【摘要】：設(shè)施園藝技術(shù)是進(jìn)行植物高效生產(chǎn)的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，工廠化種植則是設(shè)施園藝的高級(jí)形式。伴隨著工廠化育苗技術(shù)的發(fā)展，蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)在替代人工勞動(dòng)，提高作業(yè)效率等方面發(fā)揮出越來越重要的作用�，F(xiàn)有的多數(shù)瓜科嫁接機(jī)只能實(shí)現(xiàn)嫁接工序的自動(dòng)化，其供苗工序仍需手動(dòng)完成。所以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)為嫁接機(jī)供苗就成為急需解決的問題，，是實(shí)現(xiàn)嫁接機(jī)全程自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)。 自動(dòng)供苗系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于嫁接用苗自動(dòng)供苗特征參數(shù)的識(shí)別和采用供苗末端執(zhí)行器對(duì)幼苗進(jìn)行自動(dòng)柔性抓取和調(diào)向。本文以穴盤中培育的白籽南瓜砧木幼苗為研究對(duì)象。在自然光照條件下，采集瓜科砧木幼苗圖像，采用圖像方法識(shí)別幼苗供苗特征參數(shù)，并設(shè)計(jì)試制了自動(dòng)供苗末端執(zhí)行器，完成了其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，最后進(jìn)行自動(dòng)供苗試驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： （1）自動(dòng)供苗系統(tǒng)總體方案確定。首先，分析了工廠化穴盤育苗方式的特點(diǎn)，明確了自動(dòng)供苗的技術(shù)要求，確定了自動(dòng)供苗的工作過程。其次，通過對(duì)供苗過程的分析，確定了自動(dòng)供苗系統(tǒng)由穴盤輸送裝置、幼苗檢測裝置、末端執(zhí)行器、機(jī)械臂和控制系統(tǒng)五部分組成，研究了各組成部分的功能和設(shè)計(jì)參數(shù)要求。最后，完成了自動(dòng)供苗平臺(tái)砧木供苗側(cè)的加工裝配。 （2）瓜科砧木供苗特征參數(shù)識(shí)別。對(duì)穴盤苗的生長特征進(jìn)行了分析，通過試驗(yàn)對(duì)比確定了圖像采集系統(tǒng)和方法；對(duì)常用顏色空間的不同顏色分量的圖像及其組合運(yùn)算的圖像進(jìn)行了對(duì)比，選取L*a*b*顏色空間a*通道分量進(jìn)行后續(xù)圖像處理；采用最大類間方差法（Ostu法）進(jìn)行圖像分割，然后通過形態(tài)學(xué)運(yùn)算和面積閾值等方法去除殘余噪聲得到目標(biāo)圖像；對(duì)得到的目標(biāo)圖像采用兩種方法識(shí)別，最小外接矩形法和Hough橢圓擬合法，確定了兩種方法的不同應(yīng)用場合。 （3）末端執(zhí)行器硬件設(shè)計(jì)。依據(jù)南瓜砧木的幾何特性參數(shù)和力學(xué)特性參數(shù)，確定了末端執(zhí)行器的幼苗抓取方法和調(diào)向供苗方案；使用PRO/E軟件完成了自動(dòng)供苗末端執(zhí)行器的三維建模和干涉檢查，并對(duì)各機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行了選型采購，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)加工，組裝完成末端執(zhí)行器。 （4）末端執(zhí)行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。依據(jù)設(shè)計(jì)的供苗流程，設(shè)計(jì)末端執(zhí)行器控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、完成相關(guān)硬件的選型和氣路連接，編寫控制軟件。最后，進(jìn)行自動(dòng)供苗試驗(yàn)，結(jié)果表明該末端執(zhí)行器可達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S223.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2669603