：朱敏朱涛陈明郭绍义袁永锋俞高红聂轮浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018 浙江美力科技股份有限公司新昌312500

采用开路电位、电化学阻抗谱（EIS）、Mott-Schottky曲线和浸泡腐蚀实验研究了2507双相不锈钢在含不同浓度（0,0.001和0.01 mol·L-1）NaHSO3模拟海水中的腐蚀行为.研究表明：开路电位随NaHSO3浓度的增加而负移,腐蚀倾向增大;电荷转移电... 详细信息

采用开路电位、电化学阻抗谱（EIS）、Mott-Schottky曲线和浸泡腐蚀实验研究了2507双相不锈钢在含不同浓度（0,0.001和0.01 mol·L-1）NaHSO3模拟海水中的腐蚀行为.研究表明：开路电位随NaHSO3浓度的增加而负移,腐蚀倾向增大;电荷转移电阻Rt随浓度的增加而减小,耐蚀性降低;2507不锈钢的腐蚀形态为局部腐蚀,点蚀程度随浓度升高有所加剧,腐蚀速率随浓度的增加而增大;Mott-Schottky曲线和成膜后电化学阻抗谱测试表明,NaHSO3的加入增加了2507不锈钢表面钝化膜的点缺陷浓度,降低了钝化膜的稳定性,电荷转移阻力减小,腐蚀更容易发生.这可能归因于NaHSO3的加入增加了模拟海水的酸度,并随NaHSO3浓度的增加促进了不锈钢表面钝化膜的破坏.

关键词： 2507不锈钢腐蚀行为钝化膜点蚀 NaHSO3

花卉穴盘苗取栽一体式自动移栽机构设计与试验

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农业工程学报 2018年第20期34卷 44-51页

作者：周梅芳徐建军童俊华俞高红赵雄解杰金华职业技术学院金华321017 浙江理工大学浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018

为得到一种高效简便、通用性好的花卉自动移栽机械,设计了一种取苗和栽苗一体式花卉自动移栽机构,通过夹苗针相对移栽臂的运动规律设计,实现"双尖嘴"工作轨迹,建立了该机构运动学模型,并应用自主开发的计算机分析和优化软件,分析了机构... 详细信息

为得到一种高效简便、通用性好的花卉自动移栽机械,设计了一种取苗和栽苗一体式花卉自动移栽机构,通过夹苗针相对移栽臂的运动规律设计,实现"双尖嘴"工作轨迹,建立了该机构运动学模型,并应用自主开发的计算机分析和优化软件,分析了机构参数变化对"双尖嘴"轨迹和姿态的影响,优选出符合取栽一体式移栽要求的机构参数,并通过模型仿真和样机试验相结合的方法,对该机构进行了验证分析,结果表明:仿真轨迹、样机测试轨迹与理论轨迹三者基本一致,验证了该取栽一体式移栽机构设计的正确性和可行性。试验选用"万寿菊"花卉穴盘苗,苗龄35d,平均苗高约10 cm,试验设定机构转速为35 r/min(移栽速度70株/min)时,平均取苗成功率为97.27%,平均栽苗成功率为77.62%,表明该取栽一体式移栽机构具有较好的实用性。该研究可为自动化移栽关键技术的研究提供参考。

关键词：农业机械移栽设计花卉取栽一体

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爪式松土机仿真分析与优化设计

农业工程学报 2009年第1期25卷 81-84页

作者：丛宏斌李汝莘俞高红李明利杨启勇薛丽山东农业大学机械与电子工程学院泰安271000 浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018 山东省农业机械科学研究所济南250100

针对第一代样机在试验过程中出现的松土爪拱土和整机抖动现象,对松土爪的运动轨迹进行了研究,探明了拱土的原因。依据松土爪运动规律的分析,找出影响其作业性能的关键结构参数,对松土机构进行了改进设计。在ADAMS系统环境下,进行了虚拟... 详细信息

针对第一代样机在试验过程中出现的松土爪拱土和整机抖动现象,对松土爪的运动轨迹进行了研究,探明了拱土的原因。依据松土爪运动规律的分析,找出影响其作业性能的关键结构参数,对松土机构进行了改进设计。在ADAMS系统环境下,进行了虚拟建模和运动学仿真试验,优化样机技术参数,完成了第二代样机的试制与试验。试验结果表明,第二代样机不仅有效地克服了因松土爪拱土而引起的整机抖动,且各项作业指标也达到了松土机具的设计要求。

关键词：仿真优化设计松土机构

基于SQP法的拖拉机最终传动可靠性优化设计

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农机化研究 2008年第4期30卷 5-8,13页

作者：叶秉良俞高红戚金明浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018 浙江众力交通工程有限公司杭州310008

拖拉机最终传动的传统设计和常规优化设计方法已有不少论述,但其可靠性优化设计方法未见有文献提及。可靠性优化设计方法既能定量地分析和解决产品在运行中的可靠性,又能使产品的功能参数最优化,是解决复杂设计问题的有效工具。为此,以... 详细信息

拖拉机最终传动的传统设计和常规优化设计方法已有不少论述,但其可靠性优化设计方法未见有文献提及。可靠性优化设计方法既能定量地分析和解决产品在运行中的可靠性,又能使产品的功能参数最优化,是解决复杂设计问题的有效工具。为此,以拖拉机单级外啮合直齿圆柱齿轮最终传动体积最小为目标函数,建立可靠性优化设计模型的方法,并利用MATLAB优化工具箱中比惩罚函数法更优的序列二次规划法(SQP法)求解该模型。优化设计结果表明,这种方法非常可靠和有效。

关键词：农业工程拖拉机最终传动可靠性优化设计序列二次规划法 MATLAB优化工具箱

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劣质钵苗气吸式剔除装置参数优化及试验验证

农业工程学报 2023年第16期39卷 36-43页

作者：王小琴俞高红刘霓红童俊华商凯源浙江理工大学机械工程学院杭州310018 广东省现代农业装备研究所广州510630 浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018

温室育苗穴盘中劣质钵苗的存在会影响后期种苗移栽成活率,在出厂前急需将这些劣质钵苗基质块剔除,现有机械式剔除往往存在基质颗粒散落遗漏现象,而气吸式剔除方式则可以很好地弥补这一缺陷。为深入研究基质气吸式剔除方案的可行性以及... 详细信息

温室育苗穴盘中劣质钵苗的存在会影响后期种苗移栽成活率,在出厂前急需将这些劣质钵苗基质块剔除,现有机械式剔除往往存在基质颗粒散落遗漏现象,而气吸式剔除方式则可以很好地弥补这一缺陷。为深入研究基质气吸式剔除方案的可行性以及分析负压作用下管路设计与吸附效率之间的关系,该研究进行了相关参数的优化与试验验证。以单因素试验为基础,初步筛选得到管径26 mm、管距6 mm、管长2000 mm为优选值,以此为基础,以200孔穴盘钵苗为对象,分析管型、管径、管距和管长4种因素对基质剔净率的影响,并进行响应面分析。试验结果表明,除管长以外其余因素对基质的剔净率均有显著影响。各因素的较优组合为:方管、管径26 mm、管距3 mm和管长1000 mm,当负压22 kPa,基质剔净率为95%左右,相比优化之前平均提高2.94%。该研究可为温室育苗中劣质钵苗基质气力剔除装备的设计提供参考。

关键词：温室移栽机钵苗负压式基质剔除响应面分析

改进DeepLabV3+算法提取无作物田垄导航线

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农业工程学报 2024年第10期40卷 168-175页

作者：俞高红王一淼甘帅汇徐惠民陈逸津王磊浙江理工大学机械工程学院杭州310018 浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018

机器视觉导航是智慧农业的重要部分,无作物田垄的导航线检测是旱地移栽导航的关键。针对无作物田垄颜色信息相近、纹理差距小,传统图像处理方法适用性差、准确率低,语义分割算法检测速度慢、实时性差的问题,该研究提出一种基于改进DeepL... 详细信息

机器视觉导航是智慧农业的重要部分,无作物田垄的导航线检测是旱地移栽导航的关键。针对无作物田垄颜色信息相近、纹理差距小,传统图像处理方法适用性差、准确率低,语义分割算法检测速度慢、实时性差的问题,该研究提出一种基于改进DeepLabV3+的田垄分割模型。首先对传统DeepLabV3+网络进行轻量化设计,用MobileNetV2网络代替主干网络Xception,以提高算法的检测速度和实时性;接着引入CBAM(convolutional block attention module,CBAM)注意力机制,使模型能够更好地处理垄面边界信息;然后利用垄面边界信息获得导航特征点,对于断垄情况,导航特征点会出现偏差,因此利用四分位数对导航特征点异常值进行筛选,并采用最小二乘法进行导航线拟合。模型评估结果显示,改进后模型的平均像素精确度和平均交并比分别为96.27%和93.18%,平均检测帧率为84.21帧/s,优于PSPNet、U-Net、HRNet、Segformer以及DeepLabV3+网络。在不同田垄环境下,最大角度误差为1.2°,最大像素误差为9,能够有效从不同场景中获取导航线。研究结果可为农业机器人的无作物田垄导航提供参考。

关键词：机器视觉导航语义分割导航路径最小二乘法无作物田垄