【摘要】：眾所周知,馬鈴薯通過塊莖進行繁殖。通常在馬鈴薯制種時,根據(jù)芽眼對種薯進行切塊,切塊不僅能保證正常的播種,而且還能很大程度上節(jié)省種薯。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,一般會選擇經(jīng)濟性強的馬鈴薯作為種薯,將此種薯進行切塊,可以盡可能增加種薯與空氣的接觸面積,促進內(nèi)外氧氣交換,促使種薯塊提早發(fā)芽,相應(yīng)的出苗時間可以提前7-10天,增產(chǎn)15%-20%;接著對種薯塊進行統(tǒng)一的消毒處理,能夠降低植株發(fā)病率,促進植株生長更加茂盛。然而盡管當(dāng)前種薯種植得到一定程度的機械自動化發(fā)展,但是種薯塊仍然是人工完成,基于此缺陷,本論文對馬鈴薯智能切塊機進行設(shè)計,該切塊機實現(xiàn)了基于芽眼識別的種薯智能切塊,首先對種薯智能切塊機的機械部分進行設(shè)計,然后對芽眼進行識別,最后根據(jù)芽眼的分布進行切塊,提出了一個切種決策機制。機械部分根據(jù)進料裝置-穩(wěn)定中心裝置(給料)-檢測識別裝置-切割裝置-薯塊收集裝置進行模塊化設(shè)計。整個過程需要人工進行裝料,在穩(wěn)定中心可以對體積過小不需切塊的種薯直接進行篩選,最后在薯塊收集過程中,機器會自動對種薯塊進行消毒,全過程僅需一人操作,節(jié)約人力和資源。通過查閱文獻和實際調(diào)查,不同地區(qū)或者種植規(guī)模不同,種薯的選擇就不同,人們會用不同時間段的種薯制種,這需要對不同時間段的芽眼識別分別進行研究。芽眼識別過程包括對種薯圖像進行預(yù)處理,然后采用局部二值模式(Local Binary Patterns,LBP)對種薯芽眼及非芽眼進行特征提取,最后通過支持向量機(Support Vector Machine,SVM)對種薯芽眼進行識別。綜上,本文完成了馬鈴薯種薯智能切塊機的機械部分設(shè)計,根據(jù)設(shè)計的機構(gòu)分別對重要部分進行校核仿真,因種薯切塊時會產(chǎn)生“粘刀”現(xiàn)象,著重對刀具進行了設(shè)計;芽眼識別過程中,對采集的不同時間段的新舊種薯圖片采用所提出方法進行實驗,綜合識別率取得了97.33%的滿意效果;最后結(jié)合設(shè)計的機械部分和芽眼識別的研究,提出根據(jù)芽眼進行切塊的切種決策機制,即首先根據(jù)芽眼數(shù)量選擇刀型,再對芽眼連線形成的多邊形質(zhì)心與芽眼連線,這里簡稱“質(zhì)心線”,通過質(zhì)心線與刀具刀刃夾角來對刀具進行轉(zhuǎn)動,最大限度的保證種薯塊含有一個芽眼。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;S223
【圖文】：

蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文、機器設(shè)計及下刀決策一同進行研究的學(xué)者。馬鈴薯種薯智能切階段，根據(jù)現(xiàn)存研究的不足，結(jié)合馬鈴薯制種的需求對馬鈴薯種，設(shè)計的主要目的是能夠根據(jù)芽眼分布對種薯進行智能切塊，根時，體積較小的種薯是直接作為種子播種，不需要進行切塊，據(jù)自動篩選；完成智能切塊就要借助于機器視覺，對種薯進行圖像行識別；最后根據(jù)識別出的芽眼進行下刀切塊。實現(xiàn)種薯智能切為基礎(chǔ)，對芽眼識別進行研究。而在芽眼識別中使用 LBP 分別域進行特征提取，再通過 SVM 進行訓(xùn)練分類，如圖 1.2 所示，測工作原理。

種薯切塊機的研究則多是直接對種薯進行切塊，這在播種時會導(dǎo)致出大的浪費；而且在切塊后不能進行自動消毒處理，通常在生產(chǎn)生活中進行統(tǒng)一收集并浸泡。統(tǒng)一收集浸泡使得種薯不能夠很好地進行消毒的利用，研究針對于此三點對種薯智能切塊機進行設(shè)計，使得整個過動化，智能化，對種薯切塊可以最大限度保證，每塊種薯有一個芽眼理，減少人力的投入。整個機器的工作流程是先將準(zhǔn)備制種的種薯放料裝置的大小進行設(shè)計保證可以一個人操作，進料裝置的擋板可按一種薯有規(guī)律的從料斗流出。種薯由進料機構(gòu)進入穩(wěn)定中心后，穩(wěn)定中輪，種薯經(jīng)過滾輪后按照重心的位置，自然擺放在圖像提取工作臺，過小的種薯進行篩選，在進行重心調(diào)整后，對種薯圖像進行采集，采光源補償，進而對所采集的圖像進行處理，對芽眼進行識別，根據(jù)識斷選擇刀型，再根據(jù)芽眼連接所形成的多邊形頂點與質(zhì)心的連線及刀對刀具進行旋轉(zhuǎn)，如果不需要則直接進行切塊，需要的話則對刀具進，最后對種薯塊噴霧消毒處理后統(tǒng)一進行收集，圖 2.1 為西部地區(qū)種

圖 2.2 種薯智能切塊機技術(shù)路線4 馬鈴薯種薯智能切塊機主要技術(shù)參數(shù)文所設(shè)計和研究的馬鈴薯種薯智能切塊機的主要參數(shù)如下：外形尺寸：（長×寬×高）2500mm 1400mm 1500mm；料斗存放量：10kg；刀具數(shù)量：2 個；消毒藥水存放量：10kg；處理能力：每分鐘 25 個左右。

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本文編號：2791404