基于Micro-CT的黄瓜苗坨夹取破损检测及取苗参数优化

S223.9,S123; 为了减小自动移栽时取苗爪夹取苗坨的破损,利用 X 射线 Micro-CT 对处于夹取状态的黄瓜苗坨进行检测,用阈值分割方法将根系和孔隙从断层图片中分割提取并三维重构.在垂直和水平方向将苗坨划分成6等份,对根系和孔隙的体积和分布密度进行统计,得出夹取过程中根系未发生显著位移,根系的作用是将基质缠绕包裹住,防止苗坨散坨;孔隙的体积和分布密度变化非常显著,新生孔隙的聚集和裂缝的形成是导致苗坨破损的主要原因.苗坨中夹针收缩移动的区域、夹针的顶端部位和苗坨的顶部是破损的主要部位,用这3个区域孔隙体积的增加量作为评价苗坨破损量的指标,对圆形和扁形2种夹针,在夹针直径为2、2.5和...

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Published in农业工程学报 Vol. 34; no. 12; pp. 27 - 34
Main Authors 刘洋, 毛罕平, 韩绿化, 徐静云, 马国鑫, 李亚雄
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 江苏省农业装备与智能化高技术研究重点实验室,镇江 212013%新疆农垦科学院机械装备研究所,石河子,832000 15.06.2018
新疆农垦科学院机械装备研究所,石河子 832000%江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室,镇江 212013
江苏省农业装备与智能化高技术研究重点实验室,镇江 212013
江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室,镇江 212013
Subjects
苗坨
damage
detection
破损
cucumber seedling
检测
Micro-CT
移栽
根系
optimization
优化
root
plug
黄瓜穴盘苗
transplants
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2018.12.004

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Summary:S223.9,S123; 为了减小自动移栽时取苗爪夹取苗坨的破损,利用 X 射线 Micro-CT 对处于夹取状态的黄瓜苗坨进行检测,用阈值分割方法将根系和孔隙从断层图片中分割提取并三维重构.在垂直和水平方向将苗坨划分成6等份,对根系和孔隙的体积和分布密度进行统计,得出夹取过程中根系未发生显著位移,根系的作用是将基质缠绕包裹住,防止苗坨散坨;孔隙的体积和分布密度变化非常显著,新生孔隙的聚集和裂缝的形成是导致苗坨破损的主要原因.苗坨中夹针收缩移动的区域、夹针的顶端部位和苗坨的顶部是破损的主要部位,用这3个区域孔隙体积的增加量作为评价苗坨破损量的指标,对圆形和扁形2种夹针,在夹针直径为2、2.5和3 mm,夹取初始角为7°、9°和11°时进行扫描试验,得出在夹针收缩量为5 mm时,减小夹针直径和增大夹持初始角可以减小苗坨破损量,相同夹取条件下圆针夹取苗坨的破损量小于扁针;在夹取力等于苗坨屈服点的抗压力7.31 N时,圆针和扁针的收缩量分别为4.75和4.26 mm,此时孔隙体积的增加量分别为843.7和786.1 mm3,扁针夹取苗坨的破损量小于圆针.以苗坨质量损失25%作为考核指标,在自动取苗机构上进行试验,结果表明,在夹针直径为2 mm,夹取力和夹取初始角分别为7.31 N和11°时,苗坨的破损率为6.3%,小于其他参数的试验结果,与Micro-CT扫描分析的结论一致.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2018.12.004