水稻钵体育秧智能补种决策方法与试验

发布时间：2024-06-02 19:44

　　针对水稻工厂化育秧播种中普遍存在空穴和单粒穴的问题运用播种质量视觉检测技术设计了一种高效智能补种决策系统。采用视觉采集和图像处理系统对播种质量进行检测,建立种群分布数据库;采用卷积计算方法对空穴和单粒穴的补种方案进行智能决策;对吸种相关参数进行设计计算,以确保吸种可靠;通过伺服电机驱动和气动组合吸针相结合的方式组成伺服补种机构,实现了精准、高效、连续的动态补种过程。试验表明:当每个钵体盘的补种率为2%时,平均每穴补种时间为1.51 s,智能补种系统生产率达到420盘/h。说明智能补种决策大大提高了补种系统的工作效率。

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【部分图文】：

图1智能补种系统结构示意图

智能补种系统主要由视觉采集与检测系统、伺服补种机构、气动组合吸针组成，以及由LabVIEW软件开发的计算机运动控制系统，如图1所示。首先，水稻育秧播种机对钵体盘进行播种，播后钵体盘随输送系统经过视觉采集传感器，视觉采集系统实时采集图像，采集到当前水稻钵体盘的图像信息，再通过图像....

图2伺服补种机构结构示意图

伺服补种机构(如图2所示)由交流伺服电机驱动的X、Y、Z三轴水平式机械臂和气动系统构成，可以实现机构的吸种、携种、补种连续运动轨迹控制。由于机构要求具有高精度、高速度，需要选用大扭矩、高精度的电动机作为执行元件，3个轴均选用松下MINASA5系列交流伺服电机。

图3气动系统原理图

气动系统主要由组合吸针、真空发生器、两位五通电磁阀、气泵、计算机、数据采集卡、电压放大电路等组成，如图3所示。组合吸针吸种是利用上位机使数据采集卡的输出物理通道产生电平信号，再经共射极电压放大电路输出24V电压来驱动二位五通电磁换向阀的先导阀改变位置。即数据采集卡的物理输出通道....

图4组合吸针

为了使补种操作更加高效，减少每一次补种的周期时间，本文提出组合吸针的方案，即多个双孔针头按照行、列组合起来(如图4a所示)。将组合吸针固定在伺服补种机构Z轴上，代替原来单个吸针的位置。本研究采用的钵体盘规格为23穴×12穴。经播种工序后，统计空穴率a为0～3%;综合考虑智能补种系....

本文编号：3987697