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基于粗糙集与遗传算法的采摘机器人路径规划

农机化研究 2016年第8期38卷 189-193页

作者：蔡炯汪小志攀枝花学院四川攀枝花617000 南昌工学院南昌330108 武汉理工大学武汉430070

为了提高采集机器人路径规划速度和自主导航的智能化水平,提出了一种基于粗糙集和遗传算法的路径规划方法,从而有效地提高了路径规划的速度和精度。采摘机器人根据实际果实采摘环境,利用图像分割技术,对果实目标进行识别,在二维栅格地... 详细信息

为了提高采集机器人路径规划速度和自主导航的智能化水平,提出了一种基于粗糙集和遗传算法的路径规划方法,从而有效地提高了路径规划的速度和精度。采摘机器人根据实际果实采摘环境,利用图像分割技术,对果实目标进行识别,在二维栅格地图环境下,制定出决策表,并使用粗糙集对决策表进行约简,得到最小决策表,将其作为遗传算法初试种群,进行遗传交叉和复制操作,优化路径规划算法。为了验证采摘机器人算法性能的可靠性,对采摘机器人的性能进行了测试,包括果实图像的识别和机器人路径规划能力。通过测试发现:采摘机器人可有效地分割提取出成熟果实,并可完成多目标任务。对粗糙集和遗传算法的性能进行了测试,结果发现:使用粗糙集可以大大降低所需训练种群的数目,减少平均迭代次数;增加障碍物的复杂程度后,使用粗糙集遗传算法可以明显地提高路径规划的速度,从而提高了机器人采摘作业的效率。

关键词：采摘机器人路径规划遗传算法自主导航粗糙集决策表

基于随机有限元的农机变速箱体和轴的模态分析

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农机化研究 2018年第5期40卷 62-66页

作者：毛丹丹汪小志柳州职业技术学院机电工程学院广西柳州545006 南昌工学院南昌330108 南昌大学南昌330031

变速箱体是重型农机的核心部件,其动态性能直接影响到农机作业的稳定性和动力传输的平衡性。为了优化变速箱体的振动性能,提出了一种基于有限元方法的农机变速箱体模态分析方法,并将随机有限元引入了该分析方法中,提高了分析的可靠性。... 详细信息

变速箱体是重型农机的核心部件,其动态性能直接影响到农机作业的稳定性和动力传输的平衡性。为了优化变速箱体的振动性能,提出了一种基于有限元方法的农机变速箱体模态分析方法,并将随机有限元引入了该分析方法中,提高了分析的可靠性。通过力学模型的简化,得到了变速箱体四面体网格和轴六面体网格计算的微分方程,借助于UG建模软件,建立了变速箱体和轴的三维模型,通过网格施加载荷和约束,利用有限元计算,最终得到了变速箱体和轴的模态参数和振型数据。由数据分析可知:变速箱体应力集中的位置在箱体与轴的接触位置,在该位置最容易发生破坏。通过对轴破坏前后的应力分析可知:轴发生破坏后其不同阶数的振动幅度明显增大,而变速箱体的振动幅度也明显增大,从而为箱体的动力学优化提供了理论基础。

关键词：随机有限元模态分析变速箱体网格划分农机

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基于微波探测的植株对靶精确施药机研制

农机化研究 2017年第1期39卷 127-131页

作者：汪小志吴东明南昌大学南昌330031 南昌工学院南昌330108 焦作师范高等专科学校河南焦作454000

为了提高施药的精度和效率,将微波探测技术引入到了精确施药机的设计过程中,设计了一种具有自主定位能力的高精度施药机。该装置通过微波传感器获得植株标靶靶向信息和距离信息,通过速度传感器获得机器人移动速度,将两者综合处理后,输... 详细信息

为了提高施药的精度和效率,将微波探测技术引入到了精确施药机的设计过程中,设计了一种具有自主定位能力的高精度施药机。该装置通过微波传感器获得植株标靶靶向信息和距离信息,通过速度传感器获得机器人移动速度,将两者综合处理后,输出控制信号,控制电磁阀的启闭,实现精确对靶施药。为了验证施药机的精确施药效果,采用调频连续三角波微波传感器,对同一植株靶,在不同实验条件下,对分辨率、探测范围与探测距离进行了实验。实验结果表明:以植株作为探测靶标时,探测分辨率与植株间距具有相关性,光照强度、温度和湿度对探测效果的影响不大。微波探测对环境的适应能力较强,因此可以将微波探测技术应用到高精度施药机的设计中,提高施药机施药的精确性和效率。

关键词：微波探测精确对靶喷雾施药传感器电磁阀

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基于信号处理技术的超声波无损检测技术

现代物业(上旬刊) 2012年第1期 42-43页

作者：汪小志中国地质大学江城学院机电学部

超声波无损检测技术之所以成功,在于它不仅依据产生和测量所得出的波形,还依据对缩测得到的波形进行的信号处理。虽然传统的时域方法能够成功地确定小裂缝,但不能因此估计裂纹的大小,特别是强大的后向散射噪声的影响。实验研究表明,该... 详细信息

超声波无损检测技术之所以成功,在于它不仅依据产生和测量所得出的波形,还依据对缩测得到的波形进行的信号处理。虽然传统的时域方法能够成功地确定小裂缝,但不能因此估计裂纹的大小,特别是强大的后向散射噪声的影响。实验研究表明,该算法不仅具有优异的性能,还能够在强噪声存在的情况下进行信号处理,也能够成功估计裂纹的位置和大小。此外,该算法可以应用到超声无损信号的数据压缩中。

关键词：超声波信号处理稀疏表示匹配追求信号处理

基于ANSYS的氧化钛涂膜玻璃的纳米物理压痕模拟仿真实验

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中国陶瓷 2014年第4期50卷 19-22页

作者：刘志刚王曦汪小志孙欣杰南昌大学环境与化学工程学院南昌330031 河南省矿山信息化重点学科开放实验室焦作454000 沈阳理工大学装备工程学院沈阳110159

随着纳米科学技术的发展,薄膜材料被广泛的应用于各个领域。氧化钛纳米材料具有自清洁功能,这使得纳米氧化钛涂膜被应用到建筑玻璃、卫生间以及厨房的装修材料中。但是薄膜材料的力学性能评价非常的复杂,目前大部分的研究是通过实验来完... 详细信息

随着纳米科学技术的发展,薄膜材料被广泛的应用于各个领域。氧化钛纳米材料具有自清洁功能,这使得纳米氧化钛涂膜被应用到建筑玻璃、卫生间以及厨房的装修材料中。但是薄膜材料的力学性能评价非常的复杂,目前大部分的研究是通过实验来完成,氧化钛薄膜力学性能对实验设备要求非常高,并且实验周期大,人力物力资源消耗大。在这种背景下,本文提出了一种氧化钛涂膜玻璃的纳米物理压痕有限元数值模拟方法,运用ANSYS软件在计算预处理模块建立了氧化钛涂膜玻璃和硬质接触头的数值模型,并通过网格划分将模型划分成8万个结构化六面体网格。最后,通过计算得到了不同厚度下氧化钛涂膜玻璃的弹性模量和硬度,其中弹性模量最大为91 GP,硬度最大为7.6 GP。

关键词：有限元分析数值模拟氧化钛涂膜纳米物理压痕网格划分弹性模量硬度

基于有限元方法的超硬纳米多孔陶瓷复合表面力学性能研究

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中国陶瓷 2014年第12期50卷 24-27,45页

作者：汪小志时磊刘志刚武汉理工大学物流工程学院武汉430063 南昌大学资源环境与化工学院南昌330031 河南工业职业技术学院计算机工程系南阳473000

将有限元方法引入到了超硬纳米多孔陶瓷性能的仿真模拟中,建立了微观物体纳米级力学仿真有限元模型,并利用ANSYS软件的APDL模块对命令流进行设计,实现了软件在纳米级计算力学应用中的二次开发。采用Solidworks软件建立了纳米级多孔陶瓷... 详细信息

将有限元方法引入到了超硬纳米多孔陶瓷性能的仿真模拟中,建立了微观物体纳米级力学仿真有限元模型,并利用ANSYS软件的APDL模块对命令流进行设计,实现了软件在纳米级计算力学应用中的二次开发。采用Solidworks软件建立了纳米级多孔陶瓷的三维结构模型和压痕实验模型,并对不同壁厚下的应力应变特性进行仿真,得到了十二面体和十四面体结构在不同壁厚下的最大应力云图。利用实验和数值仿真相结合的方法对超硬纳米多孔陶瓷的复合表面力学性能进行仿真,得到了纳米材料的应力应变计算曲线,将该曲线和实验结果进行对比发现,仿真计算结果和实验相吻合,为超硬纳米材料的研究提供了一种新的计算机方法。

关键词：有限元超硬纳米材料多孔陶瓷 ANSYS软件 Solidworks 十二面体

樱桃采摘机器人设计——基于PLC高速并联自动化控制

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农机化研究 2016年第8期38卷 199-203页

作者：张丽郭素娜汪小志河南工业职业技术学院河南南阳473000 南昌工学院南昌330108 南昌大学南昌330031

为了降低樱桃采摘机器人采摘过程中的樱桃破碎率,提高机器人的工作效率,设计了一款新的基于模糊控制和高速并联自动化控制的机器人。该机器可以利用PC上位机对樱桃图像进行采集,并可以对图像进行二值化、膨胀腐蚀处理,从而成功地识别成... 详细信息

为了降低樱桃采摘机器人采摘过程中的樱桃破碎率,提高机器人的工作效率,设计了一款新的基于模糊控制和高速并联自动化控制的机器人。该机器可以利用PC上位机对樱桃图像进行采集,并可以对图像进行二值化、膨胀腐蚀处理,从而成功地识别成熟樱桃;同时,可以使用模糊PLC控制方法对采摘机器人的响应角度误差进行控制。为了验证机器人的性能,使用樱桃采摘试验的方法对樱桃采摘机器人的性能进行了测试。结果表明:高速并联自动化控制的樱桃采摘机器人总体采摘时间有了明显的缩短,工作效率有所提高;通过模糊控制可以使采摘机器人角度的响应平稳地达到指定角度,且没有出现大的超调量,有利于樱桃的采摘,降低了破碎率。

关键词：樱桃采摘机器人超调量 PLC控制高速并联

基于RBF网络的果蔬采摘机器人运动轨迹控制研究

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农机化研究 2016年第9期38卷 229-233页

作者：薛亮樊卫国汪小志苏州农业职业技术学院信息与机电工程系江苏苏州215008 南昌工学院南昌330108 武汉理工大学武汉430070

为了提高果蔬采摘机器人机械手运动的精确性,提高机器人移动的效率,提出了一种基于遗传算法和RBF网络的机器人运动轨迹控制方法,并对果蔬机器人机械手的活动和整体的移动轨迹进行优化,有效地提高了果蔬采摘机器人的工作精度和作业效率... 详细信息

为了提高果蔬采摘机器人机械手运动的精确性,提高机器人移动的效率,提出了一种基于遗传算法和RBF网络的机器人运动轨迹控制方法,并对果蔬机器人机械手的活动和整体的移动轨迹进行优化,有效地提高了果蔬采摘机器人的工作精度和作业效率。为了验证设计的采摘机器人的可靠性,在大棚内对机器人的采摘性能进行了测试,包括机器人移动路径规划和机械手路径规划。通过测试发现:使用RBF神经网络算法可以有效地控制机械手在三维空间内的运动;在遗传算法控制下,机器人可以通过较少的计算次数利用神经网络算法搜索得到最优路径,计算精度达到了99%以上。其计算精度及效率高,为高效果蔬采摘机器人的设计提供了较有价值的参考。

关键词： RBF神经网络果蔬采摘遗传算法轨迹控制机器人机械手

农业激光自动采摘定位机器人控制系统设计——基于PID控制

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农机化研究 2015年第9期37卷 211-216页

作者：王立谦汪小志林卫国华中科技大学武昌分校机电与自动化学院武汉430064 武汉理工大学物流工程学院武汉430070 华中农业大学工学院武汉330108

结合STM32和MSP430单片机设计了一种新的农业果实采摘机器人激光自动瞄准系统,并在系统设计过程中引入了PID算法,大大提高了果实采摘机器人的定位精度和自动化程度。该系统对果实目标区域采用两组控制系统进行图像采集和运动控制。其中,... 详细信息

结合STM32和MSP430单片机设计了一种新的农业果实采摘机器人激光自动瞄准系统,并在系统设计过程中引入了PID算法,大大提高了果实采摘机器人的定位精度和自动化程度。该系统对果实目标区域采用两组控制系统进行图像采集和运动控制。其中,STM32单片机控制图像采集设备,并对图像信息进行分析处理,数据结果经无线通信送MSP430单片机,控制电机带动激光笔移动瞄准目标位置。系统采用Open CV处理图像,实现了人机交互功能,利用PID控制算法调整瞄准误差,提高了瞄准精度,通过对电机的闭环控制,实现了激光自动瞄准功能。实验结果表明:此系统可以成功锁定目标,达到了较高的精度,为激光瞄准系统在农业自动化和现代化中的应用研究提供了理论依据。

关键词：果实采摘激光瞄准 PID控制 STM32 MSP430 人机交互