基于机器视觉的多机械臂菠萝采摘机器人设计与试验

针对菠萝智能机械化采摘需求，研究一种基于机器视觉的多机械臂菠萝采摘机器人。根据菠萝茎秆较脆的特点，设计一种由V形悬臂、切刀及挡板组成的推剪式末端执行器，实现菠萝果实与茎秆的分离；设计由多个两自由度机械臂组成的机器人，每个机械臂可带动末端执行器在菠萝垄体的高度、长度和宽度方向上移动；为实施智能采摘，应用深度神经网络YOLOv5检测菠萝果实，通过三维点云分析获得菠萝采摘点位置。结果表明：菠萝果实检测精度为97%，检测召回率为95.75%；在实验室环境下菠萝采摘成功率为90%，平均成功采摘时间为5.4 s，验证了该机器人结构的合理性。     

六自由度采摘机械臂采摘姿态规划研究

为了解决采摘机器人末端执行器无法根据果实位置自动调整采摘姿态的问题,提出了一种第五关节分离的姿态规划方法。根据机械臂的结构形式,在机械臂的第五关节进行分离后形成机械臂本体和末端执行器部分,在自定义的采摘平面内将末端执行器移动到果实处形成果实采摘圆,根据末端执行器部分第五关节边界曲线与果实采摘圆交点个数对末端执行器的采摘方式进行了分类,结合各种采摘方式的特点求解了末端执行器合适的采摘姿态。以MATLAB GUI为仿真平台,对采摘姿态进行了仿真,并在实验室内进行了采摘实验,结果表明:该方法能够为机械臂规划出合适可行的采摘姿态,为机械臂采摘提供了理论基础。     

名优茶采摘机器人的系统设计与试验

针对名优茶采摘劳动力短缺的现状,设计了一种适用于自然环境下作业的名优茶采摘机器人。系统由采摘机械手、3P-Delta机械臂、视觉系统和主控系统构成。机器人通过深度相机获取茶蓬图像,利用深度学习和骨架法计算采摘点。从名优茶的生长特征出发,建立了机械臂采摘轨迹模型,采用Bézier曲线对茶叶采摘路径进行优化,降低了机械臂在快速运动过程中的加速度突变,提高了采摘运动的平滑性。利用虚功原理建立机械臂动力学模型,基于滑模控制设计了机械臂采摘控制策略,优化了控制算法中的指数趋近律,有效地抑制了滑模面在快速趋近时的抖振现象。实地测试结果表明,采摘机器人能够实现名优茶的采摘,采摘率和完整率分别为75.53%和54.68%,平均采摘速度为0.451颗/s。     

便携式水果采摘器的设计

分析机械辅助半自动采摘的研究情况。针对果农的采摘方式和果树的生长特性,设计一种采摘器。该采摘器分为执行末端、操作杆和操作手柄3个部分,采用纯机械的连接方式以及一个半圆弧的剪切机构和柔性的保护装置配合。该采摘器操作简单、通用性强、采摘效率高,能更好地保护水果,减少果农的劳动强度。     

农业采摘机械臂轨迹跟踪控制

以苹果采摘机械臂为研究对象,采用分步迁移控制策略和分步空间约束策略对其运行轨迹进行规划模拟.通过基于深度梯度控制算法的分步空间约束和分步迁移控制策略解决非结构化场景和苹果分步无规则的问题,然后对机械臂的采摘轨迹进行规划仿真.仿真结果表明:该算法的应用有效提高了机械臂的采摘性能和训练效率,验证了该控制策略的轨迹跟踪有效性...     

菠萝采摘机械研究进展

菠萝是我国特色热带水果品种之一,菠萝采摘是菠萝生产的重要环节,目前主要为人工采摘,生产效率低、劳动强度大、果实损伤严重,菠萝机械化采摘已成为菠萝采收处理机械化的发展瓶颈。通过介绍菠萝采摘机械关键技术,分析了菠萝采摘机械研究进展,并总结提出了我国菠萝采摘机械发展中存在的问题及对策,为菠萝采收处理机械化发展提供了参考。     

大棚栽培草莓采摘机械装置设计

文章以草莓为试验对象,通过分析所采摘草莓的几何尺寸、外形等物理参数的基础上,设计开发了一种应用于草莓采摘的自动采摘机械装置。该装置通过驱动机构自动驱动,实现田间自由直行和转向,利用齿轮齿条机构实现了机械臂的自动伸缩,通过设计的3个存储罐,实现草莓的分级采摘,利用光电传感技术实现了障碍物自动规避。试验结果表明,该机构能较好地完成草莓采摘任务,草莓抓取成功率≥95%,损伤率≤5%,所研发的草莓采摘机构是可行的。该研究为解决草莓采摘自动化提供了参考。     

无线遥控式高果采摘器的设计

针对采摘高处水果的问题,设计了一种实用性高的无线遥控式高果采摘器。通过对已有的水果采摘器结构原理和使用步骤进行分析研究,结合红外遥控原理,由微型直流电动机驱动,采用可动机械爪结构,同时手柄部分采用可调伸缩杆结构,对高果采摘器结构进行合理设计。工作时,通过遥控无线发射端按钮,接收端接收信号并控制电动机正反转,通过传动使机械爪张开放开水果或缩进采摘水果。该高果采摘器结构简单、制作成本低,适用于果农、农家乐、个体户采摘高果的场合中,实用性强。     

基于改进粒子群算法的油茶花粉采摘机械臂轨迹规划

针对人工收集油茶花粉存在劳动强度大、效率低等问题,基于油茶花的生长特性,设计了一种油茶花粉采摘机器人。以油茶花粉采摘机械臂为研究对象,采用D-H方法对其进行建模和正、逆运动学分析;在Matlab软件环境下,采用蒙特卡罗方法求解末端手爪的工作空间,得到机械臂末端工作空间的点云图像。仿真数据表明,所设计的机械臂能够很好地满足油茶花粉采摘要求。由于传统机器人轨迹规划存在效率低、运行不稳定等问题,提出了一种改进粒子群（IPSO）算法对油茶花粉采摘机械臂的轨迹进行优化。该方法以时间为适应度函数,有效地将5-5-5多项式插值函数与IPSO算法相结合。通过对比传统遗传算法（SGA）与传统粒子群算法（SPSO）,表明IPSO算法能更好地适用于油茶花粉采摘机械臂的时间最优轨迹规划。     

基于TRIZ理论苹果采摘机器人的设计与分析

针对现阶段人工采摘苹果效率低、劳动强度大、采摘设备功能单一的问题，以TRIZ理论为基础，通过发明原理的启发，对苹果采摘机器人的末端执行器、运输装置、收集箱和其他结构进行了创新设计，设计出一款集采摘、收集、分拣功能于一体的机器人。建立采摘机械臂的D-H模型，运用Matlab对机器人的工作空间进行了分析；通过Adams对机器人采摘过程进行运动仿真，并制作1∶3实验样机，对各部分功能可行性进行了验证。结果表明，该机器人的各部分功能完善、设计合理、运行可靠、满足使用需求，为后续机器人的进一步研制和改进提供了理论支撑。     

中国高等教育研究方法：1979-2008——基于CNKI中国引文数据库（新）“高等教育专题”高被引论文的内容分析

本研究以CNKI中国引文数据库（新）收录的1979—2008年间“高等教育专题”论文为研究对象,运用内容分析法,对其中4253篇高被引论文所使用的研究方法进行了分析。研究显示,我国高等教育研究方法论正从单一的思辨研究趋向多样化,但思辨研究仍是主要方法。方法案例分析表明,思辨研究只适合少数有条件的使用者——有着丰富的高等教育实践经验和对高等教育改革与发展有真知灼见的思想家或领导者;质性研究以质性描述为主;定量研究大部分属于调查研究;质性研究和定量研究的研究规范有待改进。作者认为,高等教育学学科走向成熟,研究方法论的进步是关键,因此,高等教育研究必须倡导以实证研究为主,推进研究方法多样化,提升研究设计精致度。     

刍议高校科研管理的问题及对策

高校科研管理的水平和质量,是决定高校科研能力的重要因素。我国高校科研管理普遍存在科研力量分散,人才流失问题严重;科研资金投入不足,经费利用效率不高;课题申报管理不规范,后续管理不到位;课题成果管理和评价机制不健全等问题。强化高校科研管理,主要是要强化服务观念,为科研合作牵线搭桥;深化科研改革,培育＂以人为本＂的管理机制;拓宽融资渠道,完善经费管理机制;加强队伍建设,强化科研成果全过程管理。     

高校“教学型研究”及其超越

教学型研究是对关于某一形态学术研究的归纳和概括。这类研究的共同特点是受教学逻辑、教学化思维方式以及教学过程表达等深刻影响,其研究结构及结果表达呈现教学化或教材化倾向。导致教学型研究的原因,主要有学校教科书中心的传统定势、客观知识差距、文化体制和学术评价制度等。教学型研究既有长处,更有缺欠。高校要实现学术创新与超越,必须突破现行教学型研究的局限。     

如何开展信息系统领域研究

信息系统是新兴而独特的学科,发展迅速且情况复杂.我国在本领域的研究与国际水平差距很大.这里首先定义了研究的概念,在此基础之上给出了IS研究的框架,描述了研究的过程、研究主题的现状,讨论了研究方法的选择以及研究团队问题,介绍了主要学术会议和学术刊物以及学术论文的撰写,为信息系统领域的研究人员提供了信息系统研究的基本过程和...     

生产调度研究综述

作为管理科学、机械工程、应用数学等多学科的交叉研究热点和难点,生产调度有着深刻的实际背景和广阔的应用前景。深入分析了生产调度的内涵,对生产调度进行了分类,研究了生产调度策略。全面综述了生产调度建模研究现状及存在问题,深入阐述了生产调度方法研究现状及存在问题,分析了生产调度系统和工具包研究现状,指出了生产调度未来发展趋势和研究热点。     

结构拓扑优化设计综述

从离散体结构拓扑优化和连续体结构拓扑优化两个方面,对结构拓扑优化的发展历程和研究现状进行了评述,提出了拓扑优化在理论研究、实际应用、拓展研究和软件研究等方面的研究方向.     

我国研究型大学研究中心的特征及其启示——以清华大学为例

本文以清华大学为案例。分析了研究型大学中的基层学术组织——研究中心的主要特征：从设立历程来看,研究中心迅猛发展的背后是学校战略规划的引导;从研究类型来看,应用型研究中心占主导的同时基础研究与应用研究有机结合;从组织类型来看,跨学科、跨组织的研究中心协同发展成为主流。由此得出对研究型大学发展研究中心的三点启示：一要做好学校的顶层设计,二要实施跨学科交叉融合战略,三要在知识生产模式之间自由转换。     

重建批判之维——中国高等教育研究的理性选择

高等教育研究发源于批判,批判是高教研究的题中之义、重要职能,是高教研究发展进步的助推器.当今中国高教研究中批判的极度缺失,严重弱化了高教研究的社会责任,阻碍了高教研究的进步.重建批判之维是中国高教研究的理性选择.政策批判、理论批判、校本批判是批判的三种类型,也是重建批判之维的三个方向.当前要重新定位大学高教研究机构服务本校的职能,为校本批判创造条件.     

工科研究生开发类选题中科研能力的培养

针对工科研究生在开发类科研项目的选题和实施等环节上的困惑,本文结合自身科研和研究生培养的工作经验,阐述了科研选题、申请、实施、结题等重要环节的特点、规范、工作内容和注意事项等,并强调指出：做学问必须围绕科研,惟有通过科研工作才能培养科研能力;要尽量让研究生直接参与科研的各个环节或承担项目的子课题。     

基于文献计量的数字孪生研究可视化知识图谱分析

文献计量方法可以从宏观、中观、微观各个层面来揭示一个研究主题发展的概貌,进而能够从各个角度全面的审视该研究主题的结构和研究热点。鉴于数字孪生是工业互联网的重要应用对象和智能服务的绝佳载体,通过对Web of Science核心合集数据库中数字孪生相关文献的统计,采用文献计量研究方法,以发文量与文献分布、作者及研究机构合作、文献引用、关键词共现等为观察点,基于Citespace实现了可视化知识图谱,对当前数字孪生研究的现状、趋势和热点进行了检视和分析。结果表明,数字孪生研究正在快速升温;研究成果的产出主要依靠核心作者群;数字孪生的内涵和外延存在跨领域、跨学科的共性成分;我国在数字孪生研究的国际合作和校企合作方面亟待加强;此外,从研究趋势的演进来看,知识作为核心要素将在数字孪生研究中发挥重要作用。