Mini专题|智能农业装备

Mini专题17:智能农业装备

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高国华, 董增雅, 孙晓娜, 王皓. 基于3D打印的柔性机械手研制及试验研究[J]. 智慧农业, 2019, 1(1): 85-95.

GAO Guohua, DONG Zengya, SUN Xiaona, WANG Hao. Development and test of a flexible manipulator based on 3D printing[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(1): 85-95. (in Chinese with English abstract)

摘要:果实采摘是农业种植生产过程中最耗时费力的环节。为了实现果实的良好抓取,本研究设计了一款结构精简、具有自适应性的柔性机械手。该机械手由柔性手指、气动元件、手腕和底座组成,基于3D打印制作,装配简单。其中,气动元件和柔性手指由柔性材料TPU和PLA打印而成,手腕为具有柔性的一体件打印而成;利用气动元件的伸缩功能实现对手腕的驱动,带动柔性手指自适应变形抓取果实。结合常曲率变形和D-H坐标法建立了单手腕的运动学模型。在此基础上,进行了柔性机械手功能性验证试验和安全测试试验。试验结果表明,柔性机械手具有适应果实的形状进行自适应抓取的功能,对表皮较为脆弱的果实没有损伤;气动元件满足使用要求,可以完成对手腕的动作驱动。研究结果将为机械手柔性抓取结构的设计提供参考价值。
关键词:柔性机械手;3D打印;运动学;自适应;接触力

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2

杜娟, 李敏, 金诚谦, 印祥. 拖拉机自动转向试验台研制[J]. 智慧农业, 2019, 1(2): 85-93.

DU Juan, LI Min, JIN Chengqian, YIN Xiang. Development of an automatic steering test bench for tractors[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(2): 85-93. (in Chinese with English abstract)

摘要:农业机械自动转向是实现农业机械自动化和智能化的关键技术之一,农田作业工况较为复杂,拖拉机自动转向装置的现场安装调试费时费力。针对这一问题,本研究研制了一种拖拉机自动转向试验台,对拖拉机自动转向装置进行模拟调试与测试以保证其控制的准确性和可靠性,从而减少田间测试时间,降低安装使用成本。本研究选用120马力拖拉机前桥,通过对机械结构、液压系统和电气控制系统的设计计算,搭建了拖拉机自动转向试验台。利用惯性测量单元对转向系统工作性能进行测试,试验结果表明方向盘平均转向间隙为16.48°,车轮平均转角延迟时间为0.14s,响应速度和稳定性符合农业机械转向要求。所研制的拖拉机自动转向试验台能够用于测试拖拉机前桥的工作状态,并对其转向性能参数进行准确采集和记录,可为农业机械自动转向装置的调试和性能检测提供一个高效可靠的测试平台。

关键词:拖拉机;自动转向;试验台;自动控制

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王娇娇, 徐波, 王聪聪, 杨贵军, 杨忠, 梅新, 杨小冬. 作物长势监测仪数据采集与分析系统设计及应用[J]. 智慧农业, 2019,1(4): 91-104.

WANG Jiaojiao, XU Bo, WANG Congcong, YANG Guijun, YANG Zhong, MEI Xin, YANG Xiaodong. Design and application of data acquisition and analysis system for CropSense[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(4): 91-104. (in Chinese with English abstract)

摘要:针对中小农场对作物长势快速监测与精确诊断的需求,本研究设计了作物长势监测仪(CropSense)数据采集与分析系统,该系统实现了数据采集、处理、分析和管理的一体化集成。系统通过蓝牙技术连接智能手机和作物长势监测仪获取作物采样数据,经服务器中内置光谱模型计算得到地块的作物生长参数分布专题图。依据地块预期产量指标,可提供可视化的专家决策处方。用户只需点击一次按钮,即可实时获取田间作物的监测诊断信息和专业的田间管理指导方案。目前系统已在多个研究机构实验农场试用,其中在小汤山基地的应用示例结果显示:在玉米大喇叭口期使用该系统进行作物诊断和指导施肥,比传统的施肥方案减少约16.67%施肥量。该系统具有采集分析数据高效便利、推荐施肥方案优化合理等特点,在中国家庭农场快速增长的背景下,具有广阔的应用前景。

关键词:数据采集;长势分析;实时诊断;专家决策

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