基于迭代学习PID算法的苹果采摘机器人设计

为了提高采摘机器人机械手控制系统的精准性和采摘机器人的移动效率,设计出基于迭代学习PID算法的苹果采摘机器人。借助MatLab软件平台进行模型搭建及控制系统仿真测试,实验室条件下进行硬件结构设计,并完成采摘过程测试、路径规划避障测试和采摘果实破损率统计分析。实验验证表明:基于迭代学习PID算法设计的采摘机器人可准确锁定采摘目标,迅速实施稳定的采摘动作,以最佳采摘角度最大程度地保证采摘果实完整性。基于迭代学习PID算法设计的苹果采摘机器人有效提高了采摘的精度和效率,使苹果整体完好率达到98.3%以上,最大限度保证了采摘苹果的质量。

甘蔗叶秸秆压缩特性研究

我国每年都会产生数量巨大的甘蔗叶秸秆,是一种优质的生物质能源。为实现甘蔗叶秸秆资源化利用,就必须解决甘蔗叶秸秆的收集、打捆难题。利用自制的压缩装置并结合甘蔗叶秸秆在田间呈现的横向和杂乱两种铺放状态,设计取样部位、含水率、加载速度和加料量四个变量因素,进行4因素5水平正交旋转试验,解析各因素对甘蔗叶秸秆最大压缩力的影响规律。压缩试验表明:试验设置的四个变量因素对最大压缩力的影响规律相似,但是压缩至同一密度,杂乱铺放比横向铺放状态所需的压缩力要大的多。在横向和杂乱两种铺放状态下,从叶鞘至叶片上部所需最大压缩力先增大后减小,取样部位越靠近叶片下部,最大压缩力越大;随着物料的含水率增大,最大压缩力逐渐减小;加载速度增大,最大压缩力呈现出先增大后减小的趋势;随加料量的增加,最大压缩力呈现先减小后增大的变化趋势。在两种压缩状态下,其中含水率对甘蔗叶秸秆的压缩特性影响最显著。

秸秆打捆机结构改进及仿真分析

我国甘蔗叶秸秆资源极其丰富,是一种宝贵的生物资源。甘蔗叶秸秆变废为宝,化害为利处理,已成为社会亟待解决的问题。实现甘蔗叶秸秆资源化利用,关键在于解决甘蔗叶秸秆如何高效回收。目前使用的秸秆打捆机会出现喂入口堵塞、卷捆不畅等问题。为此,通过虚拟样机技术对目前使用的秸秆打捆机进行结构改进和仿真分析实验,应用SolidWorks软件建立改进前和改进后打捆机的三维实体模型,再应用ANSYS和ADAMS软件对打捆机整机进行仿真分析。通过对改进前和改进后两款打捆机进行力学分析和仿真实验,结果表明:打捆机喂入机构增加喂入对辊和碾压对辊,可大幅提升打捆机的喂入能力;卷捆室钢辊优化排列和钢辊表面结构优化可大幅提升卷捆室的卷捆能力,一定程度上解决打捆机喂入口堵塞、打捆不畅等问题,为秸秆打捆机后续创新设计提供理论支持。