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基于改进YOLOv5的水果检测

信息技术与信息化 2024年第6期 72-75页

作者：郑凯东田瑞西安石油大学计算机学院陕西西安710065

近年来,中国水果产业快速发展,出口产品销量始终位居世界前列,但水果采摘问题不容忽视,由于各方原因,我国采摘基本依赖人工、耗时且效率低,天气环境等因素严重影响人工作业。基于采摘检测困难问题,以苹果为研究对象,提出了基于YOLOv5s... 详细信息

近年来,中国水果产业快速发展,出口产品销量始终位居世界前列,但水果采摘问题不容忽视,由于各方原因,我国采摘基本依赖人工、耗时且效率低,天气环境等因素严重影响人工作业。基于采摘检测困难问题,以苹果为研究对象,提出了基于YOLOv5s改进的YOLOv5-OCG结构,主要改进内容为:(1)构建新的主干网络OCSP Darknet,其中ODConv卷积可动态调整卷积核,CBAM通过通道与空间两方面更好地提取重要特征;(2)引入GFPN替换头部的C3网络,通过自底向上和自顶向下两种方式联合进行多尺度特征融合。相比最初的YOLOv5原始模型,mAP提高至0.767,改进后的模型有较高的稳定性,可适应不同情况状态下的水果检测,有一定的实际意义。

关键词： YOLOv5 水果采摘目标检测 ODConv卷积 CBAM GFPN

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剪式采摘机械臂的结构设计与仿真分析

天津理工大学学报 2024年第3期40卷 117-122页

作者：胡宏康胡文华天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384

为满足柚子等高挂水果采摘的作业要求,对一种5自由度剪式机械臂进行设计和分析。对剪式机械臂进行结构设计和虚拟建模,基于改进德纳维-哈登堡(Denavit-Hartenberg,D-H)法得到其正运动学方程。利用MATLAB软件分析得到其工作空间云图,在... 详细信息

为满足柚子等高挂水果采摘的作业要求,对一种5自由度剪式机械臂进行设计和分析。对剪式机械臂进行结构设计和虚拟建模,基于改进德纳维-哈登堡(Denavit-Hartenberg,D-H)法得到其正运动学方程。利用MATLAB软件分析得到其工作空间云图,在关节空间内选用五次多项式插值对机械臂进行轨迹规划。在ADAMS软件中建立剪式机械臂的虚拟样机模型,将轨迹规划得到的数据单元作为关节运动参数进行逆动力学仿真分析,分析了在柚子采摘过程中剪式机械臂各个关节所需的驱动力矩。研究结果为剪式采摘机械臂的研发和应用奠定了基础。

关键词：水果采摘剪式机械臂运动空间轨迹规划动力学仿真

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软体水果采摘机械手系统设计分析与试验

林业工程学报 2021年第3期6卷 127-132页

作者：华超褚凯梅陈昕朱银龙南京林业大学机械电子工程学院南京210037

为了解决传统刚性机械手在水果采摘方面交互性差和安全性低等问题,设计了一种软体采摘机械手及其控制系统。机械手由4个驱动手指和法兰盘组成,每个手指由硅胶材料注入3D打印的模具固化形成,具有结构简单、成本低、效率高以及交互性好等... 详细信息

为了解决传统刚性机械手在水果采摘方面交互性差和安全性低等问题,设计了一种软体采摘机械手及其控制系统。机械手由4个驱动手指和法兰盘组成,每个手指由硅胶材料注入3D打印的模具固化形成,具有结构简单、成本低、效率高以及交互性好等优点。在正压和负压驱动下,可实现向内、外两个方向弯曲,抓取过程中能够自动适应抓取物体的形状大小。利用ABAQUS有限元仿真对其弯曲特性进行仿真,分析各个结构参数对弯曲角度的影响,得出最优的结构参数,据此设计制造软体机械手样机。机械手控制系统主要包括电路系统和气路系统,电路系统采用Stm32单片机与Labview上位机软件通讯,控制气路中电磁阀和比例阀的工作状态,并实时显示充气压力;气路系统中的比例阀用于调节气压大小,真空发生器用于提供负压实现向外侧弯曲,并通过电磁阀切换气路的工作模式(正压/负压)。试验表明,研制的软体采摘机械手工作范围为0~60 kPa,能够抓取的最大负载大约为5.8 N,可实现对苹果、西红柿等水果的无损稳定抓取。

关键词： 3D打印软体软体采摘机械手软体机器人水果采摘

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基于STM32的农业采摘机器人设计

电子制作 2024年第3期32卷 77-80页

作者：李志明南京铁道职业技术学院江苏南京210031

近年来,伴随电子技术和通信技术快速发展,我国农业科技现代化也取得了长足进步。本文通过仿真研究改进了农业水果采摘中图像识别技术,提高了水果采摘的成功率,并设计了一款基于STM32的水果采摘机器人,实现水果采摘机器人的手动模式采摘... 详细信息

近年来,伴随电子技术和通信技术快速发展,我国农业科技现代化也取得了长足进步。本文通过仿真研究改进了农业水果采摘中图像识别技术,提高了水果采摘的成功率,并设计了一款基于STM32的水果采摘机器人,实现水果采摘机器人的手动模式采摘和自动模式采摘。系统降低了工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率,促进农业现代化发展,发展潜力巨大。

关键词：农业科技图像识别水果采摘

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一种自适应多功能水果采摘装置

林业工程学报 2020年第2期5卷 130-136页

作者：成亮王立杰张国庆南京林业大学机械电子工程学院

为实现水果采摘的自适应性及通用性,基于欠驱动原理设计了一种能够根据水果的形状自动调整手指之间的相对位置,并能实现无损采摘的自适应多功能水果采摘装置。该水果采摘装置有3个手指,依靠3个驱动元件实现对整个装置的11个自由度的控... 详细信息

为实现水果采摘的自适应性及通用性,基于欠驱动原理设计了一种能够根据水果的形状自动调整手指之间的相对位置,并能实现无损采摘的自适应多功能水果采摘装置。该水果采摘装置有3个手指,依靠3个驱动元件实现对整个装置的11个自由度的控制。通过电机驱动蜗轮蜗杆机构及直齿轮机构实现了手指间角度的调整,可完成对各类不同形状水果的采摘。利用气压传动实现了手指的张开与闭合,采用伺服电机带动气缸旋转从而带动手爪旋转,实现水果与果梗分离,同时,对水果采摘装置的结构、尺寸进行了设计。通过对各种不同形状水果的仿真验证得出,手指间呈120°分布时可实现对横径80~100 mm的类球形水果(如苹果等水果)的自适应包络抓取,同时,手指与水果间接触力可以控制在3~15 N;手指间呈平行分布时可实现对横径65~85 mm的类圆柱形水果(如香瓜等水果)的自适应包络抓取,同时,手指与水果间接触力可以控制在3~15 N。2种情况下都既能稳定抓取水果,又能保护水果不受损伤。本研究设计的装置结构较简单,动作易于自锁,可自适应水果形状及大小,采摘可靠方便。

关键词：水果采摘自适应通用性接触力欠驱动

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新型水果采摘装置的设计与研究

装备制造技术 2023年第8期 32-34,70页

作者：孙强雷鸣商益洋孙浩楠李世杰陈怡达许诚孔祥睿苏州城市学院江苏苏州215104 苏州市计量测试院江苏苏州215100 苏州建设交通高等职业技术学校江苏苏州215104

设计了一种用于苹果采收的辅助机械手。其机械手是一种手持长杆结构,前端滑块利用液压系统,推动曲柄摇杆机构进行往复运动,从而可以完成剪刀的开启和闭合,再与手柄所连接的连杆机构相结合,可以将剪刀移到果柄处,从而剪断果柄,最后,苹果... 详细信息

设计了一种用于苹果采收的辅助机械手。其机械手是一种手持长杆结构,前端滑块利用液压系统,推动曲柄摇杆机构进行往复运动,从而可以完成剪刀的开启和闭合,再与手柄所连接的连杆机构相结合,可以将剪刀移到果柄处,从而剪断果柄,最后,苹果果实落到收纳机构中,同时完成对苹果的采摘和收纳。在水果的底部配备柔性收纳装置,可以将水果暂时收纳到一个袋子中,等水果收集满后,再放入箱内。本设计的水果采摘机械手,可极大地提高采收效率,大幅度地降低采收费用,给果农带来更多的收益。本项目的研究成果对于实现果树的高效、低成本、高效率的高效采摘具有重要的实践意义和应用价值。

关键词：水果采摘机械手液压油缸机械设计

无人机在高枝水果采摘中的研究以及采摘结构设计

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第1期 14-16页

作者：赵学晨山东建筑大学机电工程学院山东济南250101

当下果园水果采摘自动化工程已经成为果园采摘的必然趋势和发展方向,无人机采摘水果方式的普及,将极大减轻果园采摘工日常巡视、水果采摘等方面的负担,并降低了人工采摘方式的危险性。在降低人工采摘危险性的同时,提高了水果采摘的效率... 详细信息

当下果园水果采摘自动化工程已经成为果园采摘的必然趋势和发展方向,无人机采摘水果方式的普及,将极大减轻果园采摘工日常巡视、水果采摘等方面的负担,并降低了人工采摘方式的危险性。在降低人工采摘危险性的同时,提高了水果采摘的效率与质量。本文简述了智能化产品的发展优势以及国内外无人机采摘技术的研究现状,将常见的果实采摘用装置进行分类与比较,分析了各个方式在高枝水果采摘中的优缺点,得出了无人机在高枝水果采摘应用的合理性,并对人工采摘果实过程中的一系列动作进行分解分析,设计出了一种装载在无人机上的简易采摘机械装置。最后本文还展望了拓宽无人机的应用领域以及图像处理技术的发展。

关键词：自动化水果采摘高枝水果无人机

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便携式水果采摘辅助装置的设计与研究

机电一体化 2022年第6期28卷 42-45页

作者：叶剑沈家栋何东伟同济大学浙江学院机械系嘉兴314000

对几种常见的水果生长数据进行了调研,主要包括水果生长的位置分布、单个水果的重量和水果悬挂姿态。通过分析水果生长位置和悬挂姿态对采摘动作的影响,对当下果园里常用的几款辅助采摘设备及其各自的优缺点进行了调查和研究。基于此,... 详细信息

对几种常见的水果生长数据进行了调研,主要包括水果生长的位置分布、单个水果的重量和水果悬挂姿态。通过分析水果生长位置和悬挂姿态对采摘动作的影响,对当下果园里常用的几款辅助采摘设备及其各自的优缺点进行了调查和研究。基于此,设计了一款便携式、适应各种水果悬挂姿态的电动水果辅助采摘装置。

关键词：水果采摘调节角度电动便携式

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基于气压传动的高空水果采摘收集机械设计

现代制造技术与装备 2022年第1期58卷 55-57页

作者：田超董海龙雒佛庶石万涛兰州工业学院兰州730050 国网临夏供电公司临夏731100 西安石油大学西安710065

针对现有辅助人工采摘机械存在的结构复杂、操作困难以及采摘环境差等问题,设计了一款基于气压传动的半自动高空水果采摘收集机械装置。此装置采用气压传动的设计思路,由一个小型气泵提供压缩空气,由电源、电磁阀以及导气管组成气压传... 详细信息

针对现有辅助人工采摘机械存在的结构复杂、操作困难以及采摘环境差等问题,设计了一款基于气压传动的半自动高空水果采摘收集机械装置。此装置采用气压传动的设计思路,由一个小型气泵提供压缩空气,由电源、电磁阀以及导气管组成气压传动系统,利用曲柄滑块机构和类球型剪切机构完成对高空水果的采摘。通过对气缸进行受力分析,计算出所需的最大压强为0.25 MPa采用有限元计算软件计算出光轴所受的最大应力为8.640 4 MPa,满足轴的强度要求。

关键词：水果采摘气动控制自动伸缩类球形剪切