上海腾拔质构仪助力福建农林大学测定金针菇的力学性能

近日，福建农林大学机电工程学院研究人员在国内期刊《农业机械学报》发表了题为"基于ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８ 的瓶栽金针菇zuiyou抓取位置定位方法"的研究论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Universal TA国产质构仪用于测定金针菇不同部位的受力情况。

摘要　针对工厂化瓶栽金针菇自动切根过程中，夹持末端因结构设计导致行程固定，进而影响抓取效果甚至切根质量的问题，本文基于ＹＯＬＯ ｖ８（Ｙｏｕ ｏｎｌｙ ｌｏｏｋ ｏｎｃｅ）构建改进的Ｅｎｏｋｉ ｐｉｃｋ＿ｒｅｇｉｏｎ ＹＯＬＯ ｖ８（ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８），实现瓶栽金针菇整体及最佳受力区域（关键抓取区域）的精准定位与轮廓提取，保障抓取参数的可靠性。该方法在网络优化基础上，基于最小欧几里得距离（Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ，ＥＤ）构建掩膜关系归属与判断模型，明确金针菇菇体与关键抓取区域掩膜间父子关系并合并优化。通过解析合并前后关键抓取区域的相对位置编码，确定抓取参数并进行坐标转换，为建立末端控制映射模型实现末端机械手运动行程的精确控制提供基础。实验结果表明，本文所提算法的金针菇菇体掩膜识别精确率达９９. ３％，关键抓取区域掩膜识别精确率达９９. ６％。同时，对比发现掩膜质量得到了提高，获取的参数抓取区域宽度与实际宽度之间的误差仅为０. ７％，抓取参数基本满足抓取条件，能有效实现zuiyou抓取位置的精准识别与定位。

通过游标卡尺测量，金针菇的根部平均高度为29.81ｍｍ，整株平均高度为175.77 ｍｍ。观察整瓶发现，瓶口以下的根部明显不适合作为抓取位置，而子实体中上部因间隙较大，也不适合。基于观测结果，最终选取瓶口以上60ｍｍ 为实验区域，并每隔20ｍｍ 标注３个试抓位置。利用Universal TA型质构仪进行压缩实验，以最佳受力区域作为抓取位置。

本研究对101株金针菇的３ 个区域（区域①、区域②、区域③）在不同施加载荷和下压速度条件下（15Ｎ，１ｍｍ／ｓ；20Ｎ，１ ｍｍ／ｓ；15 Ｎ，１. ５ ｍｍ／ｓ）进行了压缩实验，结果如图２ 所示。图２ 分别表示在不同外界条件下３ 个区域的压缩表现。图２ｄ 则展示了３ 个区域对应的多条荷重位移曲线的拟合结果。由图２ 可以观察到，施加10Ｎ 的荷载时，区域①的形变量仅为7.64ｍｍ， 明显小于区域② 和③ 的10.14ｍｍ 和30.99ｍｍ，这表明区域①具有最佳的刚度。因此，选择区域①作为抓取位置能有效减少抓取过程中的形变。

参考文献：李泳萱 等.基于ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８ 的瓶栽金针菇zuiyou抓取位置定位方法. 农业机械学报, 2024。