林果采摘机器人研究现状与展望

林果采摘是一项季节性和劳动密集型的工作,作业耗时长且由于老龄化带来的劳动力短缺,人工采摘已经不能满足产业发展需求。随着深度学习等技术的发展,结合种植、保存和加工技术的变化,智能采摘机器人成为解决上述问题的有效方法。以苹果和草莓采摘机器人为例,分析当前国内外林果智能采摘机器人发展现状、特点与制约因素,重点阐述图像识别、果实定位和果实分离三大关键技术的研究进展,从结构化种植环境、识别定位算法、智能末端执行器等方面展望采摘机器人的发展方向,以期为后续林果采摘机器人的进一步研究提供借鉴。

基于改进YOLO v8-Pose的红熟期草莓识别和果柄检测

针对高架栽培模式下的大棚草莓,借鉴人体姿态检测算法,建立了改进YOLO v8-Pose模型对红熟期草莓进行识别与果柄关键点检测。通过对比YOLO v5-Pose、YOLO v7-Pose、YOLO v8-Pose模型,确定使用YOLO v8-Pose模型作为对红熟期草莓识别与关键点预测的模型。以YOLO v8-Pose为基础,对其网络结构添加Slim-neck模块与CBAM注意力机制模块,提高模型对小目标物体的特征提取能力,以适应草莓数据集的特点。改进YOLO v8-Pose能够有效检测红熟期草莓并准确标记出果柄关键点,P、R、mAP-kp分别为98.14%、94.54%、97.91%,比YOLO v8-Pose分别提高5.41、5.31、8.29个百分点。模型内存占用量为22 MB,比YOLO v8-Pose的占用量小6 MB。此外,针对果园非结构化的特征,探究了光线、遮挡与拍摄角度对模型预测的影响。对比改进前后的模型在复杂环境下对红熟期草莓的识别与果柄预测情况,改进YOLO v8-Pose在受遮挡、光线和角度影响情况下的mAPkp分别为94.52%、95.48%、94.63%,较YOLO v8-Pose分别提高8.9、10.75、5.17个百分点。改进YOLO v8-Pose可在保证网络模型精度的同时对遮挡、光线和拍摄角度等影响均具有较好的鲁棒性,能够实现对复杂环境下红熟期草莓识别与果柄关键点预测。

我国生姜全程机械化技术装备研究现状及发展趋势

目前我国生姜机械化水平总体较低,种植和收获等主要生产环节缺乏适用机械化机具,生姜全程机械化生产设备中“无机可用,有机不好用”的现状严重制约了我国生姜产业的发展。重点介绍我国现有生姜生产中各环节机械化发展现状及存在的问题,预测了生姜全程机械化的发展趋势,以期为生姜全程机械化技术研究与装置创新设计提供参考。

山东省农机装备产业集群发展现状分析与提升对策

为不断提升山东省农机装备产业集群发展水平,以潍坊-日照-临沂-济宁-聊城农机装备产业集群为研究对象,从产业基础、创新能力、促进组织、要素集聚、开放合作五大方面对其发展现状进行评价分析,对其不足进行归纳,就如何提升发展水平提出建议,以期为我省农机装备产业高质量发展提供有效经验。

我国果蔬采摘机器人技术发展现状及展望

针对现阶段国内果蔬采摘机器人的不同采摘品种进行综合性汇总,发现其中存在的问题,如缺乏总体规划、功能性单一、通用性灵活性差、果蔬损伤率高、人机交互不足等等,并提出完善功能构造,优化末端控制器,改善采摘算法逻辑,提高设备的通用性与可靠性,减少成本和操作难度,优化操作界面等建议,为未来的果蔬采摘机器人的发展提供思路。

松褐天牛的蛀道结构系统研究

[目的]通过系统解析松褐天牛在黑松和赤松内的蛀道结构,了解其蛀食特征,为完善松褐天牛隐蔽生活过程中的生物生态学习性和科学利用天敌昆虫、病原微生物和注射药物防治松褐天牛提供依据。[方法]于松褐天牛越冬期,人工解剖了松褐天牛危害的黑松和赤松木段,获得其完整蛀道。分别测量了蛀道长度、蛀屑堵塞长度、侵入孔内径、蛹室内径、蛀屑含水率、侵入孔与羽化孔的相对方位等蛀食特征,并分析了松褐天牛幼虫大小与寄主树种和蛀食特征的关系。[结果]松褐天牛在黑松和赤松中的蛀道均为“U”形,类型单一,蛀道间互不串通,在侵入孔端部存在蛀屑堵塞,多数羽化孔在侵入孔上方;松褐天牛的蛀食特征与个体大小和寄主树种的相关性均较小。[结论]松褐天牛在木质部隐蔽蛀食的特性比较规律,受寄主树种种类影响较小,蛀道结构均呈“U”形,蛀道的部分被蛀屑-粪便混合物堵塞。

蓝莓采收技术研究现状与发展趋势研究

我国蓝莓产业规模不断扩大,但采收方式以人工为主,作业效率低下,严重制约了我国蓝莓产业的高质量发展,因此研究机械化、自动化、智能化蓝莓采收技术与装备对我国蓝莓产业的发展具有重大意义。本文重点分析了国内外蓝莓采收装备的研究现状,阐述了不同采收机的采收原理、采收方式及存在问题,并对未来蓝莓采收机的发展趋势进行展望。蓝莓采收机将逐渐向着低成本化、高效化、无损化、智能化等方向发展,以满足我国蓝莓产业的发展需求。

莲藕收获机械研究现状及发展趋势

莲藕是我国产量和种植面积最大的水生蔬菜品种,目前,收获环节主要以人工铲挖和水冲为主,工作环境恶劣,效率低,成本高,严重制约了莲藕产业的发展。对国内外莲藕收获机械进行了总结,阐述了莲藕收获机械的工作原理、功能特点,并提出了莲藕收获机械的发展方向,为莲藕收获技术研究与装置创新设计提供参考。

苹果采收平台输送装置设计与优化试验

针对国内苹果园人工采收效率低和损伤率高的问题,设计了一种苹果采收平台输送装置,实现苹果自动输送作业。首先通过对苹果输送过程进行运动学分析,确定影响苹果机械损伤的主要因素及各因素的试验取值范围。其次根据Box-Behnken试验设计原理,以输送速度、果托倾角、果托形状为试验因素,以损伤率为试验指标,对苹果采收平台输送装置的作业参数进行试验研究,建立试验指标与试验因素之间的回归模型。最后分析了各因素对试验指标的影响规律,并根据回归模型对试验因素进行综合优化。试验结果表明:当输送速度为0.2 m/s、果托倾角为30°、果托形状为圆台体时,苹果损伤率为3.69%,苹果机械损伤明显低于未经参数优化的苹果采收平台输送装置,输送作业效果最好。研究结果可为苹果园采收平台的结构优化和输送作业参数控制提供参考。

基于SolidWorks的水平直元线犁体曲面参数化设计

研究了水平直元线法犁体曲面的形成原理,二次开发基于SolidWorks本身特点的属性管理器对话框并结合SolidWorks强大的三维造型功能开发了水平直元线犁体曲面参数化设计模块,并实现了所研发系统与SolidWorks系统的无缝集成,有效解决了水平直元线犁体曲面设计过程复杂、误差大,劳动强度高等一系列问题,使水平直元线犁体曲面的优化设计变得非常直观和方便,利于犁体产品进一步开发的系列化和标准化,达到了缩短设计周期、增加经济效益的目的。

一氧化氮(NO)氧化催化剂的研究进展

NO_x是形成酸雨、雾霾以及光化学烟雾等环境问题的元凶之一。目前为止,如何有效地消除NO_x依然是一个值得关注的问题。众所周知,NO氧化催化剂有助于提高废气中NO_2的比例,这可以(i)提高NO_x储存/还原(NSR)催化剂的吸附性能;(ii)提高NO_x选择性催化还原(SCR)催化剂的低温活性(快速SCR反应);(iii)促进碳烟燃烧,从而使颗粒物捕集器(DPF)再生。本文主要综述了NO氧化催化剂的研究进展。

农业装备电子零部件图册管理系统的研究与实现

研究设计了一套农业装备零部件技术文件开发与管理的信息控制系统。该系统以企业级SBOM数据为基础,结合其他辅助系统数据,打通了从设计生产到图册绘制的数据流转,实现了零部件交互式电子图册检核与发布的全程信息化管理,提高了图册制作的工作效率。

汽车设计阶段前大灯匹配的公差分析

车辆前大灯和发动机盖(hood)、前保险杠(bumper)、翼子板(fender)3个总成匹配,在装配过程中需要顾及各方面的间隙面差(GAP/FLUSH),一直是各个主机厂的难点。如何合理地定义DTS中前灯和周边零件的间隙面差,如何合理地定义相关零件的GD&T。本文就在设计和制造阶段运用尺寸分析的手段解决此类问题进行阐述,探讨提高前灯装配质量的方法。

蓝莓采摘期结合力测试与变化趋势的分析

为得到蓝莓振动采摘机器的分离力数据,给蓝莓振动采摘机器提供数据支持,对蓝莓采摘期结合力的变化规律进行分析研究。在蓝莓采摘期对三个品种蓝莓的结合力进行为期14天的跟踪测试。通过对不同品种蓝莓结合力的测试,筛选出不同范围的蓝莓结合力的出现次数,分析不同天气对结合力的影响,建立结合力随时间变化的回归模型。研究表明,采摘期内成熟蓝莓的结合力均不超过1 N;通过显著性差异检验得出不同的天气状况对结合力的影响不大,三个品种之间的结合力存在显著性差异,但都随时间的推移而减小;蓝丰品种在成熟的中后期结合力变化范围减小,因此更适合机械化采收。

基于PLC的菇房光照控制系统开发

为了提高食用菌菇房内对光照时间、光照度和光质的利用,设计了基于PLC的菇房光照管理系统,利用工业平板电脑为上位机,处理摄像头及光照传感器上传的菇房光照环境数据,将优质菇在不同生长时期的光照环境多次迭代,找出食用菌最适宜的光照环境,不断更新光照指令给下位机(S7-200 Smart PLC),下位机根据光照指令调节不同位置的光照时间、光照度和光质,从而使食用菌处在最佳的光照环境条件下,采用触摸屏查看食用菌生长情况,实现人机交互。该菇房光照控制系统旨在提高生产优质菇的自动化水平。

山梨酸聚酯酸性水解过程中HCl吸收工艺技术改造

介绍了山梨酸生产过程中,聚酯酸性水解时对HC l的吸收生产工艺改造。分析原工艺设计的缺点和不足。在原基础上通过设备重新选型和工艺改造后,使盐酸的消耗由每吨山梨酸耗酸1.2 t降至0.25 t,使NaOH液用量由原来的0.70 t降为0 t,仅节约原料盐酸及NaOH液费用每年458.8万元。同时减少了废水中氯离子的排放,大大降低了生石灰用量,节约废水处理费用9.4万元。同时也大大降低了氯离子排放对环境的污染。

基于大数据的农机配件供应链服务云平台构建与应用

综合采用物联网技术、云计算技术、物联网公共标识技术、移动互联技术等,搭建基于大数据的农机配件供应链服务云平台。系统通过对农机零配件生产、流通及售后服务等全过程信息采集和管理,实现农机行业零配件全生命周期的实时管理和产品质量溯源,构建农机零配件透明供应链质量与服务保障体系,解决目前农机配件市场上存在的严重假冒伪劣现象,优化行业服务供应链资源配置,提高农机维修及售后服务质量,为农机使用的可靠性和安全性提供保证。

袋栽食用菌打孔增氧注水装置研制

研发了一种袋栽食用菌生产过程中打孔增氧注水一体化装备。整合使用可移动固定架、打孔增氧注水机构、菌棒抓取旋转机构,配套菌棒安置架系统,结合电控系统实现打孔增氧注水一体化进程,能够满足多菌棒智能化作业要求,具有更高的生产效率,为未来食用菌生产领域装备的研发提供参考。

6061铝合金搅拌摩擦焊接头失效行为仿真方法研究

针对6061铝合金搅拌摩擦焊接头失效行为仿真方法进行研究。考虑焊缝及热影响区性能降低的规律,提出对接头不同区域进行精确划分的建模方法。对不同区域赋予不同材料力学性能,建立了铝合金搅拌摩擦焊接头拉伸样件的精细模型,并通过试验验证了精细模型的有效性。为保证在整车碰撞模型中的计算效率,提出将精细模型转化为等效简化模型的方法。将精细模型的材料属性、区域划分简化后赋予等效模型,其仿真峰值力与试验结果一致性良好,表明该等效模型可以表征搅拌摩擦焊接头力学性能,满足精度要求。

企业售后服务信息化管理系统的开发与应用

售后服务环节作为产品全生命周期管理的最后一步,需要一个协同一体的智能化系统实现研发和生产工程数据向售后服务数据的转化。开发的企业售后服务信息化管理系统包含零部件图册管理业务、服务技术文件管理业务、终端应用管理业务三大部分,是一套基于微服务架构的复合应用系统,采用Springboot+Mybatis框架和Pluto容器,在图册开发工具中采用FO引擎,能够快速配置多异构系统,实现售后资源的协同适配。