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立木攀爬修枝机器人设计与试验
1
作者 周志标 蒙丽雯 +1 位作者 郑贤 蒙艳玫 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期1-10,共10页
立木在生长过程中保留过多的分枝会导致树势早衰,同时树枝生长过大会在树干内形成死节,进而影响树木成材。为了对立木进行自动化修枝,使修枝人员远离危险的修枝环境,设计了一种可定点修枝的立木攀爬修枝机器人。首先,确定了攀爬机构采... 立木在生长过程中保留过多的分枝会导致树势早衰,同时树枝生长过大会在树干内形成死节,进而影响树木成材。为了对立木进行自动化修枝,使修枝人员远离危险的修枝环境,设计了一种可定点修枝的立木攀爬修枝机器人。首先,确定了攀爬机构采用直行攀爬、修枝机构采用旋转修枝的设计方案,并通过SolidWorks软件完成了整机的虚拟样机设计;其次,对关键部件的基本结构参数和工作参数进行了计算,完成了关键零部件的选型,并求解了修枝机构中滑台调节距离和环轨旋转角度的方程式;最后,完成物理样机的加工和装配,并搭建了试验平台,对机器人的攀爬性能和修枝性能进行了验证。结果表明:机器人能够克服摩擦阻力、机器人重力和加速阻力沿模拟树干稳定攀爬,最高攀爬速度约为1.18 m/s,打滑率约为6.11%;适合在直径80~230 mm的树干上进行攀爬和修枝作业;可修剪树枝的最大直径约为40 mm,修枝后切口平整度达75%以上,残留的枝茬长度约为5 mm,证明了机器人设计的功能性和可行性。 展开更多
关键词 立木 攀爬修枝机器人 定点修枝
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休眠期枣树枝条切割特性试验研究
2
作者 马保建 陈棒棒 +2 位作者 李昆 陆佛生 蒋焕煜 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期139-145,共7页
在休眠期枣树自动化修剪作业过程中,切割位置与切割角度对修剪机器人末端执行器的切割扭矩具有重要影响。为寻求最优的切割参数,基于测力传感器、惯性测量传感器、手动剪等搭建了枣树剪枝末端执行器,实时测量并记录切割过程中剪切力、... 在休眠期枣树自动化修剪作业过程中,切割位置与切割角度对修剪机器人末端执行器的切割扭矩具有重要影响。为寻求最优的切割参数,基于测力传感器、惯性测量传感器、手动剪等搭建了枣树剪枝末端执行器,实时测量并记录切割过程中剪切力、姿态和角度等数据。结合Minitab软件对数据进行分析,以线性模型、调整平方和等作为评价指标,建立切割位置与切割角度对刀具切割扭矩影响的模型,揭示切割位置、切割角度与切割扭矩之间的关系。试验结果表明:①相对于末端执行器0°直切枣树枝条时,30°斜切枝条的切割扭矩显著性更高,且两种角度下较小直径的枣树修剪枝所需切割扭矩差异并不显著;②相对于刀具与枣树枝条在刀具枢轴处接触,剪切枝条与刀具中心接触时末端执行器所需的切割扭矩更大,而当枣树枝条直径增大到12 mm以上时刀具接触点对切割扭矩的影响相对减弱。研究结果可为休眠期枣树修剪机器人末端执行器的设计与优化提供数据支撑。 展开更多
关键词 休眠期枣树 机器人修剪 切割特性 末端执行器
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油茶苗自动嫁接成型装置设计与工艺参数优化 被引量：1
3
作者 杨春梅 单重阳 +5 位作者 周建波 吴晓峰 张北航 李全罡 羿宏雷 李芝茹 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第2期202-215,共14页
【目的】油茶种植具有良好的经济和生态效益,在近年来得到快速发展。油茶芽苗嫁接可显著降低种植成本,已成为油茶良种苗的主要来源,但传统手工嫁接作业质量可控性较差,成本高,且现有油茶苗木嫁接装置苗木机械损伤率高,限制了其推广应用... 【目的】油茶种植具有良好的经济和生态效益,在近年来得到快速发展。油茶芽苗嫁接可显著降低种植成本,已成为油茶良种苗的主要来源,但传统手工嫁接作业质量可控性较差,成本高,且现有油茶苗木嫁接装置苗木机械损伤率高,限制了其推广应用。本研究设计了一种电机驱动、苗木损伤率低的油茶苗自动嫁接成型装置从而推动油茶种植业的持续发展。【方法】本研究基于嫁接原理分析和嫁接流程确定,依据随机取样所得的砧木和穗木几何参数设计关键部件,包括夹持固定、劈切拉削和对中装置。为了验证设计的有效性,使用Abaqus软件对嫁接过程中苗木的对中进行了动力学仿真。此外,本研究还结合Design Expert软件建立了响应面和多目标优化模型,对嫁接过程中的关键参数进行了优化分析。【结论】动力学仿真结果显示,在嫁接过程中砧木的最大变形量为0.4165 mm,确定苗夹直径的尺寸为3.0~3.7 mm,对中后砧木的平均偏移量为0.0667 mm,占其轴径的2.7%,显示出良好的对中稳定性和嫁接质量保证。参数优化分析确定了对中过程的最佳嫁接速度为30.52 mm/s,最佳嫁接深度为53.55%和较佳苗木开口角度为6.89°。【结果】本研究所设计的装置采用多个电缸联合驱动实现了对油茶苗木的自动嫁接、降低了苗木对中损伤率,可为油茶产业的发展提供技术支持,也能为其他农林植物自动化嫁接装置的设计提供思路。 展开更多
关键词 农业机械 油茶苗嫁接 自动嫁接技术 动力学仿真
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果园机械化修剪技术与装备研究进展 被引量：1
4
作者 折震元 沈从举 +5 位作者 张展源 代亚猛 付威 张斌 孟祥金 张景 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期285-292,共8页
我国是农业种植大国,其中水果产业已成为我国第三大种植业,种植面积和产量均居全球首位。机械化修剪技术是制约水果产业发展的主要瓶颈,受地形条件和种植模式影响,我国果园修剪机械化程度普遍偏低,随着产业结构的调整,果园机械化修剪技... 我国是农业种植大国,其中水果产业已成为我国第三大种植业,种植面积和产量均居全球首位。机械化修剪技术是制约水果产业发展的主要瓶颈,受地形条件和种植模式影响,我国果园修剪机械化程度普遍偏低,随着产业结构的调整,果园机械化修剪技术的发展水平将直接影响其经济效益。果园机械化修剪的重点是实现高效高质修剪,最终目标是实现果树自动化、智能化、无人化修剪。为此,阐述了我国果园种植情况现状与机械化修剪发展水平,将现有果园修剪方法分为人工单枝选择修剪、整株几何修剪和智能机器人修剪,归纳总结了国内外果园关键修剪技术与装备研究进展;并在此基础上,结合国内外果园种植模式分析我国果树的修剪特点,提出政府应大力支持和加大研发投入、推广宜机化果园种植模式、丰富修剪机械的功能并提高通用性、推广专业机械化修剪服务模式和大力发展智能修剪技术装备等5方面的建议,以期促进我国果园机械化修剪水平,为果树修剪机械化发展提供参考。 展开更多
关键词 果园 果树修剪 修剪方式 剪枝效果
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中幼龄林抚育机械化技术应用及发展趋势 被引量：1
5
作者 黄洵 《数字农业与智能农机》 2025年第4期44-47,共4页
为提升林地生产力与森林质量,解决中幼龄林抚育的人力与效率问题,聚焦广西柳州地区,采用案例分析与数据对比法,从机械化整地、割灌、病虫害防治技术三方面剖析中幼龄林抚育机械化技术应用情况。结果显示,机械整地使苗木根系生长更佳,机... 为提升林地生产力与森林质量,解决中幼龄林抚育的人力与效率问题,聚焦广西柳州地区,采用案例分析与数据对比法,从机械化整地、割灌、病虫害防治技术三方面剖析中幼龄林抚育机械化技术应用情况。结果显示,机械整地使苗木根系生长更佳,机械化割灌提高林木地径与树高,直升机飞防有效控制病虫害且提升林木长势。研究表明,机械化抚育可解决人力不足与效率低下问题,为林业经济发展提供有力支撑,未来该技术将朝着智能化、多功能、小型便携、节能环保、精准个性化方向发展。 展开更多
关键词 中幼龄林 抚育 机械化技术 发展趋势
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林果业修剪机械的工作原理及存在问题分析 被引量：7
6
作者 万畅 张宏 于军 《广东农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期176-178,共3页
林果业修剪机械一般由动力源、驱动元件、增力机构、修剪刀片、控制部件组成。介绍了林果业修剪机械的主要性能指标,分析了典型林果业修剪机械的工作原理及其存在的问题,指出了林果业修剪机械研究的方向,包括改进配套动力源、采用新型... 林果业修剪机械一般由动力源、驱动元件、增力机构、修剪刀片、控制部件组成。介绍了林果业修剪机械的主要性能指标,分析了典型林果业修剪机械的工作原理及其存在的问题,指出了林果业修剪机械研究的方向,包括改进配套动力源、采用新型驱动元件、分析剪切过程、研究树枝剪切力学性能、开发专用修剪机具。 展开更多
关键词 林果业 修剪机械 工作原理 存在问题
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自走式割灌机翻转机构的设计与分析 被引量：5
7
作者 王慧 谭望 马岩 《林业工程学报》 北大核心 2016年第2期101-105,共5页
基于目前人工灌木林收割设备少、生产率低的现状,设计了一种新型自走式割灌机。根据割灌机的设计要求,将翻转机构设计安装在行走机架上,利用四圆锯进行灌木切割作业。针对翻转机构结构强度,利用ANSYS软件对模型进行有限元静强度分析。... 基于目前人工灌木林收割设备少、生产率低的现状,设计了一种新型自走式割灌机。根据割灌机的设计要求,将翻转机构设计安装在行走机架上,利用四圆锯进行灌木切割作业。针对翻转机构结构强度,利用ANSYS软件对模型进行有限元静强度分析。翻转轴为承载翻转机构的关键部件,分析其结构强度,并且利用ADAMS对翻转机构进行运动模拟仿真。结果表明,翻转轴的受力强度在许用应力范围内,翻转结构满足强度设计要求。通过ADAMS的运动分析可知锯片可实现一定角度翻转和高度运动,翻转机构可实现0°~60°范围的角度翻转,圆锯片亦可以在垂直高度100~120 mm范围内工作。 展开更多
关键词 割灌机 翻转机构 翻转轴 有限元分析 ADAMS
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柔性条式疏花执行装置试验研究
8
作者 冯生 张秀花 +3 位作者 孔德刚 陈磊 朱欣悦 魏华杰 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期122-130,共9页
疏花可以调整果树负载量,是影响果树产量和质量的重要因素。为研究机械疏花效果及其影响因素,采用自主研发的柔性条式疏花机执行装置对桃花进行试验,选取橡胶和尼龙两种材料的疏花条,以疏花条轴向间距、疏花条列数、主轴转速、工作模式... 疏花可以调整果树负载量,是影响果树产量和质量的重要因素。为研究机械疏花效果及其影响因素,采用自主研发的柔性条式疏花机执行装置对桃花进行试验,选取橡胶和尼龙两种材料的疏花条,以疏花条轴向间距、疏花条列数、主轴转速、工作模式为试验因素,以疏花指数来评价疏花效果,并优化了装置的工作参数。结果表明:若采用尼龙疏花,疏花轴转速为400 r/min、疏花条列数为4、工作模式为冠内垂直、疏花条轴向间距为5 cm时效果最优;若采用胶条疏花,疏花轴转速为450 r/min、疏花条列数为4、工作模式为冠外平行、疏花条轴向间距为4 cm时效果最优。经试验验证,设计满足疏花的工作要求,为柔性条式疏花机的研发提供了理论依据。 展开更多
关键词 桃树疏花 疏花机 柔性条式 参数优化 正交试验
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谈国内外人工林抚育机械的现状及发展趋势 被引量：35
9
作者 刘晋浩 王丹 《森林工程》 2006年第3期12-14,共3页
简要地介绍了国内外人工林的现状,对国内外人工林抚育机械的现状,即整地控坑机、割灌机、植树机和打枝机械的现状,进行了系统的分析与研究。并在总结现有人工林抚育机械发展不足的基础上,提出了人工林抚育机械的发展趋势。
关键词 人工林 抚育机械 现状 发展趋势
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基于振动信号分析的树枝粉碎机故障诊断研究
10
作者 潘大为 《机械管理开发》 2025年第12期89-91,共3页
树枝粉碎机故障诊断技术对于提升设备运行可靠性意义重大,振动信号作为反映机械设备健康状态敏感指标,蕴含丰富故障特征信息。通过建立完整振动信号采集系统,获取正常工况及典型故障状态下振动数据,采用时域统计参数、频域功率谱分析和... 树枝粉碎机故障诊断技术对于提升设备运行可靠性意义重大,振动信号作为反映机械设备健康状态敏感指标,蕴含丰富故障特征信息。通过建立完整振动信号采集系统,获取正常工况及典型故障状态下振动数据,采用时域统计参数、频域功率谱分析和小波包分解等方法,深入挖掘不同故障类型振动特征规律。基于支持向量机的智能诊断算法综合识别准确率达94.3%,以期此研究为相关行业提供技术参考。 展开更多
关键词 树枝粉碎机 振动信号分析 故障特征提取 智能诊断 机器学习
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沙生灌木平茬机切割器刃口曲线的设计 被引量：3
11
作者 李丹婷 张志毅 +2 位作者 李岩 黄伟 刘智强 《农机化研究》 北大核心 2008年第12期95-97,共3页
通过分析沙生灌木平茬机切割器的切割方式和运动规律,提出了用等滑切角曲线方程设计刃口曲线形状的方法,以30°和53°的滑切角为参数设计制造了割刀。室内外切割对比试验表明,等滑切角曲线刃口割刀的切割效果要优于直线刃口割... 通过分析沙生灌木平茬机切割器的切割方式和运动规律,提出了用等滑切角曲线方程设计刃口曲线形状的方法,以30°和53°的滑切角为参数设计制造了割刀。室内外切割对比试验表明,等滑切角曲线刃口割刀的切割效果要优于直线刃口割刀的切割效果。 展开更多
关键词 沙生灌木 平茬机 切割器 刃口曲线
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小径木刨切单板纤维化处理设备整机结构设计 被引量：5
12
作者 马岩 许琼晓 +1 位作者 许世祥 邢力平 《林业工程学报》 北大核心 2016年第6期119-123,共5页
为突破传统重组木木束单元偏大、纤维形态不规则、疏解程度不均匀的缺陷,研发了一种能生产较小木束单元的纤维化疏解设备。在对现有疏解设备结构形式及工作原理进行分析的基础上,确定了小径木刨切单板纤维化处理设备的主要技术参数,完... 为突破传统重组木木束单元偏大、纤维形态不规则、疏解程度不均匀的缺陷,研发了一种能生产较小木束单元的纤维化疏解设备。在对现有疏解设备结构形式及工作原理进行分析的基础上,确定了小径木刨切单板纤维化处理设备的主要技术参数,完成了小径木刨切单板纤维化处理设备的结构组成设计,对机架、疏解机构等进行了合理设计和布局安排,其中包括疏解辊直径、辊齿参数、辊齿配置及微调装置的设计。采用该设备生产的纤维化单板具有纵向纤维不断裂、粗细较均匀的特点,且纤维束的宽度基本分布在1-3 mm,以该纤维化单板为基本单元制成新型重组木,能够得到不同性能指标的产品。小径木刨切单板纤维化处理设备是生产新型重组木的重要设备之一,可为制备新型重组木产品提供优质的原材料。 展开更多
关键词 刨切单板 疏解设备 重组木 辗压疏解 结构设计
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沙生灌木平茬工艺及切割机理的分析 被引量：22
13
作者 恩和 毕玉革 《林业机械与木工设备》 北大核心 2004年第8期50-50,43,共2页
沙生灌木是沙区产业的主要原料,也是生态环境建设中栽植的优势树种。平茬作业是灌木抚育管理的主要手段之一,一般在3～5年生长期内需要进行平茬、复壮和自然更新,否则会生长缓慢或自然枯死。现有机械在作业方式上不适合灌木平茬作业要求... 沙生灌木是沙区产业的主要原料,也是生态环境建设中栽植的优势树种。平茬作业是灌木抚育管理的主要手段之一,一般在3～5年生长期内需要进行平茬、复壮和自然更新,否则会生长缓慢或自然枯死。现有机械在作业方式上不适合灌木平茬作业要求,不是切不断,就是重复切割,造成切口撕裂,严重影响灌木萌生。所以,急待进行不同树种、不同直径、不同年份的灌木平茬工艺及切割机理的研究。 展开更多
关键词 沙生灌木 平茬工艺 切割机理 原料
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林业育苗穴盘基质装填机结构设计 被引量：3
14
作者 渠聚鑫 郭克君 +1 位作者 汤晶宇 满大为 《农机化研究》 北大核心 2013年第5期88-91,共4页
对林业育苗专用穴盘基质装填机进行了功能介绍以及结构分析与设计。同时,探讨了容器育苗的关键技术及其优点;并指出了在未来的林木以及花卉育苗中,容器苗装播线将发挥更加重要的作用。
关键词 基质装填机 林业育苗 穴盘
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沙生灌木平茬机割刀参数的优化研究 被引量：9
15
作者 李丹婷 张志毅 《农机化研究》 北大核心 2010年第7期173-176,共4页
针对沙生灌木在收割过程中出现的问题,用滑切角为53°的割刀进行室外切割对比试验,统计分析试验结果并建立回归方程。通过分析、优化圆盘曲线形割刀的参数,设计了一款圆盘割刀,经试验表明切割效果显著,可为相关装备设计提供借鉴。
关键词 沙生灌木 平茬机 滑切角
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林间作业环境内采育目标立木间株距的计算 被引量：2
16
作者 王典 刘晋浩 +1 位作者 王建利 孙治博 《湖北农业科学》 北大核心 2012年第5期1017-1020,共4页
为提高林木联合采育机的工作效率,减轻驾驶员的工作压力,采用基于二维激光扫描仪的非接触测量系统获取采育作业林地环境内的目标数据,运用基于腐蚀扩张和聚类原理的滤波算法过滤原始扫描数据的背景噪声,获取采育目标的位置和轮廓数据,... 为提高林木联合采育机的工作效率,减轻驾驶员的工作压力,采用基于二维激光扫描仪的非接触测量系统获取采育作业林地环境内的目标数据,运用基于腐蚀扩张和聚类原理的滤波算法过滤原始扫描数据的背景噪声,获取采育目标的位置和轮廓数据,并假设所有目标为标准圆,采用最小二乘法拟合目标直径,计算采育目标之间的株距。结果表明,采用以上方法的株距计算与人工测量结果相比,平均误差为197.52 mm,标准差为97.7 mm,相对误差小于2%。 展开更多
关键词 林木联合采育机 激光扫描 滤波 株距
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柠条平茬收获现状及发展建议 被引量：6
17
作者 陈月锋 董世平 +4 位作者 邢东伦 高威 李君晓 李杨 贾红建 《农业工程》 2020年第7期30-34,共5页
我国的灌木林资源丰富,具有巨大的生态效益和经济效益。机械化平茬是灌木林抚育更新的重要手段,也是灌木林资源化利用能否健康可持续发展的关键。该文从平茬高度、茬口形态、漏割率及适应性等不同角度分析了当前柠条机械化平茬收获现状... 我国的灌木林资源丰富,具有巨大的生态效益和经济效益。机械化平茬是灌木林抚育更新的重要手段,也是灌木林资源化利用能否健康可持续发展的关键。该文从平茬高度、茬口形态、漏割率及适应性等不同角度分析了当前柠条机械化平茬收获现状和存在的问题,在联合收获技术、底盘和切割工作部件仿形技术、农机农艺融合、适度规模经营和政府支持、优化设计制造和售后服务等方面提出建议。 展开更多
关键词 柠条 机械化 平茬 收获
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自适应移动转向多功能园林修剪机械设计 被引量：4
18
作者 倪江楠 朱西方 《农机化研究》 北大核心 2018年第3期185-188,198,共5页
为了提高园林修剪机械定位导航精度和自适应转向能力,提出了一种基于激光传感器的自适应移动转向导航系统,使园林修剪机械的导航系统具有了激光测距和障碍物特征扫描功能,大大提高了导航的精度和自动化程度。在自主导航路径规划和避障时... 为了提高园林修剪机械定位导航精度和自适应转向能力,提出了一种基于激光传感器的自适应移动转向导航系统,使园林修剪机械的导航系统具有了激光测距和障碍物特征扫描功能,大大提高了导航的精度和自动化程度。在自主导航路径规划和避障时,该套导航系统可以利用激光测距得到障碍物的实际距离,利用激光扫描得到的扫描亮度预测障碍物的尺寸,然后利用PC机的预设地图对修剪机当前位置进行预测和定位,并发出移动和转向控制指令,从而准确地实现导航功能。园林作业环境下试验发现,修剪机可以成功地对作业环境进行扫描,并通过自主避障和换行测试证明了激光传感器自适应移动和转向方法,对园林修剪机械的自主避障有着较好精确性和稳定性,达到了期望的要求。 展开更多
关键词 激光传感器 自适应转向 激光测距 修剪机 PC机
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遥控自动立木整枝机避让机构曲臂上摆运动仿真的研究 被引量：2
19
作者 李文彬 齐垂辉 +1 位作者 霍光青 冯敏 《森林工程》 2009年第1期25-27,共3页
避让机构是自动立木整枝机切削机构上的一个重要装置。在树枝位于锯导板尖端部位时,树枝不宜切削,该装置能自动使切削机构避开该树枝,当整枝机螺旋上升一周,再到该树枝位置时,保证锯切结构能顺利地进行切削。本文研究遥控自动立木整枝... 避让机构是自动立木整枝机切削机构上的一个重要装置。在树枝位于锯导板尖端部位时,树枝不宜切削,该装置能自动使切削机构避开该树枝,当整枝机螺旋上升一周,再到该树枝位置时,保证锯切结构能顺利地进行切削。本文研究遥控自动立木整枝机采用避让机构的必要性,对避让机构的曲臂上摆进行运动分析,并利用SimMechanics软件对该运动进行仿真。 展开更多
关键词 遥控 整枝机 避让机构 运动仿真
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沙生灌木削片机进料机构的设计 被引量：8
20
作者 安珍 《林产工业》 北大核心 2004年第6期36-39,共4页
内蒙古自治区沙生灌木资源丰富，平茬而得的沙生灌木枝条是很好的人造板原料。目前在鄂尔多斯市地区已建成了1万m^3以上人造板生产线8条，累计年产19万m^3，年耗沙柳条达30多万t，极大地调动了当地人民群众栽植和管护沙生灌木林的积极... 内蒙古自治区沙生灌木资源丰富，平茬而得的沙生灌木枝条是很好的人造板原料。目前在鄂尔多斯市地区已建成了1万m^3以上人造板生产线8条，累计年产19万m^3，年耗沙柳条达30多万t，极大地调动了当地人民群众栽植和管护沙生灌木林的积极性和自觉性，取得了明显的生态效益和社会效益。在已建成的人造板生产企业和沙生灌木产区，目前使用的沙生灌木削片设备均为国产BX216、BX218鼓式削片机， 展开更多
关键词 沙生灌木 平茬 柳条 枝条 栽植 产区 管护 削片机 鼓式 人造板生产线
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