检索结果-内蒙古大学图书馆

华南农业大学学报 2025年第2期46卷 265-277页

作者：范志远汤晶宇寇欣王东曲振兴国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所/林业机电工程重点实验室黑龙江哈尔滨150086

【目的】为提高油茶果采净率和采收效率,针对我国南方丘陵地带规范栽植油茶林,设计一种振动式油茶果采收执行器。【方法】完成CZC40RY油茶果采收机采收执行器的采收头、采收臂和液压控制系统设计。建立振动装置−油茶树体振动系统力学模... 详细信息

【目的】为提高油茶果采净率和采收效率,针对我国南方丘陵地带规范栽植油茶林,设计一种振动式油茶果采收执行器。【方法】完成CZC40RY油茶果采收机采收执行器的采收头、采收臂和液压控制系统设计。建立振动装置−油茶树体振动系统力学模型、油茶果−油茶枝单摆动力学模型;运用COMSOL、ANSYS软件完成油茶树三维模型自由模态响应与谐响应分析;采用Box-Behnken试验方法,以振动频率、振幅、振动时间为试验因素,以采净率、落花率为试验指标,确定采收执行器最优作业参数。【结果】确定树体受简谐激振力时的振动频率和影响振幅的主要因素,得出油茶果脱落加速度为947.63 m/s^(2)、振动装置频率为15~25 Hz。林间采收试验验证表明,振动频率为21 Hz、振幅为10 mm、振动时间为10 s时,采收执行器平均采净率为95.5%,落花率为2.1%。与现有振动式油茶果采收机采收参数对比分析得出,不同地区、不同品种乃至同株油茶树油茶果脱落频率、大小、成熟度存在明显的差异,提出了分阶振动采收方法,并给出振动频率−振动时间关系图。【结论】该采收执行器能够满足油茶果机械化采收需求。

关键词：油茶果采收执行器分阶振动采收参数

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基于机器视觉苗木自动分选的研究

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林业机械与木工设备 2025年第3期53卷 56-59页

作者：张卫国李时舫张北航马玲羿宏雷国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所黑龙江哈尔滨150086 国家林业和草原局林业机电工程重点实验室黑龙江哈尔滨150086 国家林业和草原局林业装备工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150086

苗木分选是工厂化育苗自动化生产线的重要环节,目的是通过对苗木的自动分选,剔除不适合自动化生产线育苗的苗木。利用机器视觉技术自动对苗木进行拍照、分析、判断,分选出不合适的苗木,并计算出该苗木的坐标参数。通过通信协议,发送给... 详细信息

苗木分选是工厂化育苗自动化生产线的重要环节,目的是通过对苗木的自动分选,剔除不适合自动化生产线育苗的苗木。利用机器视觉技术自动对苗木进行拍照、分析、判断,分选出不合适的苗木,并计算出该苗木的坐标参数。通过通信协议,发送给机械臂控制终端,使机械臂做出准确的拾取动作,拾取出不适合的苗木,并放置于指定位置,完成分选过程。解决这一问题主要包含3个关键技术:机器视觉的识别技术、机械手的堆叠和通信控制。通过试验样机的完成,并进行苗木的分选试验,能够根据设定的要求,准确地进行分选,应用于苗木生产,对于提高生产效率,解决雇工困难有着现实的意义。

关键词：机器视觉自动分选堆叠

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“工程治沙”新模式:机械化专业技术服务队

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林业机械与木工设备 2025年第1期53卷 20-26页

作者：杨建华刘恒戴蕙泽吴立国张明远周建波中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091 国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所黑龙江哈尔滨150086 国家林业和草原局林业装备工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150086 国家林业和草原局林业机电工程重点实验室黑龙江哈尔滨150086

随着沙漠化问题的日益严重,传统的治沙方法已经难以满足现代生态环境保护的需求。提出了一种新型的“工程治沙”模式——机械化专业技术服务队的概念,这是一种结合现代化技术和机械化操作的高效治沙新策略。首先,介绍了三北防护林工程... 详细信息

随着沙漠化问题的日益严重,传统的治沙方法已经难以满足现代生态环境保护的需求。提出了一种新型的“工程治沙”模式——机械化专业技术服务队的概念,这是一种结合现代化技术和机械化操作的高效治沙新策略。首先,介绍了三北防护林工程建设的现状;其次,就工程治沙的技术方法和机械设备进行了深入探讨;最后,结合土地沙漠化治理现状和现有装备技术,给出了工程治沙机械化专业技术服务队的人员组成、作业规程以及装备配置。总之,机械化专业技术服务队作为“工程治沙”的一种新模式,不仅优化了治沙技术,还为沙区的生态恢复和可持续发展提供了新的思路和方法。未来,这种模式有望在更广泛的区域得到应用,并为全球抗击沙漠化问题贡献力量。

关键词：工程治沙机械化服务队三北工程

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竹片粗铣连续化定向进料系统设计与试验

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林业科学 2022年第6期58卷 128-140页

作者：蒋鹏飞张彬周建波傅万四孙晓东胡喜雷国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所哈尔滨150086 国家林业和草原局林业机电工程重点实验室哈尔滨150086 国家林业和草原局林业装备工程技术研究中心哈尔滨150086 中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091 湖南省林业科学院长沙410004

【目的】针对竹片粗铣前分选定向作业效率低、分选效果差、人工依赖程度高等问题,设计一种竹片粗铣连续化定向进料系统,以实现竹片分选定向的机械化、自动化和连续化。【方法】以破竹去竹节后的竹片为研究对象,提出竹片粗铣连续化定向... 详细信息

【目的】针对竹片粗铣前分选定向作业效率低、分选效果差、人工依赖程度高等问题,设计一种竹片粗铣连续化定向进料系统,以实现竹片分选定向的机械化、自动化和连续化。【方法】以破竹去竹节后的竹片为研究对象,提出竹片粗铣连续化定向进料系统技术方案,设计倾斜式振动升运链、阶梯式分离系统、竹青黄面识别和翻转系统及自动送料系统等机械结构。分析竹片振动分选过程、抛送过程的运动特征,建立振动分选过程竹片运动轨迹数学模型、描绘竹片抛物运动轨迹,确定竹片分选定向过程的主要影响因素。选取升运链转速、倾斜角和竹片长度为考察因素,运用三因素五水平二次回归正交旋转组合设计优化试验,以竹片分离率和竹青黄面识别率为评价指标,在福建建瓯中试基地对设备进行测试。【结果】单因素试验结果表明,升运链转速从1.5 m·s^(-1)升至2.7 m·s^(-1),竹片分离率呈先上升后下降趋势;升运链倾斜角由25°增至45°,竹片分离率显著提升;随着竹片长度增加,竹片分离率呈先上升后下降趋势,但相比升运链转速和倾斜角对竹片黏连分离的影响较小。竹青黄面识别率主要受升运链转速影响,升运链转速较慢,识别系统能够获得更清晰的竹青黄面图像,竹青黄面识别率较高。二次回归正交旋转组合试验结果表明,三因素对竹片分选效果的影响顺序为升运链倾斜角>升运链转速>竹片长度。升运链转速1.6~2.0 m·s^(-1)、升运链倾斜角35°~42°、竹片长度1750~1850 mm,竹片分离输送效果最好,分离率达96.5%~96.8%。【结论】1)基于振动和阶梯分离方式设计的竹片粗铣连续化定向进料系统,可实现对破竹后成堆竹片的黏连分离、有序定向进料、竹青黄面智能识别定向和粗铣自动进料,为竹片粗铣连续化定向进料系统研发提供一种思路;2)在竹片粗铣连续化定向进料系统应用试验中,升运链转速1.6~2.0 m·s^(-1)、升运链倾斜角35°~42°、竹片长度1750~1850 mm,竹片分离输送效果最好,分离率达96.5%~96.8%;实际生产中,可选定升运链转速2.0 m·s^(-1),升运链倾斜角40°,在上述参数水平下,对长度1800 mm竹片的分离效果最佳,分离率达96.7%,竹青黄面识别率达97.6%,竹片分选及竹青黄面识别效果较好,满足现场应用需求。

关键词：竹片分选运动特征分析二次回归正交旋转组合优化试验

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基于主动风险防御机制的多机器人强化学习协同对抗策略

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控制与决策 2023年第5期38卷 1420-1429页

作者：孙辉辉胡春鹤张军国北京林业大学工学院北京100083 华北科技学院机电工程学院河北廊坊065201 国家林业和草原局林业装备与自动化重点实验室北京100083

深度强化学习因其在多机器人系统中的高效表现,已经成为多机器人领域的研究热点.然而,当遭遇连续时变、风险未知的非结构场景时,传统方法暴露出风险防御能力差、系统安全性能脆弱的问题,未知风险将以对抗攻击的形式给多机器人的状态空... 详细信息

深度强化学习因其在多机器人系统中的高效表现,已经成为多机器人领域的研究热点.然而,当遭遇连续时变、风险未知的非结构场景时,传统方法暴露出风险防御能力差、系统安全性能脆弱的问题,未知风险将以对抗攻击的形式给多机器人的状态空间带来非线性入侵.针对这一问题,提出一种基于主动风险防御机制的多机器人强化学习方法(APMARL).首先,基于局部可观察马尔可夫博弈模型,建立多机记忆池共享的风险判别机制,通过构建风险状态指数提前预测当前行为的安全性,并根据风险预测结果自适应执行与之匹配的风险处理模式;特别地,针对有风险侵入的非安全状态,提出基于增强型注意力机制的Actor-Critic主动防御网络架构,实现对重点信息的分级增强和危险信息的有效防御.最后,通过广泛的多机协作对抗任务实验表明,具有主动风险防御机制的强化学习策略可以有效降低敌对信息的入侵风险,提高多机器人协同对抗任务的执行效率,增强策略的稳定性和安全性.

关键词：深度强化学习多机器人风险防御协同对抗事件驱动

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锥形吸种孔对樟子松芽种发育的影响

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森林工程 2019年第3期35卷 13-19页

作者：苗振坤李芝茹徐克生吴立国苏宁满大为国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所哈尔滨150086 国家林业和草原局林业机电工程实验室哈尔滨150086

为探究精量播种过程中不同参数锥型吸种孔对芽种生长情况的影响,以樟子松芽种为研究对象,用不同下孔径D(D1、D2、D3分别为3、3.5、4 mm)和不同孔深H(H1、H2、H3分别为1、1.5、2 mm)的吸种针进行芽种播种试验,记录其出苗时间、出苗率和... 详细信息

为探究精量播种过程中不同参数锥型吸种孔对芽种生长情况的影响,以樟子松芽种为研究对象,用不同下孔径D(D1、D2、D3分别为3、3.5、4 mm)和不同孔深H(H1、H2、H3分别为1、1.5、2 mm)的吸种针进行芽种播种试验,记录其出苗时间、出苗率和生长情况。结果显示:不同参数组合下的锥型吸种孔播种的樟子松芽种出苗时间、出苗率和生长情况差异显著,说明吸附过程对樟子松芽种产生了损伤,影响其发育速度和对养料、水分的汲取。其中D1H2组合出苗时间最集中,出苗率(89.06%)最高,苗高(38~70 mm)、地径(0.77~0.68 mm)最大,根表现出非向地性的苗株占出苗总数比率(10.53%)最低。因此D1H2(下孔径3 mm,孔深1.5 mm)较其他参数组合的吸种孔更适宜对樟子松芽种进行精量播种。

关键词：精量播种锥型吸种孔樟子松芽种生长情况

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机器视觉选苗检测系统的嫁接苗木测量技术研究

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农机化研究 2024年第9期46卷 148-152页

作者：张卫国李时舫马玲羿宏雷哈尔滨林业机械研究所哈尔滨150086 国家林业和草原局林业机电工程实验室哈尔滨150086

自动化苗木的嫁接,需要对苗木进行挑选。为此,设计一种苗木检测系统,通过传送带单株传送苗木,利用工业相机拍摄苗木的图像,并通过专门的开发识别软件,利用图像识别技术中依赖的OpenCV和用于数值计算的NumPy这两个外部库,对图片中的苗木... 详细信息

自动化苗木的嫁接,需要对苗木进行挑选。为此,设计一种苗木检测系统,通过传送带单株传送苗木,利用工业相机拍摄苗木的图像,并通过专门的开发识别软件,利用图像识别技术中依赖的OpenCV和用于数值计算的NumPy这两个外部库,对图片中的苗木轮廓提取,进行二值图像处理,利用格林公式计算出最小面积和长度及苗木的直径和弯曲度。测试结果表明:该方法有效,精度较高,可分析苗木的直径及弯曲度,剔除那些不适合自动化嫁接的苗木。

关键词：苗术检测系统嫁接图像识别二值图像

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湖南湘西州马尾松毛虫和松材线虫病发生非线性建模与预测

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森林工程 2022年第6期38卷 38-44页

作者：田开慧陈怡帆周宏威湘西自治州林业局森防站湖南湘西土家苗族自治州416300 国家林业和草原局生物灾害防控中心/林草有害生物监测预警国家林业和草原局重点实验室沈阳110034 东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

为解决湖南湘西州森林病虫害预警难题,探究湘西州森林病虫害发生规律和未来发生情况。该文对湘西州2种主要森林病虫害马尾松毛虫和松材线虫病历史发生面积进行数据分析,并使用非线性自回归移动平均模型(Auto-Regression and Moving Aver... 详细信息

为解决湖南湘西州森林病虫害预警难题,探究湘西州森林病虫害发生规律和未来发生情况。该文对湘西州2种主要森林病虫害马尾松毛虫和松材线虫病历史发生面积进行数据分析,并使用非线性自回归移动平均模型(Auto-Regression and Moving Average, ARIMA)与支持向量机(Support Vector Machine, SVM)组合模型对未来5 a的发生情况进行预测。研究表明,湘西州当前马尾松毛虫发生数据逐渐攀升,松材线虫病发生逐渐加重;未来马尾松毛虫在湘西州发生面积仍将延续周期性暴发趋势,而松材线虫病增长速率将大幅增高,发生面积将呈指数型上升。结果表明若保持现有防治能力不变,2种病虫害将会在未来几年对湘西州林业资源造成严重损失,湘西州应该加强监测、检疫和防治等工作力度,警惕马尾松毛虫、松材线虫病在湘西州暴发。

关键词：马尾松毛虫松材线虫病成因分析发生预测防治策略

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基于DEM-MBD耦合算法的茶园仿生掘耕机优化与试验

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茶叶科学 2025年第02期 284-302页

作者：贾治军姜嘉胤徐家俊李杨董春旺宋文韬李凯韦持章姚雨晨姚立健杨自栋刘皓央马蓉浙江农林大学光机电工程学院中国农业科学院茶叶研究所浙江川崎茶业机械有限公司山东省农业科学院茶叶研究所国家林业草原丘陵山地林草机械工程技术研究中心农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室(部省共建) 广西壮族自治区农业科学院园艺研究所

针对茶园耕作过程中因土壤板结粘滞特性导致的机具耕作阻力大、作业质量差等问题，基于鼹鼠爪趾生物力学特征创新设计了一款复合仿生耕作铲，通过四杆机构集成设计研制了新型茶园掘耕机。研究过程中，首先基于离散元法（Discrete elemen... 详细信息

针对茶园耕作过程中因土壤板结粘滞特性导致的机具耕作阻力大、作业质量差等问题，基于鼹鼠爪趾生物力学特征创新设计了一款复合仿生耕作铲，通过四杆机构集成设计研制了新型茶园掘耕机。研究过程中，首先基于离散元法（Discrete element method,DEM）与多体动力学（Multi-body dynamics,MBD）耦合算法对仿生掘耕机的耕作过程进行动态模拟分析。同时借助Design-Expert 13试验设计软件，采用三因素三水平正交试验法（耕作铲入土角度、驱动臂转速、机具前进速度）开展整机工作参数优化研究，确定在耕作深度100 mm时，安装复合仿生耕作铲的茶园仿生掘耕机最佳工作参数组合为入土角度33.506°、驱动臂转速289.923 r·min-1、机具行进速度0.2 m·s-1。基于此优化参数，通过土壤颗粒运动速度分布特征进行耕作扰动对比仿真分析。最后开展田间验证试验，结果表明：相较于传统原型铲，装配复合仿生耕作铲的掘耕机减阻率为5.70%，碎土率提升至91.05%，其他作业评价指标均有所提升，工作性能能够满足茶园耕作的要求，验证了其仿生结构设计的有效性与工程实用性。

关键词：茶园耕作机械离散元法多体动力学耦合算法仿生结构设计

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国外机械振动式林果收获装备研究现状与展望

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林业机械与木工设备 2023年

作者：汤晶宇范志远曲振兴向文博张瑞阳周建波国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所国家林业和草原局林业机电工程重点实验室国家林业和草原局林业装备工程技术研究中心

随着林果产量的不断提高、劳动力的短缺，林果的采收问题越来越突出，机械化采收是林果产业发展的必然选择。文章介绍了机械振动式林果采收装备对林果产业发展的重要意义，描述了振动式采收机理的两种形式，将现有林果机械化采收装备系... 详细信息

随着林果产量的不断提高、劳动力的短缺，林果的采收问题越来越突出，机械化采收是林果产业发展的必然选择。文章介绍了机械振动式林果采收装备对林果产业发展的重要意义，描述了振动式采收机理的两种形式，将现有林果机械化采收装备系统地划分为五种方式，并分析了五种方式的优缺点，列举了一些国外具有代表性的机型，并对其特点进行了分析，围绕国外采收装备的作业模式、结构形式以及设计理念，结合我国实际情况提出发展意见，为我国进一步研制开发林果采收装备系列产品提供参考。

关键词：林果机械振动式采收机理采收装备

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