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基于多激励振动采摘原理的蓝莓采收机关键部件设计与试验
1
作者 王海滨 黄馨玉 +5 位作者 宋佳音 刘觉飞 赵亮 那蕊 赵熙润 延文杰 《农业机械学报》 北大核心 2026年第2期58-69,275,共13页
为适应我国蓝莓种植园相关农艺要求,设计了一种国产自走式蓝莓采收机。通过对蓝莓采摘振动机理分析,建立蓝莓植株振动方程,通过方程“正交变换”“正则变换”分析多激励作用条件下蓝莓植株振动输出响应和蓝莓果实采摘力。依据蓝莓种植... 为适应我国蓝莓种植园相关农艺要求,设计了一种国产自走式蓝莓采收机。通过对蓝莓采摘振动机理分析,建立蓝莓植株振动方程,通过方程“正交变换”“正则变换”分析多激励作用条件下蓝莓植株振动输出响应和蓝莓果实采摘力。依据蓝莓种植农艺得到采收机设计要求,对机器采摘系统、果实收集系统和果实输送系统进行结构设计,利用自行研制的样机进行蓝莓采收试验,利用预采试验和正交试验结果建立机器采收评价指标回归方程,进而可得:机器行走速度、采摘装置液压马达转速和采摘装置指排间距对机器采摘效率和采果质量存在交互影响,机器行走速度与采摘效率成正比,与果实损坏率成反比,采摘装置液压马达转速正比于果实采摘效率和果实采净率,指排间距反比于机器采摘生果率。综合正交试验结果得到机器最佳工作参数为:采收作业行走速度35 m/min、采摘系统液压马达转速100 r/min、指排间距200 mm,以机器最佳工作参数进行人机对比试验,可得:机器采摘生果率为8.4%,采摘果实损坏率为3.8%,果实采净率为90.1%,果实采摘效率为1.37 kg/min,为人工采摘效率的10.78倍。 展开更多
关键词 蓝莓 采收机 采摘振动机理分析 果实收集输送系统
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分层剪切式青花椒采摘装置设计与试验
2
作者 何志远 杨仕 +5 位作者 杨明金 白得成 陈子文 蒲应俊 李守太 杨玲 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第3期258-272,共15页
针对青花椒“下桩”采摘技术不成熟、劳动强度大、采摘效率低、适应性差等问题,设计了一种分层剪切式青花椒采摘装置。根据花椒枝和花椒果的几何特征与力学特性,采用了分层剪切脱果、带齿联合输运、双齿啮合拉拽等技术方案。对分层剪切... 针对青花椒“下桩”采摘技术不成熟、劳动强度大、采摘效率低、适应性差等问题,设计了一种分层剪切式青花椒采摘装置。根据花椒枝和花椒果的几何特征与力学特性,采用了分层剪切脱果、带齿联合输运、双齿啮合拉拽等技术方案。对分层剪切脱果装置、带齿联合输运装置等核心部件进行参数设计,通过单因素试验确定了往复式切割器平均切割速度、花椒枝喂入速度、拨齿下降速度3种工作参数的取值范围分别为:600~1000 mm/s、10~50 mm/s、20~100 mm/s。根据Box-Behnken设计法,进行3因素3水平正交试验,通过Design-Expert 13软件对试验结果进行优化求解,得到最优工作参数为:往复式切割器平均切割速度700 mm/s、花椒枝喂入速度28.19 mm/s、拨齿下降速度48.62 mm/s。针对单采摘通道工况,在最优工作参数下,进行“下桩”后花椒枝的采摘试验,试验结果为:采摘效率16.28 kg/h、采净率90.69%、伤果率7.37%,可以满足青花椒“下桩”采摘的要求。 展开更多
关键词 采摘机械 优化 青花椒 正交试验 分层剪切脱果 带齿联合输运
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振动式核桃采摘机的设计与试验
3
作者 代桂鑫 许燕 +2 位作者 周建平 张惠琪 叶琛琛 《农机化研究》 北大核心 2026年第7期16-24,共9页
针对南疆地区核桃采收效率低、采净率低和果树损伤等问题,设计了一种液压振动式核桃采摘机。传统的固定频率振动采摘方法无法保证高采净率,因此提出了一种基于果树固有频率的共振采摘方法,通过扫频检测最大加速度极值点,确定了核桃树的... 针对南疆地区核桃采收效率低、采净率低和果树损伤等问题,设计了一种液压振动式核桃采摘机。传统的固定频率振动采摘方法无法保证高采净率,因此提出了一种基于果树固有频率的共振采摘方法,通过扫频检测最大加速度极值点,确定了核桃树的最佳共振频率,并可自动调节振动频率以实现共振采摘。首先,基于振动采摘原理,设计了采摘机的液压系统、自动控制系统和振动采摘装置。其次,利用Workbench对振动采摘装置进行了模态分析,确定了前3阶固有频率,有效避免了振动采摘装置固有频率和采摘频率相同引发的共振,避免了信息采集不准确等问题,验证了结构设计的合理性。通过振动加速度响应试验验证了偏心振动部件激振力设计的合理性,以及主干摇振采摘的可行性,并结合田间加速度响应试验,验证了振动装置与挂果枝处加速度显著频率的相似性。最后,通过田间采摘试验验证了自动控制系统的准确性,结果表明振动式核桃采摘机在共振频率下的综合采净率超过90%,满足核桃采摘需求。 展开更多
关键词 核桃 振动采摘机 共振采收 自动控制 固有频率 加速度响应
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核桃枝干模态分析与振动采收参数优化
4
作者 张惠琪 许燕 +4 位作者 周建平 段春旭 秦春雨 代桂鑫 叶琛琛 《农机化研究》 北大核心 2026年第7期101-108,共8页
针对当前核桃产业普遍面临的高大核桃树采收效率低下、人工操作风险较高的应用难点,设计了一种振动采收设备以提高采收效率和降低作业风险。首先,以适宜机械化作业的主干形“温185”核桃树为研究对象,通过构建理论模型与三维逆向模型,... 针对当前核桃产业普遍面临的高大核桃树采收效率低下、人工操作风险较高的应用难点,设计了一种振动采收设备以提高采收效率和降低作业风险。首先,以适宜机械化作业的主干形“温185”核桃树为研究对象,通过构建理论模型与三维逆向模型,对其进行模态和简谐载荷受迫分析,探究振动采收频率区间,仿真结果显示,最优振动采收频率集中在20 Hz附近,且振动点越接近树枝分支点位置,树体的整体形变幅度愈显著,树体的响应效果更好。然后,在采收季节前8周,对“温185”核桃进行了果柄分离力测定和果实、果仁形态分析,为避免果柄分离力过小至果实自然掉落影响机械采收进度,科学界定了最佳振动采收时机为9月初。最后,在核桃园内选取两株样本树实施了现场振动响应测试,验证了仿真结果的准确性,并开展了实地扫频共振和加速度振动响应试验,结果表明样本树的落果率均为90%以上,进一步验证了理论模型与仿真研究的可靠性。研究可为振动采收过程中的参数选取提供有效理论支持。 展开更多
关键词 核桃 振动采收 果柄分离力 模态分析 有限元分析 落果率
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履带自走式油茶树冠仿形梳振采收机的设计与试验
5
作者 刘吉顺 高浩 +4 位作者 洪友君 庄期寅 陈洪立 麻普翔 杜小强 《农机化研究》 北大核心 2026年第7期8-15,共8页
针对我国油茶林地形情况复杂、机械化作业空间狭小等问题,设计了履带自走式油茶树冠仿形梳振采收机。统计测量了丘陵山地水平带的地形尺寸和“长林”40号油茶树冠层几何参数,确定了采收机整体尺寸,设计了梳振装置、悬臂伸缩装置、双层... 针对我国油茶林地形情况复杂、机械化作业空间狭小等问题,设计了履带自走式油茶树冠仿形梳振采收机。统计测量了丘陵山地水平带的地形尺寸和“长林”40号油茶树冠层几何参数,确定了采收机整体尺寸,设计了梳振装置、悬臂伸缩装置、双层升降装置等关键部件及其参数,并开展了静力学仿真,验证机构设计的准确性。完成了采收机的加工装配工作,为确定采收机适宜采摘的树冠参数,结合常规修剪技术,开展田间试验并采集枝条振动加速度,以单位时间内树冠合成振动加速度均值为依据,计算合成振动加速度标准差和前后冠层的振动加速度相对偏差,试验结果表明,冠幅为2.2~2.6 m、中度稀疏的油茶树更适合采收机采收,此时合成振动加速度为81.97 m/s^(2),振动加速度标准差为2.41 m/s^(2),正面冠层与侧面冠层的相对偏差为30.37%。 展开更多
关键词 油茶树采收机 冠层参数 静力学仿真 仿形击打 振动加速度
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核桃振动采摘机设计与电液控制系统优化
6
作者 代桂鑫 许燕 +2 位作者 周建平 张惠琪 叶琛琛 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第3期193-200,共8页
为提高新疆地区核桃采摘的自动化水平,解决人工拍打和拖拉机摇曳采摘带来的低效问题,设计一种基于PLC控制的液压振动式核桃采摘机,并提出一种自适应量子遗传算法优化的模糊PID控制策略,以确保液压系统稳定性和振动频率恒定。对采摘机的... 为提高新疆地区核桃采摘的自动化水平,解决人工拍打和拖拉机摇曳采摘带来的低效问题,设计一种基于PLC控制的液压振动式核桃采摘机,并提出一种自适应量子遗传算法优化的模糊PID控制策略,以确保液压系统稳定性和振动频率恒定。对采摘机的结构和液压系统进行设计,并在控制策略中引入非线性转角计算和变异率调整,通过多算子协同进化优化控制器的量化因子和比例因子。利用AMESim与Simulink联合仿真,验证控制系统的调节效果。结果表明在振动频率23 Hz下,最大超调量为1.6%、平均误差为4.61 r/min,调节时间为1.32 s,系统表现出良好的响应速度、调速范围追踪性和稳定性。搭建核桃振动采摘机及其控制系统进行性能测试。该控制系统具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,满足振动式核桃采摘机的控制要求。 展开更多
关键词 核桃振动采摘机 模糊PID控制 自适应机制 量子遗传算法
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地栽草莓机器人检测-预测-去除式气吹去遮挡技术
7
作者 马锃宏 董乃深 +4 位作者 林熙淼 赵胤 顾峻瑜 杜小强 武传宇 《农业机械学报》 北大核心 2026年第5期138-148,共11页
针对地栽草莓种植中枝叶遮挡导致目标检测失效的问题,本文提出融合实例分割与遮挡检测,遮挡预测与去遮挡气流优化的协同算法。首先,构建基于YOLO 11-seg的草莓果实/遮挡物实时分割模型,生成复杂场景下草莓果实、遮挡物掩膜完整提取,随... 针对地栽草莓种植中枝叶遮挡导致目标检测失效的问题,本文提出融合实例分割与遮挡检测,遮挡预测与去遮挡气流优化的协同算法。首先,构建基于YOLO 11-seg的草莓果实/遮挡物实时分割模型,生成复杂场景下草莓果实、遮挡物掩膜完整提取,随后分析检测当前草莓遮挡率;在此基础上,对于非重度遮挡目标区域(当前遮挡率小于等于70%),系统直接以草莓果实掩膜的几何中心为气吹靶点,无需启动螺旋搜索-区域生长算法。针对重度遮挡目标区域(当前遮挡率大于70%),开发螺旋搜索-区域生长模型搜索算法,定位最优气吹干预区域,精准捕捉遮挡率演变的时间特征;并用轻量级CNN以螺旋特征为输入,精确预测气吹后的遮挡率;最后,集成多参数可调气吹装置物理去遮挡物。在遮挡率预测方面,遮挡信息预测精度高(R^(2)达0.925,RMSE为2.57%),显著提升遮挡率预估精度和复杂环境适用性,通过整体方法的实施,包括检测、预测和气吹去除等多个步骤,在实地进行田间试验,试验表明,该方法在茎叶遮挡场景下能有效降低草莓果实遮挡率,验证了算法的有效性,为设施农业作物去遮挡提供“检测-预测-去除”解决方案。田间试验结果表明,该系统在90个严重遮挡样本中将平均遮挡率从68.5%降至12.8%,82个样本(91.1%)达到遮挡率小于15%,显著提升了地栽草莓在复杂环境下的识别鲁棒性与机器人采摘适应性。 展开更多
关键词 地栽草莓采摘机器人 遮挡率检测 YOLO 11-seg 螺旋搜索 区域生长 气吹去除
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变力激振式香榧手持采摘设备的设计与试验
8
作者 金佳东 田志远 +3 位作者 宋轩宇 朱浩然 徐金辉 曾松伟 《农机化研究》 北大核心 2026年第5期42-49,共8页
为了解决机械化采摘香榧成熟度一致性低的问题,设计了一款变力激振式香榧手持采摘设备。针对香榧结果的农艺特性和力学特性,确定了变力激振式采摘设备的工作原理,研发了一种双轴式变力调节曲柄,通过调节偏行块径向位置以适应不同种类的... 为了解决机械化采摘香榧成熟度一致性低的问题,设计了一款变力激振式香榧手持采摘设备。针对香榧结果的农艺特性和力学特性,确定了变力激振式采摘设备的工作原理,研发了一种双轴式变力调节曲柄,通过调节偏行块径向位置以适应不同种类的香榧采摘需求,当曲柄运动产生的激振力大于果柄结合力时实现香榧果实的掉落。采用ANSYS有限元软件对采摘头机架进行静态结构和模态分析,利用Design-Expert13进行三因素三水平组合试验。根据试验结果方差分析,以成熟果实采摘率最大、不成熟果实采摘率和幼果误采率最小为参数优化目标,得到优化参数为振动半径120 mm、曲柄转速1500 r/min、偏心块质量1000 g,此时成熟果实采摘率、不成熟果实采摘率和幼果误采率分别为86.46%、6.37%、2.59%,研究结果可为后续香榧机械化采摘研究提供参考。 展开更多
关键词 香榧 变力激振式 手持式 有限元 正交试验 Design-Expert
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顶生作物机械化采收关键技术研究现状
9
作者 夏浩 马保建 +1 位作者 葛云 张贺 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第4期31-39,共9页
顶生作物采收主要通过人工进行作业,劳动强度大,人工成本高。随着人工智能和机器人技术迅速发展,机械化采收替代人工作业成为必然趋势,对顶生作物进行机械化采收具有重要意义。目前,顶生作物的智能化采收关键技术研究主要集中在采收对... 顶生作物采收主要通过人工进行作业,劳动强度大,人工成本高。随着人工智能和机器人技术迅速发展,机械化采收替代人工作业成为必然趋势,对顶生作物进行机械化采收具有重要意义。目前,顶生作物的智能化采收关键技术研究主要集中在采收对象的识别与定位、机械臂及其轨迹规划以及末端执行器等方面。综述在复杂自然环境下光照变化、枝叶遮挡、作物重叠的目标对象的识别方法,分析顶生作物在二维图像和三维空间的定位方法,概述采摘过程中机械臂的路径规划算法与优化策略,针对不同顶生作物的采摘特点,对采用末端执行器实现作物采摘的技术策略进行分析,并提出相应的优化策略。针对现阶段顶生作物机械化采收速度低、成功率低、成本高等问题,顶生作物机械化采收的发展需要着重于优化识别定位算法、轨迹规划以及末端执行器的综合优化,并实现这些关键技术的集成应用。 展开更多
关键词 顶生作物 识别定位 机械臂 路径规划 末端执行器
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猕猴桃采摘机械手设计与仿真
10
作者 刘文健 徐卫平 +1 位作者 何海风 唐勇 《中国农业科技导报(中英文)》 北大核心 2026年第1期133-144,共12页
针对猕猴桃采摘季节性强且人力成本较高的问题,设计了一款猕猴桃采摘机械手,由机械臂和末端执行器组成,能够对棚架下呈不同姿态的猕猴桃实现柔性接触和采摘。首先,结合猕猴桃果园场景特征及果实维管束的特点,确定仿人工采摘的机械手作... 针对猕猴桃采摘季节性强且人力成本较高的问题,设计了一款猕猴桃采摘机械手,由机械臂和末端执行器组成,能够对棚架下呈不同姿态的猕猴桃实现柔性接触和采摘。首先,结合猕猴桃果园场景特征及果实维管束的特点,确定仿人工采摘的机械手作业方式,末端执行器围绕实现夹持果实并弯折其维管束功能,同时被机械臂带动在棚架下移动;然后,完成机械臂的结构设计,末端执行器借鉴人工采摘方法,其手爪的外表面覆盖硅胶包裹层;最后,基于DH(denavit hartenberg)参数法建立机械手运动模型,并对其正逆运动学进行分析。结果表明,使用硅胶包裹的手爪在夹持猕猴桃时果实所受最大应力为0.13 MPa,相较于未使用硅胶包裹降低26.14%;相对于UR5机械臂,基于蒙特卡罗随机采样法在MATLAB中构建的机械手采摘对比工作空间表明,该机械手采摘高度更高、范围更大,可采摘相对固定底座高1 020~1 320 mm、半径552 mm空间范围内的猕猴桃;采用五次多项式插值的结果表明,其运动曲线具有较平滑的运动特性;机械系统动力学自动分析中的仿真采摘验证了机械臂和末端执行器的协同作业能力,能够满足采摘需要。 展开更多
关键词 猕猴桃 采摘 机械手 模拟仿真
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果园采摘机械的研究现状与发展趋势
11
作者 汤志永 何义川 +3 位作者 汤智辉 张超 刘湛 刘晓瑜 《浙江农业学报》 北大核心 2026年第1期184-196,共13页
随着农业现代化进程加快,传统人工采摘方式难以满足市场需求,发展机械化采摘技术成为我国果园农业现代化的必然趋势。果园采摘机械的研究与开发对提升采摘效率、降低采摘成本具有重要意义。文章系统论述了果园机械化采摘技术的意义,分... 随着农业现代化进程加快,传统人工采摘方式难以满足市场需求,发展机械化采摘技术成为我国果园农业现代化的必然趋势。果园采摘机械的研究与开发对提升采摘效率、降低采摘成本具有重要意义。文章系统论述了果园机械化采摘技术的意义,分析了果园采摘机械的分类与特性,综述了国内外半机械化辅助采摘设备与全机械化采摘机器人的发展历程、现状及特点。同时,结合我国主要果树种植模式、水果种类及种植面积等背景,指出了当前果园采摘机械面临的问题与制约因素,并对未来发展趋势进行了展望,以期为我国果园采摘机械的改进与发展提供参考。 展开更多
关键词 果园采摘机械 采摘机器人 机械化 采摘效率
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基于深度视觉的核桃树干振动机构设计与仿真
12
作者 崔浩 杨朔飞 《森林工程》 北大核心 2026年第2期317-326,共10页
针对传统核桃收获机振动机构激振力固定、难以适应不同径级果树导致的采收效率低和树体损伤风险高的问题,设计一款激振力可控的振动机构。该机构采用双电机独立驱动2组扇形偏心块组合,生成3挡可调的理论激振力,通过深度相机实时检测树... 针对传统核桃收获机振动机构激振力固定、难以适应不同径级果树导致的采收效率低和树体损伤风险高的问题,设计一款激振力可控的振动机构。该机构采用双电机独立驱动2组扇形偏心块组合,生成3挡可调的理论激振力,通过深度相机实时检测树干直径实现激振力与树干径级的动态匹配;在SolidWorks建立振动机构的三维模型,通过参数化计算设计偏心块,并利用有限元分析和机械系统动力学自动分析软件(automatic dynamic analysis of mechanical systems,ADAMS)验证机构性能;树干直径通过深度相机点云数据结合基于随机采样一致性(random sample consensus,RANSAC)的最小二乘圆柱拟合算法识别。结果表明,ADAMS软件仿真得到3档实际激振力为12.40、18.82、31.22 kN,与理论值相对误差不高于0.80%;ANSYS(analysis system)软件对偏心块进行分析,模态频率范围为755.36~3983.60 Hz,有效避开了工作频率16 Hz;树干直径识别算法经田间验证相对误差切尾均值为1.63%;田间模拟系统实现了“径级-激振力-振幅”闭环控制。该振动机构能够精确产生3档目标激振力,结构可靠,并可通过树干直径输入实现激振力自适应调节,为林果采收装备智能化升级提供了新思路。 展开更多
关键词 智能化采收 核桃收获机 振动机构 机器视觉 自适应控制 偏心块 激振力 动力学仿真
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基于云技术的采摘机器人数据系统设计
13
作者 牛金星 张恩嘉 张涛 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第4期163-170,共8页
采摘机器人是智能农机装备和智慧农业系统的重要组成部分,近年来,采摘机器人在果实检测识别与定位抓取等方面均取得显著进展。尽管如此,采摘机器人在真实果园中的应用仍未成熟,例如无法适应动态多变的非结构化果园环境,导致采摘成功率... 采摘机器人是智能农机装备和智慧农业系统的重要组成部分,近年来,采摘机器人在果实检测识别与定位抓取等方面均取得显著进展。尽管如此,采摘机器人在真实果园中的应用仍未成熟,例如无法适应动态多变的非结构化果园环境,导致采摘成功率较低以及采摘耗时较长。在设计的采摘机器人数据系统中,运用云端协同,将数据处理较复杂的目标检测与定位部署在云端,系统放置于模拟环境下进行采摘试验。结果表明,采摘识别率≥92%;采摘定位误差为3.3%~5.4%;采摘平均成功率为75%;平均单果采摘耗时12.04 s,有效提高采摘的精确率及实时性。将果园环境参数信息以及从采摘机器人设备端获取的数据,如深度相机的实时图像、机械臂状态参数等通过MQTT协议实时上传到物联网平台,以Web网页端可视化界面的方式为用户提供远程监控采摘机器人功能。实机测试中可视化界面数据显示完善,各项传感器满足实时性要求,突发异常情况时可以准确告警。 展开更多
关键词 采摘机器人 云端协同 果实检测 MQTT协议 数据处理
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农林采摘机器人末端执行器研究现状与发展趋势
14
作者 怀宝宇 熊晨焜 +1 位作者 雷永杰 周建波 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第1期140-146,159,共8页
我国林果、蔬菜产量居世界前列,为实现果蔬采收降本增效,推动机械化、自动化采收作业是必然趋势。末端执行器作为采摘功能的直接执行单元,其性能水平对果蔬收获效率和质量有直接影响。通过介绍国内外农林采摘机器人末端执行器的结构形... 我国林果、蔬菜产量居世界前列,为实现果蔬采收降本增效,推动机械化、自动化采收作业是必然趋势。末端执行器作为采摘功能的直接执行单元,其性能水平对果蔬收获效率和质量有直接影响。通过介绍国内外农林采摘机器人末端执行器的结构形式以及智能控制方法在末端执行器中的应用,分析当前末端执行器的研究现状。指出末端执行器存在缺乏针对非结构化环境下的设计与试验,采摘过程易损伤果蔬表面,采摘成本高等问题。针对当前问题,从机艺融合、深化智能控制技术应用、多体协同采摘作业、提高设备通用性和实用性等方面提出建议,以期为农林采摘机器人末端执行器的发展提供参考。 展开更多
关键词 末端执行器 采摘机器人 智能控制 机械化 自动化
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拨轮喂入式花椒采摘器设计与试验
15
作者 张希峰 陈金利 +3 位作者 栾庆华 巩彬 花蕾 张荣彬 《农机化研究》 北大核心 2026年第7期64-70,共7页
针对花椒在采收过程中存在采摘效率低等问题,设计了一种基于拨轮喂入与切割机构结合的高效花椒采摘器。采摘器的拨轮喂入机构将花椒簇带入采摘器内的同时切割机构将花椒簇柄快速切断,实现采摘。测试了花椒簇的物理特性,得到长、宽、高... 针对花椒在采收过程中存在采摘效率低等问题,设计了一种基于拨轮喂入与切割机构结合的高效花椒采摘器。采摘器的拨轮喂入机构将花椒簇带入采摘器内的同时切割机构将花椒簇柄快速切断,实现采摘。测试了花椒簇的物理特性,得到长、宽、高的分布范围和平均值,为采摘器的设计提供了理论依据;设计并计算采摘器拨轮喂入机构中拨轮的转速、轴心高等参数;运用ADAMS软件对拨轮喂入机构和切割机构进行运动仿真分析,结果显示拨轮拨杆的运动轨迹为长摆线,能够实现对花椒簇的推送作用,同时切割机构能够完成对花椒簇的切割;根据设计方案制作样机并进行试验,结果表明其采摘效率约为人工的2倍,损伤率为2.72%。采摘器的设计与试验为后期花椒机械化采收设备的研制提供了参考和依据。 展开更多
关键词 采摘器 拨轮 喂入机构 切割机构 花椒簇
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基于改进YOLOv8n的苹果采摘机器人识别算法研究
16
作者 门晓龙 何义川 +3 位作者 汤智辉 刘湛 潘思祺 姚欢杰 《智能化农业装备学报(中英文)》 2026年第1期52-62,共11页
针对果园内枝叶遮挡、光照不均等复杂环境因素导致采摘机器人对苹果的检测精度低、鲁棒性差等问题。研究提出一种改进YOLOv8n网络轻量化模型的苹果检测算法,旨在提升复杂场景下果实检测的准确性与可靠性。首先,在主干网络末端加入多尺... 针对果园内枝叶遮挡、光照不均等复杂环境因素导致采摘机器人对苹果的检测精度低、鲁棒性差等问题。研究提出一种改进YOLOv8n网络轻量化模型的苹果检测算法,旨在提升复杂场景下果实检测的准确性与可靠性。首先,在主干网络末端加入多尺度位置注意力机制(multi-scale position-channel attention,MPCA),通过对不同尺度下苹果位置信息的精准捕捉,增强模型对目标位置特征的感知能力,有效降低复杂果园环境对检测结果的干扰;其次,在颈部网络中引入“FocusFeature”特征融合模块,借助多尺度深度可分离卷积实现信息融合与特征增强,提升模型的检测能力。最后,将损失函数CIoU替换为WIoUv3,依据预测框与真实框的匹配质量,动态调整样本在损失计算中的权重,有效提升了模型的定位精度。试验表明,改进模型在复杂果园环境下精确率达92.2%、召回率86.4%,mAP@0.5与mAP@[0.5:0.95]分别为94.4%、72.4%,相较原始算法提升3.4%、6%、3.9%、2.8%。消融试验显示,WIoUv3、MPCA、FocusFeature特征融合模块分别使mAP@0.5提升0.3%、0.9%、1.1%,多模块协同实现性能叠加。模型大小为6.69 MB,较原始模型仅增加0.74 MB,未显著增加计算负载。与YOLOv5n、YOLOv7-tiny、YOLOv11n等主流算法相比,改进模型在精确率上分别提高3.9%、7.6%、5.7%,mAP@[0.5:0.95]指标分别提升2.5%、9.9%、13%,在检测精度与泛化能力方面展现出显著优势。可见,提出的改进YOLOv8n算法通过多模块协同作用,显著提升了复杂果园环境下苹果检测的精度与鲁棒性,为采摘机器人的实际应用提供了有效技术方案,对推动苹果采收智能化发展具有重要意义。 展开更多
关键词 YOLOv8n 采摘机器人 目标检测 轻量化 模型改进 复杂果园环境
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板栗收获机振动频率对收获效果的影响研究
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作者 周菊 《中国农机装备》 2026年第2期154-156,共3页
泰安地区的板栗收获环节长期依赖人工拍打,制约了板栗产业的规模化、机械化发展。通过试验研究,分析了机械化收获不同振动频率对板栗落果率、果实损伤率、作业效率及树皮损伤率的影响规律,筛选出适配泰安地区板栗种植条件的最优振动频率... 泰安地区的板栗收获环节长期依赖人工拍打,制约了板栗产业的规模化、机械化发展。通过试验研究,分析了机械化收获不同振动频率对板栗落果率、果实损伤率、作业效率及树皮损伤率的影响规律,筛选出适配泰安地区板栗种植条件的最优振动频率,为板栗收获机的参数调试及田间推广应用提供了技术支撑。 展开更多
关键词 泰安地区 板栗收获机 振动频率 收获效果 试验研究
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核桃振动采收装备研究现状及存在问题
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作者 黄鸣辉 李晨龙 +5 位作者 孙中林 刘远 孙杨 张栋涛 蒋经纬 施明宏 《林业机械与木工设备》 2026年第3期1-7,共7页
核桃是我国重要的经济林果。目前,核桃采收机械仍存在地形适应性差、激振能量传递效率低等问题,制约了产业高质量发展。研究机械化采收对于提升产业效益具有重要意义。通过对核桃振动采收机械的现状研究,重点分析了人工采收辅助平台、... 核桃是我国重要的经济林果。目前,核桃采收机械仍存在地形适应性差、激振能量传递效率低等问题,制约了产业高质量发展。研究机械化采收对于提升产业效益具有重要意义。通过对核桃振动采收机械的现状研究,重点分析了人工采收辅助平台、便携式采收机、树冠激振式采收机及树干激振式采收机四种主要装备类型的机构原理、研究现状与适用场景。研究表明,不同类型的采收机在适应性、作业效率及对果树损伤方面存在显著差异:人工采收辅助平台缺乏灵活性,人工消耗量大;便携式设备灵活性强但效率有限,适于小规模果园;树冠激振式适用于低矮紧凑型树冠,而树干激振式则更适用于规模化果园的高效作业。未来应加强向农机农艺融合方向发展,注重宜机化栽培与标准化果园建设,以提升机械化采收效率。 展开更多
关键词 核桃 振动采收机 机艺融合 宜机化栽培
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基于振动特性的苹果摇振收获机设计
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作者 尚育魁 康寿喜 +2 位作者 吴斌 马延斌 魏家乐 《南方农机》 2026年第7期14-17,30,共5页
【目的】解决苹果摇振采摘时激振力频率、振幅和夹紧高度不精准导致的选择性采摘效果差、伤果率高、树体结构物理损伤等问题,实现苹果的低成本、高效率采收。【方法】根据“烟富8号”品种苹果的基本树形参数,利用Inventor软件建立1∶1... 【目的】解决苹果摇振采摘时激振力频率、振幅和夹紧高度不精准导致的选择性采摘效果差、伤果率高、树体结构物理损伤等问题,实现苹果的低成本、高效率采收。【方法】根据“烟富8号”品种苹果的基本树形参数,利用Inventor软件建立1∶1果树三维模型,采用有限元方法,对果树进行八阶模态分析和谐响应分析,以获得最佳振动参数,并据此设计苹果摇振收获机。【结果】1)果树前八阶振型的固有频率最小为1.782 2 Hz,最大为5.165 Hz,振动频率越接近固有频率,苹果树的响应幅值越大,确定最佳振动频率范围为3.164 1~3.931 3 Hz。2)当夹持高度为60 cm时,果树树枝受力较均匀,激振力传递效果较好,不会损伤果树。3)当激振力频率为3.90 Hz时出现峰值,振幅约53.9 mm,此时不发生共振现象且不会影响果树生长。【结论】本研究可为苹果摇振收获机研制提供最佳振动参数及设计参数,提高苹果采摘效率和质量。 展开更多
关键词 激振装置 模态分析 谐响应分析
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基于改进YOLOv5的苹果轻量化检测算法 被引量：3
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作者 王红君 刘紫宾 +1 位作者 赵辉 岳有军 《农机化研究》 北大核心 2025年第7期65-71,共7页
为解决苹果采摘机器人检测算法存在的网络结构复杂和参数量大的问题,提出一种基于YOLOv5的轻量化苹果检测算法。首先,将YOLOv5主干网络替换为MobileNetv3,为降低网络的计算复杂度,将深度可分离卷积引入到特征融合网络中;然后,在网络的... 为解决苹果采摘机器人检测算法存在的网络结构复杂和参数量大的问题,提出一种基于YOLOv5的轻量化苹果检测算法。首先,将YOLOv5主干网络替换为MobileNetv3,为降低网络的计算复杂度,将深度可分离卷积引入到特征融合网络中;然后,在网络的关键位置引入注意力机制,以提高算法对苹果不同特征的提取能力;最后,使用CIoU作为改进网络的损失函数,以提升模型的检测效果。试验结果表明:改进模型的检测精度为91.5%,相较于SSD、Faster R-CNN,检测精度分别提高了2.35%、3.07%,相比于YOLOv5s检测精度提高了8.20%,且模型大小约为YOLOv5s的1/3。 展开更多
关键词 苹果 检测算法 YOLOv5 轻量化 注意力机制
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