近日，农机所薯类生产装备研究室与广西壮族自治区计量检测研究院合作研发的甘蔗含杂率检测装备取得重要进展。我国是全球第三大甘蔗生产国，机械化收获的甘蔗进入糖厂时需要进行杂质率检测，由于甘蔗堆叠会导致检测结果误差较大。因此，针对甘蔗高密度堆叠导致机器视觉检测精度不足的技术难题，本研究创新设计三级渐进式几何约束与差速牵引协同的分级装置。

       该装置基于500根甘蔗的直径正态分布特性N(26.3, 3.3²)，通过动态刚度模型优化间隙参数，结合功率验证与多因素正交试验，揭示甘蔗质量、初级传送带速度、速比对单层率和面积占比的交互影响。试验表明：甘蔗质量是决定物料单层化率的关键因素，速比在调控甘蔗分布密度方面相比初级传送带速度占据主导地位，而且速比从3:1增大至5:1，可使面积占比从26.8%降低至22.0%。经过分级差速装置后机器视觉检测平均准确率达94.90%，平均误识别个数仅为2个，较对照组识别准确率可提升26.93%，误识别个数减少约81.80%，检测速度为55.5ms，此结果充分验证了该装置不仅提高了检测准确率，还显著降低了误识别率，可有效提供稳定、清晰和高效的检测环境。

图1 分级差速式含杂率检测装置

图2 甘蔗物料直径二项分布

图3 检测结果对比

      相关研究成果以“Development and Testing of a Tiered Differential Apparatus for Smart Assessment of Impurity Rate in Mechanically Collected Sugarcane”为题发表于《Agriculture》。中国热科院农机所助理研究员周思理为第一作者，广西壮族自治区计量检测研究院冯少波副研究员为论文通讯作者，中国热科院农机所研究实习员王系林为论文共同通讯作者。此研究得到国家自然科学基金、海南省重点研发计划、海南省自然科学基金、广西壮族自治区市场监督管理局等项目资助。

       原文链接：https://www.mdpi.com/2077-0472/16/1/45