上海騰拔質構儀助力福建農林大學測定金針菇的力學性能

近日，福建農林大學機電工程學院研究人員在國內期刊《農業機械學報》發表了題為"基于ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８ 的瓶栽金針菇zuiyou抓取位置定位方法"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA國產質構儀用于測定金針菇不同部位的受力情況。

摘要　針對工廠化瓶栽金針菇自動切根過程中，夾持末端因結構設計導致行程固定，進而影響抓取效果甚至切根質量的問題，本文基于ＹＯＬＯ ｖ８（Ｙｏｕ ｏｎｌｙ ｌｏｏｋ ｏｎｃｅ）構建改進的Ｅｎｏｋｉ ｐｉｃｋ＿ｒｅｇｉｏｎ ＹＯＬＯ ｖ８（ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８），實現瓶栽金針菇整體及最佳受力區域（關鍵抓取區域）的精準定位與輪廓提取，保障抓取參數的可靠性。該方法在網絡優化基礎上，基于最小歐幾里得距離（Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ，ＥＤ）構建掩膜關系歸屬與判斷模型，明確金針菇菇體與關鍵抓取區域掩膜間父子關系并合并優化。通過解析合并前后關鍵抓取區域的相對位置編碼，確定抓取參數并進行坐標轉換，為建立末端控制映射模型實現末端機械手運動行程的精確控制提供基礎。實驗結果表明，本文所提算法的金針菇菇體掩膜識別精確率達９９. ３％，關鍵抓取區域掩膜識別精確率達９９. ６％。同時，對比發現掩膜質量得到了提高，獲取的參數抓取區域寬度與實際寬度之間的誤差僅為０. ７％，抓取參數基本滿足抓取條件，能有效實現zuiyou抓取位置的精準識別與定位。

通過游標卡尺測量，金針菇的根部平均高度為29.81ｍｍ，整株平均高度為175.77 ｍｍ。觀察整瓶發現，瓶口以下的根部明顯不適合作為抓取位置，而子實體中上部因間隙較大，也不適合。基于觀測結果，最終選取瓶口以上60ｍｍ 為實驗區域，并每隔20ｍｍ 標注３個試抓位置。利用Universal TA型質構儀進行壓縮實驗，以最佳受力區域作為抓取位置。

本研究對101株金針菇的３ 個區域（區域①、區域②、區域③）在不同施加載荷和下壓速度條件下（15Ｎ，１ｍｍ／ｓ；20Ｎ，１ ｍｍ／ｓ；15 Ｎ，１. ５ ｍｍ／ｓ）進行了壓縮實驗，結果如圖２ 所示。圖２ 分別表示在不同外界條件下３ 個區域的壓縮表現。圖２ｄ 則展示了３ 個區域對應的多條荷重位移曲線的擬合結果。由圖２ 可以觀察到，施加10Ｎ 的荷載時，區域①的形變量僅為7.64ｍｍ， 明顯小于區域② 和③ 的10.14ｍｍ 和30.99ｍｍ，這表明區域①具有最佳的剛度。因此，選擇區域①作為抓取位置能有效減少抓取過程中的形變。

參考文獻：李泳萱 等.基于ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８ 的瓶栽金針菇zuiyou抓取位置定位方法. 農業機械學報, 2024。