除草机视频

导读：　除草机视频(共7篇)[我爱发明]除草机 除草松土机 除草狼牙棒(发明人张修春)[我爱发明] 20160920 除草狼牙棒 本期节目主要内容： 张修春是黑龙江黑河孙吴县一名普普通通的农民，常年从事体力劳动的他，深刻体会到了除草的艰辛和除草剂的危害，于是就发明了一台可以实现苗间除草松土的机器。除草机作业时，拖拉机悬挂系统与...

篇一 除草机视频
[我爱发明]除草机 除草松土机 除草狼牙棒(发明人张修春)

　　[我爱发明] 20160920 除草狼牙棒

　　本期节目主要内容： 张修春是黑龙江黑河孙吴县一名普普通通的农民，常年从事体力劳动的他，深刻体会到了除草的艰辛和除草剂的危害，于是就发明了一台可以实现苗间除草松土的机器。除草机作业时，拖拉机悬挂系统与本机悬挂架连接，机具前行，地轮将其旋转动力通过主动链轮、链条传递给除草器总成，驱动除草齿旋转完成对垄台苗间的除草松土作业，同时培土铲总成完成对垄沟土壤的培土作业。

　　除草机效率高，除草效果好，有利于农作物的生长。这款除草松土机效率高，除草效果好，有利于农作物的生长。（《我爱发明》 20160920 除草狼牙棒）

　　发明人联系方式：张修春 13904567077

　　发明摘要：多功能除草松土机属于农业机械;在前横梁的左、右侧部上、下平面上固装上、下相对配置的上固定连接板和下固定连接板,滚轮安装在上、下固定连接板上,后横梁插配在上与下固定连接板之间部位处,其上固定连接板上的滚轮圆柱外表面与后横梁上平面接触配合,下固定连接板上的滚轮圆柱外表面与后横梁下平面接触配合,转向器总成固装在前横梁上,转向器总成的驱动齿条与后横梁连接,在后横梁上配装深松培土铲总成,该深松培土铲总成位于除草器总成左、右两侧部位;本机一次下田可完成除草和深松培土两项作业,且可适应偏坡地作业需要,具有结构新颖合理、作业功能全、作业质量好、适应能力强、调整简易方便、使用可靠的特点。

　　

　　

　　

　　

　　

篇二 除草机视频
我爱发明割草机 遥控割草机 草地修剪师(发明人安继荣)

　　[我爱发明] 20150723 草地修剪师

　　本期视频主要内容： 上海市民安继荣是位年届70的发明人，他发明的遥控式割草机，是将遥控汽车和割草刀具相结合，解决了人工割草费时费力，日晒风吹的困扰，让人能够坐在家中完成工作。在与人工队的比拼中，战胜了7名人工。实现了割草的自动化。 （《我爱发明》 20150723 草地修剪师）

　　发明人联系方式：安继荣 13916405168

　　《草地修剪师》花絮:发明人是位年近70的老者，他对发明的痴迷让我感动。自从退休之后，他把全部精力和积蓄都放在搞发明上，历时3年多，终于研发出了他的遥控割草机。拍摄过程中，我们被安老先生的执着和坚持所感动，没想到衣着朴素的老者会有如此强大的内心去搞研发。凡事亲力亲为，一点不输给年轻人。

　　割草机发明摘要：本实用新型公开了混合动力遥控割草机,其结构包括汽油发动机、发电机、机架、底盘、行走机构、割草装置、发动机启动机构、发动机节气门调节机构、遥控器,所述割草装置包括旋割机构和升降机构,旋割机构所采用的驱动装置为汽油发动机;所述行走机构、升降机构、发动机启动机构、发动机节气门调节机构的驱动装置为直流电动机;所述割草机机架上还设置有控制器,与控制器相对应的还设置有外置的遥控器。本实用新型结构原理新颖,机电装置巧妙配合,合理利用两种能源;可远距离操纵割草机工作,使割草机工作范围扩大,减少工作人员劳动强度和噪声、振动伤害,割草机的全部操纵可由无线电遥控器远距离遥控实现,工作场地受限小,割草效率高,操作人员可原离机器,工作变得轻松愉快。

　　

　　

　　

篇三 除草机视频
简述除草机器人的关键技术及其原理

简述除草机器人的关键技术及其原理

摘要：通过介绍国内外除草机器人的研究状况和除草机器人的基本组成机构，详细的解释了除草机器人的关键技术及其原理。最主要的是为了满足实时精确除草，需要较高的定位视觉精度视觉系统。最后指出了我国除草机器人的发展方向和前景。 关键词：农业 除草机器人 关键技术 原理

农田中，通常采用机械设备来喷洒化学除草剂。在我国，主要是采用手动喷雾剂或机动喷雾剂施药除草。在美国，施药设备有喷杆喷雾剂、涂抹施药器具、粒状农药施药器具等。这些方法的缺点是对地面杂草目标没有识别能力，均匀施药，导致农药污染。喷雾设备一般都有雾滴飘逸现象。现有的涂抹施药器具虽然没有雾滴飘逸，但它不能对低于庄稼高度的杂草施药。除草机器人的研究可以降低劳动强度，大幅度减少除草剂用量，有利于农林生态环境的保护。

本文主要是针对前人的研究成果，通过查阅国内外的一些文献主要介绍一下除草机器人的主要结构和工作过程。

一、国内外农业除草机器人的研究情况

随着农业劳动力成本的提高，许多发达国家广泛开展了农业机器人研究。近年，又开始了对除草机器人的研究。瑞典、丹麦荷兰等欧洲国家以及美国、日本等开展了杂草识别和除草机构的研究。国内对于除草机器人的研究正在起步，南京林业大学提出了构建自主除草机器人的构想并设计了原理样机，通过试验完成了机械臂的运动控制。江苏大学则开展了割草机器人的避障行为以及组合导航研究。

英国科技人员开发的菜田除草机器人所使用的是一部摄像机和一台识别野草、蔬菜和土壤图像的计算机组合装置，利用摄像机扫描和计算机图像分析，层层推进除草作业。它可以全天候连续作业，除草时对土壤无侵蚀破坏。科学家还准备在此基础上，研究与之配套的除草机械来代替除草剂。收割机器人美国新荷兰农业机械公司投资250万美元研制一种多用途的自动化联合收割机器人，著名的机器人专家雷德·惠特克主持设计工作，他曾经成功地制造出能够用于监测地面扭曲、预报地震和探测火山喷发活动征兆的航天飞机专用机器人。惠特克开发的全自动联合收割机器人很适合在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里收割庄稼，其中的一些高产田的产量是一般农田的十几倍 大田除草机器人:德国农业专家采用计算机、全球定位系统(GPS)和灵巧的多用途拖拉机综合技术，研制出可准确施用除草剂除草的机器人。首先，由农业工人领着机器人在田间行走。在到达杂草多的地块时，它身上的GPS接收器便会显示出确定杂草位置的[2][1]

坐标定位图。农业工人先将这些信息当场按顺序输入便携式计算机，返回场部后再把上述信息数据资料输到拖拉机上的一台计算机里。当他们日后驾驶拖拉机进入田问耕作时，除草机器人便会严密监视行程位置。如果来到杂草区，它的机载杆式喷雾器相应部分立即启动，让化学除草剂准确地喷撒到所需地点。菜田除草机器人:英国科技人员开发的菜田除草机器人所使用。

二、除草机器人的基本构成

除草机器人硬件部分由主体、多关节机械臂、末端执行器以及起非常重要作用的摄像头等组成。软件部分主要包括导航控制和杂草检测。摄像头拍摄的图片送PC机处理，所得结果分别用于控制主体自主行走和机械臂定点除草。各种部件的联系极为重要，特别是导航摄像头的图像分析与执行端的运动学分析。

三、除草机器人的关键技术及其原理

在除草机器人的设计和控制中，导航摄像头的图像分析和执行器的运动学分析，参数的输入控制与 PC 机软件的结合，还有除草方法的选择都具有极其重要的意义。

1．视觉图像分析及其导航。

利用机器视觉导航技术引导除草机器人沿着农作物行自动行走,行走时又利用机器视觉技术检测农作物行间杂草。除草机器人多关节机械臂运动到杂草区域，切割杂草并涂抹除草剂，执行结束后再继续行走。在整个过程中机器人的图像识别能力直接决定了机器人的成功与失败，而图像识别的配准还有分辨深度的问题一直是我们大学或者科研的难题之所在。现在在这方面的研究又处于不断进步的水平，以下是国内外的一些典型的研究方法：

（1）基于OCD-ICP(优化角点集提取——迭代最近点)的图像配准方法。该方法利用图形学原理，对图像边缘角点候选点集提出了四个筛选规则，逐步筛选得到优化的角点集，并在此基础上利用迭代最近点的方法得到最优配准；

（2）基于SIFT特征提取算法与KD树搜索匹配算法相结合的新方法。通过对候选特征点进行多次模糊处理，使其分布在高斯差分图像的灰度轮廓线边缘，利用SIFT特征提取算法找到满足极限约束的极值点；通过 KD 树最邻近点搜索和匹配算法使处理后的特征点与原始图像进行特征匹配，快速找出匹配正确的特征点；

（3）基于HSI颜色分量的颜色特征提取方法。该方法结合HSI颜色分量反映物体本质颜色的特点和直方图多阈值分类对图像内容的自适应优点，采用直方图多阈值分类方法量化各HSI颜色分量，组合量化后的颜色分量提取图像颜色特征。对该方法提取的视觉图像颜色特征进行聚类，并对视觉图像进行分割；

（4）基于分量直方图的自适应分割方法。首先对图像的3个分量统计直方图进行自适应分割，确定出各分量的分类数目及类的取值范围；然后，对分割类进行分量间组合，获得原图像中主要的几种颜色；最后以这些颜色作为聚类中心，按照颜色相似性准则对[4][3]

图像进行聚类分割；

（5）采用了将RGB 和HSV 两种色彩系统混合使用的方法，提出了基于颜色信息的 RGB和HSV模型下利用双阈值图像分割的方法。大部分方法都是多种原理并用，采用先进的彩色处理技术，基于一定的平台技术。我国的技术还有很大的需求和发展空间，国外在这方面的研究比较成熟和先进一些。

2．机构的移动方法及其运动学分析。

（1）球形运动分析：球形移动机器人具有运动灵活的优点，且在运动中不存在翻仰球形运动分析问题。因此在工业、民用、国防以及空间探索等领域具有广泛的应用前景。主要的研究工作如下: 首先，基于欧拉——拉格朗日方法建立球形移动机器人的动力学模型，利用坐标变换和输入控制变换对模型进行降阶和标准型处理，并设计双回路线性运动控制策略；提出球形移动机器人的动态平衡问题，分别建立球壳质量分布均匀和非均匀条件下的平面动力学模型，利用部分线性化方法将模型分别变换 为非“三角”正则形式的和“三角”正则形式的级联非线性模型，并设计指数稳定的动态平衡控制策略；分别对提出的运动控制和平衡控制策略进行稳定性分析、仿真和实验研究。其次，将球形移动机器人分别简化为“球壳——重摆”模 型和“球壳——框架”模型，建立两者的动力学微分方程，并通过求解微分方程的近似解研究驱动机构在两个驱动轴方向上的运动特性。

（2）全方位移动分析：全方位移动机器人由三个轮式模块化单元和一个连接平台组全方位移动成。轮式模块化单元是一个模块化万向单元称为MUU，具有俯仰、偏航和回转三个自由度。MUU的圆柱形铝合金外壳上安装了一系列的被动轮，这些被动轮机构使MUU成为一个大的全方位驱动轮。MUU在垂直于身体轴线方向能够提供较大驱动力，而在身体轴线方向的作用力由小被动轮卸载，从而实现万向轮的功能。高度的集成性使 MUU 的通讯和更换易于实现。移动机器人的运动学分析证明了该机器人的运动灵活性。最后，给出了该机器人的运动实验和仿真结果。

（3）基于ADAMS的移动分析：主要研究利用基于ADAMS的虚拟样机技术重建移动机 器人在不同路面条件下的滑移量，并进行滑移补偿控制的问题。首先利用机械系统动力学分析软件 ADAMS 创建轮式机器人的整体模型(包括车体模型、 路面环境 模型以及轮胎模型)。利用此模型在 ADAMS 环境中进行仿真，模拟在不同路面条件下移动机器人的滑移效果，并根据机器人的运动学特性重建出不可测的滑移量。将滑移量传递给控制器参数设计出滑移补偿控制器，并进行了ADAMS与MATLAB联合仿真。仿真效果表明该控制器可以有效地补偿滑移效果，改善移动机器人在滑移状态下的控制精度。

（4）小型地面移动分析：一种带前摆臂结构的小型地面移动机器人，建立了该机器人的运动学模型，确定了该机器人驱动轮转角与机器人位姿间的关系，为小型地面移动机器人的控制系统的设计提供了理论依据。该机器人的控制系统采用上下位机控制方式[6][5]

实现了对机器人的遥控控制，即上位机为PC机，下位机采用单片机。采用流向控制标志位查询判断驱动信号的流向，使机器人移动载体、摆臂和摄像装置的驱动电机可以协调运动。对该机器人各机构的运动进行了仿真，并得到了机构匀速运动过程中的主驱动轴转角、摆臂转角及摄像头转角等3个主要机构的运动参数曲线，验证了机器人各机构的运动性能。

（5）多运动状态下移动分析：通过对关节履带式移动机器人越障过程的运动分析，基于履带车辆行驶力学分析及牛顿—欧拉方程，建立了机器人复合越障运动状态的动力学模型。并以车体的运动为控制目标，分析计算了车体、摆臂的运动变化以及驱动力矩的变化。仿真图形验证了机器人具有良好的运动稳定性，为机器人越障过程的控制奠定了基础。

（6）基于视频的运动物体的实时运动分析：数字图像处理和计算机视觉是近年来发展十分迅速的研究方向，目前正广泛地应用于军用和民用等各个领域，是智能机器获取外部信息和理解世界的重要途径。运动检测与目标跟踪是计算机视觉中两个最重要的应用，也是本文的研究内容。本文的研究背景是为自主移动机器人在室内环境的世界建模和路径规划、导航等高层决策提供关键信息，特别是为机器人的环境监控、目标跟随、避障等任务提供判断和决策依据。运动检测和目标跟踪作为两个相对独立的计算机视觉应用，在文中分别进行了算法理论的研究和实验验证。对于运动检测，本文采用了基于多高斯背景模型的背景差分算法作为核心算法。同时引入高斯滤波图像预处理以及形态学处理算法作为辅助，提出了一套完整的运动检测算法方案并在实验中进行验证。本文针对该算法本身的缺陷导致周期性大面积误检测的问题，提出了新的模型更新算法加以解决；以及针对无法克服相机运动、阴影干扰影响的不足，本文也分别提出了模型重构算法和基于HSV空间的阴影滤除算法，并通过实验验证了改进算法的有效性和先进性。对于目标跟踪，本文采用基于Mean Shift的目标跟踪算法作为核心算法。

（7）混合式壁面移动分析：针对结构较复杂的椭球形壁面，提出了由两类不同移动混合式壁面移动机构组成的混合式壁面移动机器人，一类为框架移动式，实现沿壁面经线(纵向)的攀爬运动；另一类为浮动的轮轨驱动式，实现沿壁面纬线(横向)的运动，二者相互独立。重点介绍了轮轨式横向移动机构，分析了它的工作原理，根据工作环境的几何特征并结合D-H法，对复杂约束环境下，机器人的横向运动进行了运动学分析，并进行了样机实验，结果表明通过控制两个驱动轮的角速度可以控制机器人横向运动的速度和姿态。

（8）便携式地面移动：便携式地面移动机器人由于其广泛的应用性，成为了当今便携式地面移动机器人领域的一个研究热点。本文以自主研制的“履带-关节”式机器人为研究对象。 由于履带式与轮式运动特性的巨大差异，本文重点分析了履带式机器人运动过程中地面对履带的影响，特别是转弯运动中转弯阻力的影响，并且建立动力学模型进[7]

行仿真和实验。针对机器人“履带-关节”的特殊结构，分析了机器人在典型地形下的通过性，并且设计了一套机器人自主跨越障碍物的动作规划算法。控制器是机器人控制的核心。机器人控制器硬件部分按照层次化、模块化的思想设计，采用并行总线结构，可以按照需求扩展各个功能模块。控制器软件按照底层电机控制、中间层通讯协议和上层应用控制的层次顺序进行设计。整个控制系统运行良好，能够满足机器人控制的要求。同时对机器人自主运动内容进行了探讨。利用 Beckstepping设计思想和Lyapunov稳定性原理设计控制器来实现路径跟踪，并且通过仿真和实验来验证方法的有效性。借鉴滚动窗口的原理，设计了基于传感器信息的实时路径规划算法，保证机器人在未知动态环境下借助传感器信息能够安全地到达目标点，利用仿真验证了其有效性。六轮腿移动：建立了准静态数学模型。

（9）六轮腿移动：首先对机器人机构进行了准静态分析，然后根据六轮腿移动机器人的运动特性以及环境特性对机器人的影响，研究了机器人运动的协调性及地形适应性，尤其对机器人越障越坡行为作了深入研究，建立了各种越障行为的数学模型，为运动控制器的设计打下理论基础。为实现对这一复杂系统的控制，最主要的是对六轮腿移动机器人控制技术的研究。

四、总结

本文首先简要的介绍了农业机器人在国内外的发展状况以及除草机器人的基本构成，使人们对于农业除草机器人有一下基本的了解。然后主要介绍了除草机器人的关键技术，分别从视觉图像分析及其导航和机构的移动方法及其运动学分析两方面详细介绍了一下他们各自的原理，由此可知，对于除草机器人的研究，国内外已经去得了不少的研究成果并且掌握了一下关键技术。

除草机器人的发展方向和未来除草机器人的发展方向及其未来除草机器人的各种结构的日臻成熟，以及在平时的研究中的突破和创新，使得我们在这个领域有很大的机遇发展期和技术领先期。我国的农业化水平急需我们加大这个方面的研究，未来的除草机器人将会朝着更加智能，更加准确，更加高效，更加绿色的方向发展。农业机器人的发展，特别是除草机器人的发展是我们国家农业高效产业化走向更多的土地，从各种角度将我们都有很大的动力和空间把我国的农业发展的更加现代化，除草机器人，将会更加科学。

参考文献

[1]陈勇.除草机器人机械臂运动分析与控制[J].农业机械学报，2007（8）.

[2]郭伟斌.除草机器人机械臂的逆向求解与控制[J].农业工程学报，2009（4）.

[3]郭伟斌.除草机器人设计与控制[D].硕士学位论文，2008.

[4]侯学贵.除草机器人田间机器视觉导航[J].农业机械学报，2008（3）.

[5]尹东富.基于处方图的室内变量喷药除草系统设计[J].农业工程学报，2011（4）.

篇四 除草机视频
智能化甘蔗除草机的研究

2015年8月农机化研究第8期

智能化甘蔗除草机的研究

韦相贵

（钦州学院，广西钦州

摘

要：

535000）

为了降低甘蔗种植成本和提高机械化种植面积，利用USB摄像头对甘蔗与杂草进行图像采集，数据送

入S3C2410微处理器和运用图像边沿算法对甘蔗与杂草进行图像处理及图像识别，并把识别结果送给PCL6143运动控制模块，控制除草器和拔草器的电磁线圈电流通断，从而控制除草松土和拔草作业。在丘陵地区蔗田的

2

除拔草试验结果表明：该机除草速度大于0．56m/s，除净率大于94%，具有可拓展研究和推广应用价值。

关键词：甘蔗；除草；图像采集；微处理器；运动控制

+中图分类号：S224．15

文献标识码：A文章编号：1003－188X（2015）08－0057－05

DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.08.013

0引言

我国甘蔗播种、喷药、收获很多地方都采用机械

［1］

［2］

，种菜除草机大棚栽培也有使用，但除草【除草机视频】

2

2．1

杂草图像采集与图像处理

化作业

效果不够理想、除净率不高。目前，甘蔗种植除草多数采用除草剂，长期使用会破坏土壤酸碱度和造成水环境恶化

［3］

S3C2410微处理器简介［5］

S3C2410微处理器是韩国SAMSUNG公司的高性能和功能强大的嵌入式微处理器。其基于AＲM920T为内核，具有16/32位ＲISC，能承接16KB指令和Cache数据，并以高速AMBA总线接口，支持NANDFlash系统；具有MMU虚拟存储器、片选逻辑和SDＲAM控制器，IIC、IIS等通讯接口，以及SPI、适合作

；若采用人工除草，不但工价高，而且雇工

困难。所以，十分有必要设计一种高性能、智能化的甘蔗除草机，实现甘蔗全自动化种植，以降低甘蔗种植成本，提高我国白糖在国际市场竞争力，避免水土环境遭到破坏。

为甘蔗叶与杂草图像进行除草操作控制芯片。2．2图像采集

利用30J的MI360图像传感器（最大分辨别率可达651×487）对图杂草与甘蔗叶进行图像采集，图像信号送到具有很高性价比的ZC0302视频处理芯片，对图像数进行IPEG压缩；同时提供USB1．1接口，高达30frame/s的CIF图像处理速度，能以标准的JPEG数据流输出；通过USB接口输入S3C2410微处理器储存于存储单元中。

2．3图像模式训练与识别

本系统只需识别甘蔗和杂草的形状，由USB摄像头采集的甘蔗和杂草样本数据通过USB接口电路传输给S3C2410微处理器进行模式训练。当摄像头再S3C2410微处理器根据甘蔗次拍摄到甘蔗和杂草时，

与杂草边缘图像特性，运用自适应阈值的SＲM分割方

1智能化甘蔗除草机的组成

智能化甘蔗除草机利用USB摄像头对甘蔗杂草

［4］

［5］

，信号送入S3C2410微处理器；通

进行图像采集

识别出甘蔗的叶片与杂草，信号输出到过图像处理，

PCL6143运动专用控制芯片［6］，控制除拔草电磁线圈以及除草器和拔草器的工作。除草机的电流的通断，

组成框图如图1所示

。

图1

Fig．1

除草机的组成框图

法算法

［6］

，计算式为Q=F

Weedingmachinecompositionblockdiagram

收稿日期：2014－08－13

基金项目：广西教育厅科研基金项目（201204LX364）

（E－mail）男，广西桂平人，副教授，作者简介：韦相贵（1976－），

wxxgg260@163．com。

F=

d∈（Ｒ，B，G）

max｛max［Ｒ（d）］－min［Ｒ（d）］｝

Ｒ∈γ

Ｒ∈γ

φ11+ww'ln2μ

（1）（2）

其中，w为设定区域内像素的个数；μ为与图像分辨率有关；Ｒ（d）为杂草图像γ中某个像素在通道d

·57·

2015年8月农机化研究

直升降和拔草器垂直升降调节

。

第8期

上的像素值。选择快速算法，计算待匹配边缘杂草图像的距离，其变换式为

ZQ（y，L）=min｛Ｒ（y，L）｝

C∈L

（3）

L=｛L｝表示待匹配边缘图像上所有边缘其中，

L）表示Euclidean的距离。点的集合；Ｒ（y，

形状匹配矩阵为

L，Q）=ZE（E，

1

ZQ（i+y，L）nQ∑i∈Q

（4）

Q=｛i｝表示杂草表面边缘片段像素的集其中，

合；nQ为边缘片段的长度；y是位移向量。最优匹配点的函数为

ＲL=ＲQ+argmin（ZE（y，L，Q））

始位置；L表示搜索区域的半径。

形状匹配和空间匹配定义为

ＲQ（L）=｛ZE（y，L，Q）｝

y＜w

（5）

1．固定板2．主轴升降杆3．主轴升降步进电4．主横梁

5．超声波测高仪6．主轴快速水平移动步进电机7．除草器垂直升降电机8．除草器垂直升降杆（内含滑槽）

9．除草器水平移动电机10．拔草器垂直升降电机11．拔草器垂直升降杆（内含滑槽）

12．拔草器水平移动电机

13．USB摄像头横向滑块14．拔草夹15．拔草控制弹簧

16．拔草作业驱动电磁线圈17．拔草器杠杆支点18．拔草器举高电磁线圈19．拔草器杠杆20．除草耙

21．拔草压力传达室感器22．拔草器举高控制弹簧23．除草器杠杆

24．除草器杠杆支点25．拔草器组件固定支架26．除草耙举高下沉电磁线圈27．除草控制弹簧28．除草器组件固定支架29．除草压力传感器

图2

Fig．2

除草器结构示意图

ＲL表示最优匹配点；ＲQ表示边缘片段的原其中，

（6）（7）

MQ（L）=m（ＲL，ＲQ）

运用Gentle－Boost算法训练分类器的方法，设置每个弱分类器对应杂草边沿图像片段。由式（6）和式（7）得匹配函数定义为

EQ（L）=GQ（L）

2

+λMQ（L）

2

（8）

因此，甘蔗杂草边沿分类器的判别函数为

PQ（L）=

dQ＜sQ。其中，

{

dQsQ

EQ（L）＞QQEQ（L）≤QQ

（9）

3．2．2

Weed－eaterstructureschematicdrawing

除草工作原理

由于蔗田土壤松软程度不同，产生除草耙入土压强不一样。为保证入土符合实际作业要求和更好入土，设置了压力传感器，监测除草耙入土压力，根据其压力的大小调节除草耙举高下沉电磁线圈电流。首先，线圈通入方向相同电流，产生电磁斥力，在杠杆作用下耙齿举高，断电释放，利用重力势能，耙齿轧入土壤中；接着线圈通入相反电流，产生电磁吸力，在杠杆作用下，耙齿对土壤施加压力，使耙齿入土更深；入土后除草耙在水平移动电机的驱动下作水平运动，把甘蔗田中的杂草清除掉。根据电磁学理论算公式为

I1=

k1fδ1

N1

［8］

3

3．1

甘蔗除草

除草机械构成

甘蔗除草机械主要由主轴快速升降电机、主轴快

速水平移动步进电机、除草器升降电机与水平移动电机、除草器、拔草器升降电机与水平移动电机、拔草线圈、拔草器等构成，如图2所示。3．23．2．1

除草基本原理超声波测高

图1中，安装在主横梁上的超声波测高仪向甘蔗地垄发射超声波信号，经反射后送入超声波接收器；根据回收时间，计算出除草器的距离地垄高度式为

h=（344．4+0．0607T）×t/2

（10）

［7］

，可推导出

流过除草器线圈的电流I1和耙齿对泥土压力F2的计

1Δ12

μ0S1L1

。计算

T为现场温度（℃），t为超声波从发射到接其中，

0．0607为温度补偿系。收的时间（s），

S3C2410微处理器根据超声波测高仪测出h的高度，由主轴升降步进电机调节横梁高度，减少除草器垂【除草机视频】

（N1I1）2μ0S1L1

F2=2

2k21fδ1L2

（11）（12）

其中，N1为除草器下沉线圈匝数，匝；δ1为除草m；S1为除草器下沉线圈磁路器下沉线圈气隙长度，

N/m；k1f为m2；k1为除草器下沉弹簧劲度系数，面积，

·58·

2015年8月农机化研究第8期

除草器下沉线圈漏磁系数，取值由磁路决定，本系统取k1f=3．5；μ0为真空磁导率；L1为除草器杠杆左力m；L2为除草器杠杆右力臂，m；Δh1为除草钯入土臂，m。深度，

由式（2）、式（3）可知：耙齿入土的深度是一定的，当耙齿的锋利程度下降时，耙齿与土接触面积增大，压强减小。为了保持压强，需要增加压力，在高度不变的情况下，压力传感器送入S3C2410微处理器压S3C2410根据式（2）、力数据变大，式（3），输出调大流过除草器下沉线圈的控制信号，使I1变大（I1有限度，S3C2410输出更换当到达设定值时，不能超过限度），耙齿信号。3．2．3

拔草工作原理

图2中，拔草器的工作由3部分控制系统组成：第1部分为空间位置控制部分，由S3C2410微处理、PCL6143运动控制器、L297驱动器和步进电机共同完成。第2部分为抓草系统，由抓头、弹簧、电磁线圈等元器件组成。其抓草工作原理为：当发现杂草时，抓草系统的抓草电磁线圈通过I电流，产生电磁斥力克服弹簧弹力，使抓草器张开；抓着草后I=0，在弹力作用下抓头闭合。拔草器上提一下，把草拔起，拔草器后移一下再断电，把杂草放掉，完成一个拔草过程。根据电磁学可推导得，通过抓草电磁线圈的电流强度I计算式为

I=

kfδ

N

μ0A

m2；k2为拔草器上提弹簧弹劲度系数，N/m；k2f面积，

取值由磁路决定，本系为拔草器上提线圈漏磁系数，

L'1为拔草器杠杆左统取k2f=3．5；μ0为真空磁导率，

m；L'2为拔草器杠杆右力臂；Δh'2为抓头上提力臂，m。入高度，

S3C2410当抓头到达设定高后，触举高限位开关，微处理器输出抓草线圈导通信号，抓草器在电磁力作用下再次张开，草在重力作用下掉落到地面。根据几何学原理，草掉落位置将是离开甘蔗区。

4

4．1

电路控制

PCL6143运动控制器简介［7］

PCL6143是一款高性价比的专用运动控制器，具

智能化程度高、功能强大和能实现各种复杂运动的控制功能。通过简单控制指令，就可以实现梯形加减速S曲线加减速度调节、度调节、圆弧插补和直线插补控2个比较器制；内部有3个寄存器、加减脉冲发生器、和3个个计数器；CPU接口电路（允许与4种类型连Y、Z、U轴接）能实现8位或16位数据传输，设有X、控制。因此，选择它作为本智能化甘蔗除草机的控制器件。4．2

电路硬件组成

USB摄像头采集的甘蔗与杂草图像信号，经S3C2410A微处理器对图像处理后，把处理结果存储到HY57V561620存储器内。当微处理器识别出杂草时，立即把除草松土和拔草信号输入到PCL6143运动PCL6143输出调节除草松土器的位置信号控制器，

（X1轴、Y1轴、Z1轴），X1轴、Y

1轴、Z1轴的控制信号分别由步进电机调节到送给各自的步进电机驱动器L297，

合适位置。拔草基本控制电路原理如图3所示。

N为线圈匝数，m；其中，匝；δ为线圈气隙长度，A为线圈磁路面积，m2；Δy为犁头阻力检测弹簧形变m；k为弹劲度系数，N/m；kf为线圈漏磁系数，量，取值由磁路决定，本系统取kf=3．5；μ0为真空磁导率。

第3部分是拔起系统，由抓头、弹簧、拔起电磁线圈和转达动轴等元器件组成，如图2（c）所示。拔草原理为：抓草器抓草后，接着把草拔起来；由于每株草拔起的力不一样，通过拔草线圈的电流强度I2不同，两个拔草线圈通过相同电流产生电磁斥力不同，拔草器杠杆左端获向下推力，使杠杆正力矩大于负力矩，杠杆逆时针转过α角，使抓草力臂绕支点转动，抓头上提一个高度，将草拔起。由电磁学理论可推导得出流过拔草器线圈的电流I3计算式为

k2fδ2

I2=

N2

（13）

图3

Fig．3

除草器控制电路原理图

222μ0S2L'1

Weed－eatercontrolcircuitschematicdiagram

（14）

S3C2410A微处理器输出除草松土线圈工作信号，使其除草松土作业。如果识别在甘蔗中间有杂PCL6143输出调节拔草器的位置信号（X2轴、Y2草，

Z2轴）；拔草器到位后，轴、拔草器电磁线圈获得工作

其中，N2为拔草器上提线圈匝数，匝；δ1为拔草m；S2为拔草器上提线圈磁路器上提线圈气隙长度，

·59·

信号，使其进行拔草作业。4．3

智能化除草程序

研究

续表1

项目名耙齿上提高度h1耙齿下沉深度Δy抓头张开宽度Δh抓头上提高度h2

单位mmmm

第期

数值0．25～0．280．03～0．040．01～0．020．20～0．22

智能化除草控制主程序流程图如图4所示

。

5甘蔗除草作业试验

为了检验该机在山地蔗田除草作业效果，选择坡

度倾角β≤30°的山地蔗田，动力以摩托车头改装带

2

动小型发电机发力。试验表明：除草效率0．56m/s，

除草干净率≥94%，每公顷蔗田直接除草成本≤300元。因此，该机用于蔗田除草效率相当于8～12人，费用为人工的30%左右，且对于丘陵山地蔗田除草是安全的。如果加装施肥和杀虫设备，还可以实现除草、施肥和杀虫于一体，实现甘蔗全自动化种植。

6结论

该智能化甘蔗除草机通过运用图像采集识别技

术和超声波测距技术，在控制硬件方面选用功能强大的S3C2410微处理器和PCL6143运动控制器，使除草松土和拔草控制更加可靠。由于设置了拔草器，克服了以往生长在甘蔗中间的杂草除不到的缺点。同时，设置双排耙齿除草耙，使松土和除草同时进行，且除草和拔草都采用电磁控制，使机器操作更为灵敏，工作效率更高。蔗田试验表表明：该机对于丘陵山地蔗田除草作业是安全可靠的，优越性明显，该机具有可拓展研究和推广应用价值。

图4Fig．4

智能化除草控制主程序流程图

参考文献：

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2010，32（10）：78－82．机化研究，

［2］侯昭武．智能化大棚绿色蔬菜栽培远程控制系统设计

2011，26（3）：37－42．［J］．钦州学院学报，

数值0．28～0．320．35～0．380．05～0．070．15～0．18800～850500～550300～350

Intelligentcontroloftheweedflowchart

4．4智能化除草拔草基本数据智能化除草基本数据如表1所示。

表1项目名

除草线圈上提电流I1

’

除草线圈下沉电流I1

智能化除草基本设置数据表

单位AAAAN/mN/mN/m

［3］冯玉洁．主要甘蔗田除草剂对广西区环境水体的影响及

D］．南宁：广西大学，2013．生理机制的研究［

［4］谭云福，张建忠．基于S3C2410微控制器的视频采集系统

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J］．计算机与信息技术，2010（4）：1－4．制器设计［

［8］童亮．基于CAN总线的智能超声波测距系统［J］．仪表技·60·

抓草线圈电流I拔草线圈上提电流I2除草控制弹簧劲度系数k1抓草控制弹簧劲度系数k抓草控制弹簧劲度系数k

2007（12）：34－36．术与传感器，

研究

［J］．导弹与航天运载技术，2007（1）：40－45．

第期

［9］娄路亮，王海洲．电磁阀设计中电磁力的工程计算方法

TheＲesearchoftheIntelligentPullingWeedsSugarcaneMachine

WeiXianggui

（QinzhouUniversity，Qinzhou535000，China）

Abstract：Inordertoreducethesugarcaneplantingcostandimprovethemechanizationplanting，sugarcaneandweedstomakeuseofUSBcameraimageacquisition，dataintotheS3C2410microcomputerS3C2410andusingthealgorithmsofimageedgetosugarcaneandweedimageprocessingandimagerecognition，andgivetheprocessingresultstoPCL6143motioncontrolmodule，controlthemowerandtheelectromagneticcoilsofpullingtheelectricityoff，thuspul-lingweedscontrolweedingandhomework．Theintelligentpullingweedssugarcanemachinepullingweedsinhillylandofsugarcanefieldtestresultsshowthatthespeedisgreaterthan0．56m/s，freerateismorethan94%，soithasapplica-tionvaluewhichcanbepromoted．

Keywords：sugarcan；weeding；imageacquisition；themicroprocessor；motioncontrol（上接第56页）

AbstractID：1003－188X（2015）08－0053－EA

AnalysisofVibratoryMechanismMovementforWineGrapeand

DesignofVirtualPrototypeＲesearchPlatform

WangLihong，YuanPanpan，LiChengsong，KanZa，WangZhe

（1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ShiheziUniversity，Shihezi832003，China；2．AgriculturalMa-chineryKeyLaboratories，XinjiangProductionandConstructionCrops，Shihezi832003，China）

Abstract：Inordertoimprovetheharvestingefficiencyofwinegrapeandreducetheharvestingcost，winegrapevibratorymechanismwasdesignedandthemovementwasanalyzed，expressionofangulardisplacementofdriveandamplitudeoftheworkingpartribendwerederived．AvirtualprototyperesearchplatformofvibratorymechanismwasbuiltusingAD-AMSsoftwaresecondarydevelopmentfunctionandmacrocommands．Comparingtheoreticalanalysisandsimulationre-sultsbyassignedparameters，theresultofvirtualprototyperesearchplatformisaccordantwiththeoreticalanalysis＇con-clusionoftheangulardisplacementoftherockerafterthecrankrotatingacirclefromtheinitialpositionandtheampli-tudeoftheribend．Thecorrectnessoftheoreticalanalysisandfeasibilityofvirtualprototypeexperimentalplatformwereverified．

Keywords：winegrape；vibratory；movementanalysis；researchplatform

·61·

篇五 除草机视频
基于机器视觉的除草机器人杂草识别

【除草机视频】

篇六 除草机视频
精准农业

篇七 除草机视频
战略管理作业

25分）

案例1：视频概念公司

当视频概念公司的所有人查得·罗万审阅每月利润表时，他只能感叹世事艰辛。从许多方面来说，他是一位成功的企业家，创办并发展了一家不错的公司。但在另一方面，他感觉陷入了一种长期的、无法获胜的状态之中。

（一）查得·罗万的商业背景

查得·罗万上高中时创办并经营了一家草坪服务公司。查得是从用家里的除草机为邻居修剪草坪开始的，后来他购置了设备，雇佣了高中时的三个朋友，为更多的顾客服务。草坪服务公司的利润足以支付查得上大学的学费，并且在四年大学时期，他仍继续经营公司。

查得所学的专业是企业管理。四年级的时候，他开始关注录像带出租企业，这在当时还是一个比较新的行业，他的调查最后形成了一份关于录像带出租企业的研究报告。四年级中期，查得意识到他想开办一个录像带出租商店，并且在家乡的郊外商业区内选好了一个店址。

（二）视频概念公司：头三年

1987年查得毕业后，开始在北卡罗来纳州莱克星顿（大约28000人的小镇）创办了一家录像带出租商店，叫视频概念公司，零售面积200平方英尺，有500盘库存。视频概念起步缓慢，但在六个月之后就有了盈利。查得尝试了一些创新性的营销技术，如家庭送货，租十次后免费一次，在店里买软饮料和爆玉米花并可以同录像带一起送货上门。为了减少企业开办时的费用，查得同父母住在一起并每月仅拿500美元的工资。第一年的利润是64000美元，连同盈余公积金一起都用来购买更多的录像带。经营了一年之后，查得决定开一家更大的店。

在一个为附近居民服务的小型商业中心里，有一家1000平方英尺的零售店可以利用。查得以他拥有的一些公司的股票为抵押，向银行贷款80000美元。这笔贷款期限为七年，定期支付利息，到期一次性偿还本金。新店有3000盘录像带。查得的全部新录像带都是通过美杰视频公司购买的，这家公司是美国最大的批发分销商之一。为了增加录像带的库存量，查得从一家公司购买了2000多盘二手带，这一家公司是从破产的公司那里购买录像带来重新销售的。以后的两年中，视频概念公司的收入继续快速增长，经营仍旧有利可图。然而，查得还是把所有的利润都用来购买新的录像带。第二年的收入是173000美元，第三年增加到278000美元。 （三）继续增长 在莱克星顿最繁华的商业区，有一家家具零售店准备迁到其在郊外更大的属于自己的建筑物内，这样查得开第三家商店的机会变为现实。这家商店拥有的面积为3000平方英尺，足以展示12000多盘录像带。1990年秋天，查得就与这家商店签订了一项三年的租用合同，并开办了第三家录像带出租商店。视频概念公司现在莱克星顿的三大商业区内都有商店。 视频概念公司新的商店采用开架的方式展示录像带，顾客通过寻找合适的分区（新货、恐怖、科幻、动作、经典等）并沿走廊走动，就可以方便快捷地找到他们想要的电影。由于采用了一套新的电脑软件程序，使每位顾客结算登记时间减少到不足30秒，既快又方便。此外，这套软件还能提供管理信息，可以查询每一盘录像带的出租时间，每一位顾客租了多少盘录像带和谁租的录像带超期。这一系统使得查得很方便跟踪每日、每周或每月的销售情况。第三家商店和这更有效的经营手段促使视频概念成为一家不断成长并且利润不错的公司。 第二年，三家商店的出租量仍在增长，大多数收入来自于新店。查得继续采用他原来的政策，十次租用之后有一次免费租用，并把每盘每天的租金降到1.99美元，在当地高中集中地开展了几次广告促销活动。

视频概念公司的积极扩张和不断增长的市场份额迫使莱克星顿较差的录像带出租企业退出这一行业。到1991年夏天，查得原来的17家竞争对手仅有6家还在继续经营。查得认为，积极的价格战略，高质量的服务和新上市录像带的精心挑选是他战胜小的竞争对手的主要因素。剩余的6家竞争对手平均库存不足1000盘，没有一个超过1600盘。查得估计，莱克星顿录像带出租业所有商店的1991年年初的年收入总计为600000美元。

全国录像带出租连锁店的增多引起了查得的注意，他参观了附近几个城市竞争对手的商店。在参观过程中，查得主要是看一看其他的录像带出租企业正在做什么，并且了解他应该做什么，以便他的公司更有效率和更有竞争力。虽然他也曾经参观过附近几个城市的百事达的录像商店，但是查得估计百事达商店的年收入至少要达到600000美元才有利可图。正是这一原因，查得相信莱克星顿太小了，不足以吸引一家大的录像带出租连锁店。他还认为，视频概念公司三家商店的存货之好以及经营的有效性可以同全国任一家连锁店相媲美，包括百事达，他相信视频概念公司在莱克星顿的市场地位很安全。

（四）残酷竞争的到来

八月，百事达娱乐公司宣布它将在莱克星顿开一家商店，这是全美最大的录像带出租连锁店。百事达1986年有19家商店，到1991年增加到2829家（1805家为公司所有，1024家是授权经营），总收入大约为12亿美元。百事达商店一般有80000到140000盘录像带，占地面积大约为4000到10000平方英尺。1991年，百事达所有的、刚经营一年多的1248家商店的月平均收入为75000美元。

1991年秋天，百事达在查得主要的视频概念商店所在的那条街成立了一家新店。它以310000美元购买了一片空地，然后租用了一座6400平方英尺的建筑物。这座建筑物是按照它的要求建造的，头三年的租金是每平方英尺8.5美元。建筑物的装修成本，加上录像带，总共375000美元，并且百事达在开业促销上又花了150000美元。总共加起来，百事达为了在莱克星顿这一家商店花了835000美元。与之相比，视频概念开同样规模的商店仅花了200000美元。百事达的经营成本与视频概念的差不多，两者使用的电脑结算设备相似，并且人工成本也大致一样。两个公司的录像带的折旧期限都是12个月。

（五）百事达对视频概念公司的影响

查得决定不进行自己的广告促销，以便对付百事达的开业风潮，但是他的确在每次出租时都添加一本视频概念公司的广告手册。这本手册中注明，视频概念的租金比百事达的低，视频概念有一个新的、专门为任天堂游戏设立的分区，视频概念是一个家庭娱乐商店（而非X级录像带），并且视频概念是一个当地人所有的商店，它支持当地的学校活动。查得认为，他的低价（1.99美元对百事达的3.5美元）、细心服务的名声以及当地人所有的身份都是针对百事达这一资金雄厚的竞争对手的良好的战略条件。他认为，不应该同百事达的广告预算攀比，也不应在广告中攻击百事达。查得认为，最好的办法就是继续做他做得最好的事，不必理会百事达的经营战略。不过，他还是增加了每一个新推出的录像带的购买量。

在百事达新店开张及其宏大的开业营销活动的影响下，视频概念两个月的收入下降了25%，然后又开始慢慢恢复到以前的水平。在这两个月的时间内，查得更加努力地工作，他对员工进行简短的培训，以便为顾客提供最优的服务。他以前就有员工培训计划，但这次主要是迫于百事达的竞争威胁，并且是为了满足为顾客提供最好服务的要求。这些服务的要点是：当员工为顾客登记结算时，直接告诉顾客在获得一次免费租借之前应租借几次，顾客保存录像带的能力，以及视频概念愿意免费为顾客送货上门（这些服务百事达不提供）。

然而，视频概念公司的销售收入达到每月40000美元之后便停止不前了，连续持续了12个月，仅有一些正常的季节性变化。在这一期间，查得进行了几次促销活动，包括星期一、星期二和星期三的晚上租一赠一，给所有的顾客寄去广告手册，简要介绍视频概念公司相对于百事达的

优势以及一张免费的优待券。

这些促销活动有助于视频概念公司保持现有的销售水平，但其成本却是昂贵的，致使三家商店的利润下降。为了提高利润，查得检查经营状况以找到进一步改善效率的方法。通过数小时的对销售模式的研究，他最终能更有效地安排员工。他还得用软件程序提供的信息，决策出什么时候出租业务达到高潮，什么时候新的录像带出租率高。

热门的录像带存在两大问题。第一个问题是买多少盘。电影票房的高低与出租热好像没有多少联系。当一部电影以录像带的形式发行时，查得通常以每盘60美元的价格买40到50盘。在六周到三个月内，对这些录像带的需求会很大，然后需求就明显地下降。第二个问题是，在需求降到非热门录像带的水平之前，应该在什么时间卖出多少盘。当热门录像带的出租达到高潮时，查得就知道，这一短暂的时期为二手带的销售提供了一个相当好的市场。如果带子不在这一时期内卖出，那么以后不会有多大的出租需求和销售价值。查得相信通过仔细观察录像带的销售数据，他已经解决了第二个问题。对信息的分析帮助他减少了对库存的投资并且改善了现金流。

（六）困境

百事达开店之后的第三年，查得认真分析了视频概念公司的财务报表。公司有盈利并能保持现有收入（1993年为465958美元）。查得估计，百事达的到来，使莱克星顿的录像带出租需求增加到1300000美元。他认为，百事达一年的份额为700000美元，其余几个独立的竞争对手的一年收入大约共有100000美元。

查得发现，目前的竞争态势十分明显。视频概念公司有一个商店可以同百事达相提并论，不论是在录像带的选择，还是在人工成本和经营的效率上。视频概念有成本优势，租用商店的成本每平方英尺3.5美元，而百事达为8.5美元，但百事达在购买录像带方面有更大的优势。它能借助其强大的购买力以低得多的价格购货。视频概念主要的营销力量是其较低的租赁价格（1.99美元，百事达为3.5美元），但百事达却利用其巨大的广告预算来吸引顾客。

同全国一样，从1992年开始，莱克星顿的录像带出租收入的增长率慢了下来。1992年，百事达全国范围内的、开业一年多的商店的销售增长仅为4.7%。未来这一行业的增长也不容乐观，许多迹象表明市场已经成熟。更重要的是，电讯公司不断努力，力争用光纤技术建立家用信息高速公路，每户家庭交纳一定费用后就可以足不出户地观看电影。尽管这一技术正处于发展阶段，但它扩散到小城镇也就是几年的事情。光纤技术对录像带出租业的长期威胁越来越明显。

展望未来，查得感到，虽然他已竭尽全力，但视频概念公司的净利润并不像他预料的那样高，与他付出的时间和资本并不相当。他仅仅能偿付长期贷款的利息，目前的现金流入还不足以很快在清偿银行贷款本金。查得正在考虑几个选择：一个选择是，把一天的出租价格提高到2.49美元，以增加利润；但查得担心这种举动会带来坏的结果。他还考虑雇佣别人帮他管理公司，这样他可以寻找其他的工作。另一个办法是把公司卖掉。

思考题：

1、请为视频概念公司进行行业竞争分析。（10分）

2、你认为录像带出租行业的成功关键因素是什么？（15分）

20分）

案例2：夏普公司的资源共享

夏普公司是一个资产达140亿美元的电子类消费品业的巨人，它坚持不懈地致力于技术创新，最终使自己处在了行业的前列。

夏普公司最有价值的资源就是高度专门化的可视电子产品技术，这对公司保持核心业务的竞

争优势具有至关重要的作用。它最为成功的技术就是液晶显示屏，这几乎是所有夏普产品最为重要的卖点。这一资源的竞争优势在夏普公司录像机产品的成功中充分地展现了出来，它的突破性产品─取景镜头，首次使用了一个液晶显示的取景器。这一创新使得夏普公司在该产品推出的6个月内占领了日本录像市场20%的市场份额。

夏普公司的一位高级经理何志浅田这样描述夏普公司的技术战略：“我们投资于那些在将来可能会成为公司的核心的技术。作为核心，这种技术应该具有可用于许多产品的开发性能力。”遵循这一战略，夏普公司成功地将业务扩展到许多新的领域，只要这些业务的竞争优势取决于它的某种核心技术。比如，作为其显示屏技术的扩展，夏普公司以其名为“奇才”（Wizard）的产品作为一种个人电子产品的开路先锋。

夏普的业务类型受到严格的限制，主要是电视与可视系统、通讯与广播系统、家用电器、信息系统以及电子零件。与其竞争同行索尼公司和松下公司不同，夏普公司从未考虑过要进入影视业，因为它知道自己的技术基础之外，它并不具备竞争优势。

夏普公司的技术投资都具有以下几个特点：它们的费用总是比较高；它们有极多的领先次数；它们产品中的优势会因为模仿或是产品生命周期的缩短而较快消失。为了在这样的环境中取得成功，夏普公司必须做出正确的投资选择。并且为了补偿其投资，它必须在全公司范围内迅速而广泛地传播新技术。

所以夏普公司有一个超过1500人的总部──还不包括研究与开发部门。从现在流行的较小规模的公司机构来看，这一数目简直是个天文数字。夏普的战略必须依靠广泛的、难以驾驭的共享技术行为之间的协作，这就是其总部人员众多的原因。

对共享行为的需要决定了夏普公司的基本结构。公司按职能划分部门，而不是按生产划分部门。因此，对关键组成部件如液晶显示屏的研究与生产是在某一个专门化的单位中完成的，能够获得规模经济。与之形成对比的是，一家典型的由生产分支机构组成的美国公司公司──霍尼尔公司，曾经同时在七个分支机构中进行液晶显示屏的研究。

为了防止职能集团成为不利于产品开发的障碍，夏普公司任用了产品经理。他有责任──但没有自主权──协调整个价值链中的行为；公司还组成了大量的跨部门团队以及公司委员会，以确保共享行为──包括公司的研究开发单位与销售力量──的规划及其在各个不同的生产线之间的分配是最优的。夏普公司投资于这种时间密集型的协作，以尽量减少各个单位在分享重要资源时无法避免的冲突。

每年中，夏普公司大约有三分之一的研究开发经费被用于10到15个“金牌项目”之中。这些项目在公司的技术战略会议上被挑选出来因为它们通常都涉及到贯穿各个生产集团的基础技术。所有的项目人员都被赋予公司经理的权利，并且戴着金色的徽章，这样他们就能调动夏普公司的任何一个员工来协助他们的研究。

由于公司特有的以职能为基础的制度使得财务统计变得不甚清楚，夏普公司的控制系统更多地关注员工的行为，而不是他们在短期内的财务业绩。因而升职──而不是每年加薪──是最有效的激励因素，员工会因为一贯表现出的资深持重以及办事圆熟（如团队协作精神与善于交流沟通）而获得提升。在一家具有职能式组织结构、以技术为基础的公司中，这种控制系统是少有的几种避免了不适当地以短期的自身利益为导向的系统之一。

正如许多日本公司一样，夏普公司的企业文化强调：公司就是一个大家庭或者一个共同体，它的成员应该相互合作以获得更大的收益。与终身雇用的政策相一致的是人事变动很少，这也鼓励每个员工都使各自的利益相互协调，而且追求整个公司利益的最大化。这一共同的目标也减少了在共享重要资源──比如研究与开发以及零部件制造时相互间不可避免的冲突。

思考题：

夏普公司的核心竞争力体现在哪一方面？它是如何管理其核心竞争力的？（20分）

30分）

案例3：中国VCD行业

一、“万燕”开创市场

谈到VCD，全世界都应该知道一个企业，那就是中国安徽万燕公司。中国的第一台VCD机就出自“万燕”之手，世界上第一台家用VCD机也诞生于此。“万燕”让中国百姓认识了VCD并开创了中国的VCD行业。因此，VCD的同行们送“万燕”一个当之无愧的荣誉称号“开国元勋”。但时至今日，万燕却像一个疲惫不支的老农，倒在了自己辛勤开垦的沃土上，其市场份额从100%跌到了2%，于是，同行们又送给万燕一个颇为悲壮的称号“革命先烈”。

万燕的总经理姜万勐，他大学毕业后分到安徽电视台搞技术工作，他将自己概括为“索尼的维修工”。1987年，他从“教授卖馅饼”得到启示，创办安徽现代电视技术研究所，1992年4月，姜万勐前往美国参加国际广播电视技术展览会，他最强烈的感受是：世界的趋势从模拟技术转向数字技术。

正是在这次展览会上，美国C-CUBE公司展出的一项不起眼的技术----MPEG解压缩技术引起姜万勐的注意。由于图像信息在存储时所占空间较大，不经过压缩就必须用比较大的光盘来存储，成本昂贵，这就是LD大影碟迟迟走不进百姓家庭的主要原因，而12cm的CD盘存储量，只能存储5分钟的图像，或74分钟的声音，不能满足人们一边听一边看的需求。姜万勐敏锐地感受到：MPEG技术意味着可以把图像和声音存储在一张比较小的光盘里，创造出一种物美价廉的视听产品。

C-CUBE公司的董事长孙燕生是美籍华商，两人一拍即合，将MPEG技术开发为电子消费产品，而当时世界根本没有VCD这个概念。姜万勐当即投资7万美元，请C-CUBE公司做一种板卡。当年12月份，又投资50万美元，VCD影碟机诞生了。看到实验室成果，双方共同投资1700万美元成立了万燕公司。

1993年底安徽现代电视技术研究所的VCD可行性报告中，非常准确地描绘了VCD的发展前景：这是在本世纪末消费类电子领域里，中国可能领先的唯一机会，而在此之前本领域没有一个中国人创造并形成产业。经过市场调查，姜万勐得到一系列数字：1993年中国市场上组合音响的销售量是142万台，录像机的销售量是170万台，LD影碟机是100万台，CD激光唱机是160万台。当时LD光盘是400—500元一张。姜万勐想：如此昂贵的东西在中国都有这么大的市场，那么我们做出的盘片比录像带便宜，价格只有LD十分之一的VCD产品，每年销售量会达到200万台左右。

“万燕”的第一代产品在1993年9月面市了，通过国家鉴定。“万燕”生产的第一批1000台VCD几乎被世界和国内各家电公司买去当作了样机，成为解剖对象。

开创一个行业谈何容易，姜总所面临的难题是软硬件要一齐开发。“万燕”在前期研究开发的投入是1600万美元，广告投入是2000万元人民币，中国百姓到了1994年底才逐渐认识VCD，而在这一年，“万燕”生产了几万台VCD结果只卖出2万台。由于前期投入太多，导致早期产品成本高达每台360美元，再加上广告费用，在市场上卖四五千元，就基本无利可赚。不仅如此，姜万勐还要开发碟片，总不能让老百姓买了枪而没有子弹吧。“万燕”为此又向11家音像出版社购买版权，推出了97种卡拉OK碟片。

“万燕”倾其所有财力，开创了一个市场，确立了独一无二的品牌，并形成一套成型技术，独霸VCD天下。假如姜万勐再有一定财力作后续支撑，迅速扩大生产规模，降低单机成本，填补正在发育市场的每处空白，那么“万燕”将是中国响当当的VCD之王。可是就在姜万勐发展期时，

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