基于语义分割视觉伺服的种苗自动夹取系统设计

现代植物组织培养是一项耗时费力的工作,工作强度大,工作内容单调,为了减少劳动力成本并提高产量,设计了一种基于语义分割视觉伺服的种苗自动夹取系统并进行了测试。首先,提出了一种基于DP-BiSeNetV2语义分割算法的视觉定位方法,确定了根上合适的夹取点;之后,设计开发并测试了一种适合于实际工作环境的夹取装置;最后,将视觉定位算法与机器人夹取装置集成,构建了一个种苗自动夹取系统。在实验环节,使用蝴蝶兰种苗数据集进行了测试,在语义分割实验中,DP-BiSeNetV2模型的平均交并比为63.51%,像素准确度为98.25%;在夹取实验中,夹取成功率为81.7%。实验结果表明,该自动夹取系统具有很高的潜力,可以满足植物组织培养生产线的移植需求。

基于多传感器的机器人夹取系统研究

为解决由于内置传感器较单一导致的机器人抓取动作不灵活、作业精度低等问题,提出一种基于多传感器的机器人夹取系统。首先采用扩展卡尔曼滤波算法融合机器人内置传感器所测量的位置、速度和角度等信息,实现机器人自身位姿检测。在此前提下,利用外置传感器完成对目标物的自动识别与定位。为增强信息的可靠性和系统的分辨能力,并根据输出信号对机器人夹取动作进行运动学建模,设定夹取系统的硬件、软件环境及传输电路后完成系统设计全过程。实验结果证明:所提方法设计的机器人系统能够实现对夹取目标的精确对准,运动特性明显提高,作业误差有效减小。

摆动夹取式玉米精量排种器设计与试验

针对玉米种子三轴尺寸差异大,在取种过程中易造成漏取和重取的问题,设计了一种摆动夹取式玉米精量排种器,阐述其结构组成及工作原理,并对关键部件进行设计;通过建立的模型进行力学和运动学分析,得到了影响排种器取种性能的关键因素;通过EDEM软件建立仿真模型,分析种群高度及排种器转速对种群流转速度的影响规律,得到了排种器取种性能曲线;以取种块开合角、进种筒安装高度、排种器转速为试验因素,取种单粒率、漏取率、重取率为评价指标进行二次正交旋转组合仿真试验,结果表明最优参数组合为取种块开合角43.87°、进种筒安装高度37.84 mm、排种器转速0.41 r/s,在最优参数组合下进行排种性能台架验证试验,得到排种器排种合格指数为94.11%、漏播指数为2.52%、重播指数为3.37%,满足行业标准及农艺要求,研究结果为机械式玉米精量排种器关键部件的设计优化提供了理论参考。

基于显著性特征的蝴蝶兰组培苗夹取点检测方法

为了提高蝴蝶兰自动化快速繁育过程中组培苗夹取点视觉检测的适应性和效率,该研究提出了一种基于改进U2-Net显著性检测网络(MBU2-Net+)的组培苗夹取点定位方法。首先,通过显著性检测网络得到蝴蝶兰组培苗的显著性图像;然后,对显著性图像进行骨架提取,并经过形态学分析计算定位组培苗夹取点;最后,将夹取点位置数据发送给机械臂进行夹取。在图像显著性检测试验中,MBU2-Net+的平均绝对误差为0.002,最大F1分数为0.993,FPS(frames per second,每秒帧率)为33.99帧/s,模型权重大小为2.37 MB;在组培苗夹取试验中,4组共112颗苗的夹取点提取成功率为85.71%。为验证该研究的适应性,将其应用于各阶段组培苗以及部分虚拟两叶苗共11株种苗的夹取点提取,成功率为81.82%,使用该方法对不同时期的蝴蝶兰组培苗进行夹取点检测,具有较高的成功率。研究结果可为发展组培苗自动化快速繁育技术提供参考。

龙门式铝棒机械手夹取装置可靠性分析及改进

龙门式铝棒机械手是一种使用在铝挤压机生产线上,对铝棒进行码垛或解垛的自动化设备。夹取装置是龙门式铝棒机械手的末端执行机构,其可靠的工作性能是保证铝挤压机生产线正常连续运行的重要条件。对龙门式铝棒机械手夹取装置进行可靠性分析,包括电机性能校验、顶尖夹紧力校验、链条静强度校验、顶尖板静强度校验,并进行了气动系统改进。改进后,龙门式铝棒机械手在铝挤压机生产线上应用,取得了预期效果。

茄果类蔬菜自动移栽机夹取式取苗机构的研究进展

茄果类蔬菜种植规模大,育苗移栽环节劳动强度大、效率低。为提高茄果类蔬菜移栽质量和效率,自动移栽机应运而生。夹取式取苗机构是茄果类蔬菜自动移栽机的关键部件,该部件的性能将直接影响移栽钵苗的质量。综述了夹取式(夹茎式和夹钵式两类)取苗机构的研究现状,在总结和分析夹茎式和夹钵式取苗机构的优缺点和工作原理的基础上,分析了制约夹取式取苗机构和茄果类自动移栽机发展的原因,并从提高农机与农艺融合程度;提高控制系统精度,增强对取苗机构材质的相关研究;提高移栽机的自动化、智能化和一体化程度等方面提出了该领域未来的研发重点。

柔性机械手设计与夹取力动态特性仿真分析

设计了一种以驱动位移控制进行夹取力控制的柔性机械手,基于有限元软件ABAQUS及动力学仿真软件ADAMS,建立了柔性机械手的动力学模型.以不同尺寸的草莓为夹取目标物,对柔性机械手夹取过程进行动力学仿真分析,得到了夹取力随驱动位移量的增加呈线性增加的变化规律,同时获得了驱动速度与瞬时接触夹取力的关系曲线.在此基础上,对柔性机械手样机进行实验分析,结果表明:通过控制驱动位移量及速度进给,机械手能够实现对目标物草莓的无损夹取.该柔性机械手基于柔顺机构特性,无需复杂的传感反馈系统,即可实现对浆果类易损果实的快速抓取,为农业自动化收获机器人末端装置设计提供了一个新思路.

蜂王浆三针夹取式拣虫机的设计与试验

蜂王浆拣虫是挖浆前必须完成的工序。由于蜜蜂幼虫个体较小、数目庞大,因此人工拣虫过程劳动强度非常大;然而中国养蜂人员老龄化日益严重,且目前蜂王浆拣虫机械化尚未成熟。该文针对中国养蜂现状提出一种以三针夹取的方式将王台中蜜蜂幼虫夹出的方法。以三针夹取的拣虫方式构建蜂王浆拣虫机整机方案。三根针在王台孔内壁同时做向心运动或分离运动,将蜜蜂幼虫夹住或松开。对传动机构中球面槽轮和凸轮的参数进行计算。通过有限元分析得出动力输入端脚踏板受力情况。计算得出球面槽轮圆柱销弧长7.5π,槽深20.68 mm;得出凸轮的理论廓线;有限元分析结果得出动力输入方式可靠。该机器在保留蜂王浆幼虫完整的前提下,一次性将整条王台(64孔)中蜜蜂幼虫全部拣出,可实现连续作业,拣虫效率为10条/min时为人工的10倍,克服了蜂场手工作业时间长和劳动强度大问题。对扩大中国蜂业养蜂规模有着极大的促进作用。

3-DOF并联微夹取器的运动学建模

提出了一种新型的微夹取器结构,并对其进行了运动学建模和实验研究。首先,基于筷子操作原理的夹取方式,构建了一种由直线超声电机驱动的三自由度并联微夹取器。然后,将结构中的万向柔性铰链简化为球铰,利用空间坐标转换和矢量链法建立了微夹取器的运动学模型,分别得到了3条运动链的输入与输出之间的位移关系。最后,通过试验验证了该运动学模型的准确性,并分析了误差原因。对虾卵细胞进行的夹取实验结果表明,该微夹取器对夹取微小物体具有良好的操作性。

六边形快拆装夹具的可同步伸缩夹取机构设计

目前鞭炮生产工艺流程复杂,需要进行多工位加工,且各工位分散距离远,需要人工多次长距离搬运,难于实现多工位自动一体化生产,生产效率低。基于一种新型可重复利用的六边形快拆装夹具的实用性,设计了一种可自动夹取该六边形快拆装夹具的可同步伸缩夹取机构,并利用Adams仿真软件进行运动学仿真分析,论证这种新型可同步伸缩夹取机构能够实现对该六边形快拆装夹具进行自动夹取及实现该夹具对正六边形鞭炮饼的自动夹紧和定型。为实现鞭炮的多工位自动一体化生产提供了可行方案,具有重要的实用意义。

遥控维护条件下管道夹取技术研究

遥控维护是核装置维护中不可缺少的重要手段。核装置中的冷却管道在更换时,通过剪切工具将废旧管道剪断并脱落,最后由遥控维护夹具取出并封装。管道夹取技术是遥控维护中十分重要的一环,直接影响整个遥控维护没有成功与否。文章通过试验结果得出对管道夹取技术的结论,为遥控维护技术和辅助工装开发奠定基础。

基于楔形块夹取机械手的结构设计

本文以非标产品作为夹取的研究对象,采用气缸和楔形块相配合的方式来驱动机械手指夹紧,在不降低夹取精度的前提下,实现对非标产品的安全夹取,解决了传统机械手夹取产品单一、类型单一的问题。其结构简单,制造成本低。

顶出-夹取式自动取苗机构运动学分析

为了降低自动取苗装置取苗过程中对钵体的损伤,提高取苗成功率,对顶出-夹取式自动取苗装置的各个执行机构建立运动学模型,并对模型进行仿真分析。在Visual Studio环境下,根据模型编写可视化蔬菜穴盘苗自动取苗装置时序分析程序,并对各个机构进行参数优化,得到一组最佳参数:曲柄长度a=78 mm,连杆长度b=112 mm,偏心距e=20 mm,顶苗机构的初始相位角φd=108°,横移机构的位移为h1=36.5 mm,纵移机构的初始相位角φz=185°,苗爪翻转机构的初始相位角φf=15°。样机试验结果表明,在取苗速度为140株/min时的成功率为98.44%,基质损失率为36.67%,验证了该取苗机构的可行性。

红花采收机花丝夹取机构设计与分析

目前,红花采收主要靠人工采摘,为实现红花机械采收,提出了一种梳齿式花丝夹紧采摘方式。以红花夹取机构为研究对象,运用解析法得到凸轮轮廓曲线,使用UG软件建立了夹取机构的凸轮模型,设定工作参数后进行运动仿真分析,分析动轴x方向位移、速度与加速度特征。结果表明:仿真结果与理论设计相吻合,验证了仿真设计的正确性,保证了夹取的准确性。采用设计仿真技术可提高机械关键部件的设计水平,为红花采摘机的设计制造提供了坚实的基础。

表面麻醉下垫压夹取式娩核在隧道式小切口非超声乳化白内障摘出术中的应用

目的探讨表面麻醉下隧道式小切口非超声乳化白内障摘出术中使用垫压夹取式娩核的可行性和安全性。方法对98例（126眼）白内障患者进行表面麻醉下垫压夹取式娩核小切口非超声乳化白内障摘出联合人工晶状体植入术。术后1d、1周、1个月进行视力、裂隙灯、眼压、眼底镜检查。结果手术经过顺利，术中术后并发症少，手术时间短，视力恢复良好。术后1个月视力0．6—1．0者78眼，0．3—0．6者32眼，0．1—0．3者12眼，〈0．1者4眼。结论垫压夹取式娩核在小切口非超声乳化白内障摘出联合人工晶状体植入术中能减少角膜内皮和后囊膜的损伤，操作简单、安全，适合广大基层医院应用。

基于工程车机械手气动夹取及弹射机构的设计与试验研究

针对工程车机械手夹取中小型物品操作复杂和不可靠的问题,提出了用气动装置来夹取及弹射中小型物品。利用Solid Works软件进行了三维设计,Simulation对取弹爪横移导轨进行了仿真,结果表明:在取弹爪翻转取弹过程中,横移导轨最大位移不超过0.3 mm,外载荷对其几乎没有影响。选取6060铝合金制作了工程车实物样机,尺寸为730 mm×640 mm×605 mm。试验测试结果表明:从测试数据得到弹射轨迹拟合曲线可看出装置弹射位置设计符合要求;采用气动夹取及双汽缸弹射能够较好地满足一定范围内的中小型物品的夹取及弹射。该装置解决了试验中对位夹取刮擦物品,汽缸动力不足,弹射力度不够等一系列问题。

一种自动夹取及码垛的机械手装置设计

针对目前公司车间工件吊装及码垛的现状,介绍了一种自动夹取及码垛的机械手装置,并就该机械手总体设计方案、机械手结构及有限元强度分析、液压系统、PLC控制回路进行阐述。实践结果证明,该机械手能满足生产线的要求。

水稻钵苗移栽机整排多株夹取式取苗机构的研究与设计

众所周知,水稻钵苗移栽与传统插秧相比,具有不伤根、缓苗快、产量高、品质好等特点,现介绍一种水稻钵苗移栽机上的整排多株夹取式取苗机构。1主要结构水稻钵苗移栽整排多株夹取式取苗机构属于农业机械领域,该设计为一次取苗14株;机构的结构新颖、独特、合理,动作连续化程度和取苗效率高,取苗质量和效果好,保护秧盘不受破坏,作业使用成本低。

某型药筒的自动夹取与翻转机构设计

炮弹在分解拆卸后,需要对药筒内的报废弹药进行清理。提出了一种自动夹取与翻转机构,并详细介绍了该套机构的结构组成,通过采用气动元件作为夹取与翻转动作的动力源,实现药筒的自动加紧与翻转倒药。