摘要：为研究适用于大蒜联合收获的智能化切根装置,提出了基于机器视觉的非接触式定位切根方法,设计了一种基于深度卷积神经网络的大蒜切根试验台。试验台采用深度学习的方法,对采集到的图像进行目标检测,利用APP完成人机交互和结果显示,由深度卷积神经网络给定切根的切入位置,电机控制系统自动调整定位双圆盘切根刀完成切根处理。目标比较试验表明:鳞茎、根盘和蒜根3种目标中,鳞茎可用率为94.79%、置信度得分为0.97697,适合作为检测目标;检测模型比较试验表明:对比基于Faster R-CNN、SSD、YOLO v2、YOLO v3和YOLO v4算法的10种模型,选择ResNet50作为特征提取网络改进的YOLO v2模型,兼顾检测速度与精度(测试程序中的检测时间为0.0523 s、置信度得分为0.96849);切根试验表明:以鳞茎作为目标,采用改进的YOLO v2模型,置信度得分为0.97099,可用率为96.67%,切根合格率为95.33%,APP中的检测时间为0.0887 s,满足大蒜联合收获切根要求。

摘要：针对水稻收获前稻田以及丘陵山区播种绿肥,存在机具无法下田作业、人工撒播劳动强度大的问题,基于农用多旋翼无人机平台,设计离心甩盘式绿肥种子撒播装置。该装置可与多品牌无人机方便、快速组配挂接,主要由挂接机构、种箱、排种机构、撒种机构及自动控制系统构成,设计螺旋输送式排种机构可实现连续稳定定量排种,优化撒种机构使得撒播更加均匀顺畅,控制系统可跟随无人机飞行速度控制排种机构排种量,并根据不同品种绿肥种子设定撒种机构甩种盘转速,从而实现多品种绿肥种子定量排种、均匀撒播。选取典型绿肥品种紫云英种子为试验物料,以撒播均匀性变异系数Y_(1)和单位面积撒种量误差Y_(2)为评价指标,螺旋输送器转速A、甩种盘转速B、飞行速度C为试验因素,开展三因素三水平正交试验。结果表明:螺旋输送器转速A和甩种盘转速B对两评价指标影响极显著,飞行速度C对两评价指标影响显著,影响撒播均匀性变异系数Y_(1)的主次因素为B、A、C,影响单位面积撒种量误差Y_(2)的主次因素为A、B、C,最佳因素水平组合A_(2)B_(2)C_(2),即A为190 r/min、B为1 700 r/min、C为5 m/s时,Y_(1)为28.47%,Y_(2)为11.81%。田间试验表明,在最佳参数组合下,整体出苗良好。该研究为改进完善无人机离心甩盘式绿肥撒播装置,以及大面积推广绿肥种植提供了理论依据和装备支撑。

摘要：为了提高大蒜联合收获切根作业性能,解决大蒜切根过程中根系一次清除率低、蒜头损伤率高等问题,该文设计了一种大蒜联合收获切根试验台,该试验台主要由毛刷辊、前旋转切刀、夹持输送机构、排序-对齐机构、浮动切根机构等组成,可一次性完成蒜株的根系清理和预切、蒜株排序和对齐、根系浮动切割等作业工序。该文确定了切根装置关键结构参数和作业参数,并对影响切根作业质量的主要因素开展了试验研究。试验结果表明,影响切根作业质量的主次作用因素为夹持输送速度、夹持角度、浮动切刀转速,较优参数组合方案为夹持输送速度1.05 m/s、夹持角度79°、浮动切刀转速2 200 r/min(切割线速度为17.3 m/s),此时根系去净率为96.1%,蒜头伤损率为2.39%,满足大蒜切根作业质量要求。该文研究结果可为大蒜联合收获切根装置的设计提供参考。

摘要：为实现紫云英绿肥规模化种植区域的绿肥高效、低耗机械化翻压,基于前端埋切、后端翻压的结构配置思路,设计了一种无动力输入的紫云英绿肥盛花期埋切翻压组合作业机。对盛花期紫云英生物学特征及压切特性开展研究,进而设计了辊筒组件、前悬挂连接组件、栅条式翻转犁等主要工作部件;通过理论计算和力学分析,得到实现紫云英茎秆顺畅埋切的压切辊半径为305 mm、压切刀滑切角范围为34.3°~55.7°;采用水平直元线法设计了栅条式犁体曲面,推导得到导曲线抛物线方程,并绘制了犁体直元线角变化规律图。紫云英绿肥盛花期田间翻压试验结果表明:在机具作业速度为5.8~6.0 km/h条件下,茎秆切断长度合格率92%,耕宽稳定性变异系数3.7%,耕深稳定性变异系数5.6%,土垡破碎率85.6%,植被翻压覆盖率98.3%,试验指标均符合国家和行业标准要求。设计的埋切翻压组合作业机工作效率可达0.67~1.20 hm^2/h,在翻压质量和组配方式上明显优于目前我国常用的畜力犁、铧式犁、旋耕机等翻压方式,具有很好的推广应用价值。

摘要：针对中国甘薯联合收获机作业薯秧分离机构分离不彻底、甘薯损伤数量多、茎秆缠绕机具部件等亟待解决的问题,该文基于自走式甘薯联合收获机设计了一种结构简单、摘净率高、伤薯率低以及防茎秆缠绕的薯秧分离机构。根据设计计算确定了分离机构结构参数,其中挖掘输送装置总长度为2050mm,水平倾角为24o;主动轴和摘辊半径分别为18、36mm;输送装置下层杆条与摘辊间距为27mm,最上端与摘辊之间距离为251mm。经过理论分析明确了甘薯的运动特性及其影响作业质量的主要工作参数机具前进速度、主动轴转速、输送装置水平倾角。通过薯秧分离试验发现在甘薯收获期薯秧分离力与其含水率变化规律符合二次函数关系,进一步开展田间试验借助Box-BenhnKen的中心组合设计方法选取主要工作参数对摘净率和损伤率的影响并作试验设计,以此为基础开展三因素三水平一次回归正交试验。在DESIGN EXPERT中使用响应曲面法分析各因素对摘净率和损伤率影响效应并对回归模型的参数进行优化。当田间试验取最优参数组合机具前进速度1.2m/s、主动轴转速895r/min、输送装置水平倾角24°时,摘净率和损伤率分别为98.14%、2.76%,分离效果满足甘薯收获要求。该研究也为其他土下果实联合收获作业果秧分离机构提供思路。

摘要：为深入开展半喂入式花生摘果装置作业机理、结构参数和作业参数优化等研究,设计了自动喂秧平台、控制系统、参数调节系统和保鲜库,选配高速摄像系统,并与已有试验台进行技术集成,研制成半喂入式花生摘果试验台。该试验台具备关键参数调节和采集、作业过程图像获取和植株保鲜等功能,主要包括机架、自动喂秧平台、夹持输送装置、摘果装置、控制系统、传感器、变频电机和高速摄影系统等。试验台的主要技术指标为:摘果辊长度500,800,1 000 mm,摘果辊直径160,200,240 mm,摘果辊后端中心与夹持输送链的距离100~150 mm,摘果辊的转速200~1 000 r/min,夹持输送链的速度0.5~2.5 m/s。在试验台上,对前期尚未涉及的供给株数、链辊夹角等因素、摘果辊功耗等进行了试验研究,开展了摘果过程高速摄影试验研究。结果表明:供给株数对未摘净率和破碎率影响较大;链辊夹角对未摘净损失影响较大,对破碎率影响较小;摘果功耗随着供给株数的增大呈递增规律;高速摄像系统能够揭示摘果叶片与花生果系的作用过程、果秧分离行为和内在机理。该半喂入式花生摘果试验台可为进一步深入开展摘果作业机理研究提供参考。

摘要：论述了FP2500A型有机肥翻抛机的整体配置、工作原理、技术特点以及关键部件结构设计与参数选定等,所述翻抛机主要由翻抛粉碎系统、作业驱动系统、行走系统、操控系统和机架等组成,其翻抛粉碎系统采用卧式双向对置、组合链动刮板抛送粉碎结构,行走系统采用电力四轮驱动自走式结构;生产试验结果表明该设备具有作业顺畅、运行可靠、效率高、自平衡性能高等特点,实际处理能力155m3/h,翻堆宽度2500mm,翻堆高度850mm,可翻抛的最大团块直径120mm;翻抛后料粒直径小于20mm。

摘要：在自行设计的半喂入花生摘果试验台上对半喂入花生摘果装置结构参数和运动参数进行优化设计与试验。在摘果过程运动分析的基础上,确定花生果系在摘果段的理想位置状态和参数关系,使花生果系由底向上、渐进有序穿过最佳摘果区,摘果强度均匀。分析了摘果频率和摘果强度的影响因素及对作业性能的影响。采用摘果机理分析和试验验证相结合的方法,确定采用后倾弧形板摘果叶片,单辊配置6个叶片。通过多指标响应面综合试验,优化确定摘果装置的结构和作业参数组合为:摘果辊长度1 200 mm、链辊夹角7.2°、辊筒直径152.5 mm、重叠距离5 mm、摘果辊转速371 r/min和夹持输送速度1.025 m/s。

摘要：简述了多功能根茎类作物联合收获机的整体结构配置、工作过程、技术特点以及关键部件结构设计等。整机主要由动力底盘、扶禾装置、挖掘装置、清土装置、夹持输送装置、摘果装置、清选系统和集果系统等组成。摘果装置采用可互换的滚筒式分离机构和圆盘割刀式分离机构,可用于花生、大蒜、洋葱等多种根茎类作物的联合收获,实现一机多用。花生、大蒜试验结果表明:花生果实损失率2.3%,埋果率0.3%,摘果破损率0.45%,果实清洁度99%,漏摘损失率0.4%,整机可靠性系数96.2%;大蒜果实损失率3.0%,漏收损失率0.5%,果实碰伤率1.5%。

摘要：为了提高大蒜果秧分离机构的作业质量,降低蒜头的平均留茎长度、伤损率、提高切痕合格率,该文运用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论,在构建的大蒜果秧分离试验台上,对主夹持链输送速度、蒜株夹持角度、蒜株夹持高度、夹持株数等影响其作业质量的4个因素进行四因素三水平的响应面试验。建立了响应面数学模型,分析了各影响因素对作业质量的影响,同时,对各影响因素进行了综合优化。结果表明试验因素对果秧分离质量有较大影响,综合优化结果为主夹持链输送速度1.05 m/s,蒜株夹持角度77°,蒜株夹持高度220 mm,夹持株数2株,此时平均留茎长度为36.9 mm、伤损率为2.23%、切痕合格率为98.29%。研究结果可为大蒜果秧分离机构的结构完善设计和作业参数优化提供依据。