摘要：发芽与表面损伤检测是鲜食马铃薯商品化的重要环节。针对鲜食马铃薯高通量分级分选过程中,高像素图像目标识别准确率低的问题,提出一种基于改进Faster R-CNN的商品马铃薯发芽与表面损伤检测方法。以Faster R-CNN为基础网络,将Faster R-CNN中的特征提取网络替换为残差网络ResNet50,设计了一种融合ResNet50的特征图金字塔网络(FPN),增加神经网络深度。采用模型对比试验、消融试验对本文模型与改进策略的有效性进行了试验验证分析,结果表明:改进模型的马铃薯检测平均精确率为98.89%,马铃薯发芽检测平均精确率为97.52%,马铃薯表面损伤检测平均精确率为92.94%,与Faster R-CNN模型相比,改进模型在检测识别时间和内存占用量不增加的前提下,马铃薯检测精确率下降0.04个百分点,马铃薯发芽检测平均精确率提升7.79个百分点,马铃薯表面损伤检测平均精确率提升34.54个百分点。改进后的模型可以实现对在高分辨率工业相机采集高像素图像条件下,商品马铃薯发芽与表面损伤的准确识别,为商品马铃薯快速分级分等工业化生产提供了方法支撑。

摘要：面向马铃薯品质抽检的需求,研发了手持式马铃薯干物质无损检测装置。装置硬件部分包括光谱采集模块、电路控制模块、控制与显示模块、外壳模块,装置设计为枪形,尺寸为180 mm×85 mm×210 mm。利用装置采集可见近红外漫反射光谱,比较Savitzky-Golay卷积平滑(SM)、一阶导数(first-order derivative,FD)、多元散射校正(multiple scattering correction,MSC)和标准正态变量变换(standard normal variate transformation,SNV)的预处理方式,SM结果较优。采用竞争性自适应重加权采样(competitive adapative reweighted sampling,CARS)筛选27个特征波长,建立马铃薯干物质含量的支持向量回归(support vector regression,SVR)预测模型,结果显示,验证集决定系数和均方根误差分别为0.802和0.98%。基于QT开发工具编写装置软件,包括黑白校正与测量模块、电量显示模块、光谱数据显示模块、保存数据模块、光谱数据刷新模块、检测结果显示模块。开展装置验证,预测均方根误差为1.01%,单次测量平均耗时为0.62 s。结果表明,手持式马铃薯干物质无损检测装置可快速、准确检测干物质含量,具有在马铃薯生产源头与加工现场应用的潜力。

摘要：针对低压过热蒸汽干燥香蕉时高干燥速率与高品质难以同时保证的问题,提出了低压过热蒸汽真空组合干燥方法,以提高干燥速率、降低物料温度,实现提高产品品质的目的。通过第一降速阶段和全阶段计算的香蕉逆转点温度分别为88.75℃和89.06℃。在高于逆转点的90℃进行低压过热蒸汽真空组合干燥研究,结果表明:低压过热蒸汽-真空组合干燥香蕉最高温度比低压过热蒸汽干燥降低8.5℃,干燥时间比真空干燥降低30 min。相比低压过热蒸汽干燥和真空干燥,第1次断裂衰减量分别下降了7.37%和36.03%,峰个数分别增加了38.27%和41.77%,香蕉干制品的脆性及脆性层次感增强,干制品的孔隙结构丰富。组合干燥的维生素C保留率达到67.9%,比低压过热蒸汽干燥和真空干燥分别提高了255%和191%。

摘要：针对微波干燥中场强分布不均、物料微波能吸收能力不同导致的微波加热不均匀现象,结合微波干燥的高效性、流态化干燥的均匀性以及热风干燥辅助去除水汽的功能,设计了一种实现干燥均匀性的微波-热风振动流化床干燥机,主要由振动流化床系统、热风系统、微波加热系统、测温系统和控制系统等组成。采用Ansoft HFSS软件对微波加热仓磁控管不同开口位置进行仿真分析,得到多馈口激励最佳方案。结果显示,物料高度距离箱底不变的情况下,4个微波馈入端口的位置相对于原始端口位置外移30mm,物料表面场强分布更加均匀。以新鲜毛豆仁为例,对该机的性能和加热均匀性进行试验验证,结果表明:设计方案和控制系统方案可靠,微波-热风振动流化床干燥下毛豆仁的干燥时间为54min,比单独微波流化床干燥的干燥时间缩短34.1%,比微波-热风组合干燥的干燥时间缩短12.9%且产品均匀性显著提高。

摘要：针对传统三维参数化建模软件不易建立结构复杂的大型收获机械变速箱参数化模型的问题,在获取典型收获机械变速箱设计知识的基础上,研究了变速箱参数化设计推理机,提出了一种基于推理的参数化设计方法。在VC++2008环境下,运用Pro/E 5.0中的Pro/TOOLKIT二次开发工具包,开发了基于推理的大型收获机械变速箱参数化设计平台。与传统参数化设计相比,该方法不必考虑在参数化软件中建立零件-部件-产品之间复杂的参数关联关系,可以方便快捷地设计出符合用户要求的变速箱。

摘要：针对现有块根块茎类果蔬削皮设备去皮效果差、损失率高的问题,设计一种块根块茎类物料连续削皮设备。对关键部件进行理论分析和参数选择,通过样机性能试验进行可靠性和实用性验证。以马铃薯和红薯为试验物料,去皮干净率和去皮损失率为试验指标,在削皮样机上进行正交试验。结果表明,马铃薯综合削皮质量影响因素主次顺序为拨料块高度、刮板速度、刀盘转速,最优参数组合为刀盘转速420 r/min,刮板速度0.0175 m/s,拨料块高度8 mm,去皮干净率为95.59%,去皮损失率为15.77%;对红薯综合削皮质量影响主次顺序为刀盘转速、拨料块高度、刮板速度,最优参数组合为刀盘转速373 r/min,刮板速度0.021 m/s,拨料块高度8 mm,去皮干净率为96.18%,去皮损失率为10.35%。研究为深入研发自动化块根块茎类果蔬连续削皮设备、实现自动化高效削皮作业提供参考。

摘要：设计了气流干燥和转筒干燥工艺组合的牧草组合干燥装备。并对气流干燥器、转筒干燥器及各辅件的结构进行了设计计算。该装备结构合理,具有干燥工艺易于调整等特点。

摘要：基于多体动力学理论,研究建立了一套适应于大型轮式收获机械特点的转向轮定位参数完整解算模型。分别从转向梯形优化设计和整机稳态响应特性两个层面,对所建立的完整解算模型与传统的简化模型进行了对比分析。由分析结果可知,传统的转向梯形优化设计模型在车轮偏转角较小时与完整解算模型的分析结果相近,但在车轮偏转角较大时,2个模型的分析结果差距较大。另外,通过理论分析和实验验证表明,传统的简化单轨模型在描述大型轮式收获机械稳态响应特性时具有一定的局限性,所建立的转向轮定位参数完整解算模型可以更精确地描述其稳态响应特性。

摘要：为了解芋头压缩和切削力学特性,以山东小芋头为试验样本,利用TMS-PRO食品物性分析仪对芋头样本进行压缩试验,计算得出芋头失效应变和弹性模量等参数。利用定制刀具,对芋头在不同切削厚度、不同刀具刃角、不同刀具滑切角情况下进行切削试验,测得切削过程中最大切削力,运用SPSS软件分析变化规律。试验得出:所选芋头样本失效应变为0.314,抗压强度为1.490 MPa,弹性模量为4.751 MPa;随着切削厚度增加最大切削力增大,且切削厚度>3 mm后增长缓慢;随着刀具刃角的增加最大切削力增加;随着刀具滑切角的增加最大切削力显著减小。对交互试验结果的方差分析,得出切削厚度、刀具刃角和滑切角均对芋头的最大切削力有极显著影响,切削厚度和刀具刃角的交互作用具有显著影响,切削厚度和刀具滑切角的交互作用具有极显著影响。试验分析结果可为芋头收获和加工等机械的设计、制造提供理论依据。

摘要：取苗成功率和取苗质量除了与取苗机构的结构有关外,苗钵的力学特性也是重要的因素。为此,对番茄苗钵进行了顶出力和抗压性能试验,分析了不同基质含水率、顶杆直径和顶苗速度对顶出率的影响,并通过试验建立了基质苗在不同含水率下的抗压力与压缩量的变化曲线。结果表明:顶苗速度、顶杆直径和基质含水率对顶出率的显著性影响程度由大到小依次为B、C、A;随着基质含水率的上升、顶杆直径的减小,顶出率会逐渐下降;在含水率为35.09%、顶杆直径为8mm时,顶出率达到100%;在含水率为57.23%、顶杆直径为5mm时,顶出率最低,仅为81.25%;基质块抗压力随压缩量的增加呈加速上升趋势,在压缩量到达12mm时,3种含水率下的抗压力分别为48.89、43.87、35.85N。此研究结果为取苗机构的设计提供了理论依据。