摘要：磷酸钙是骨和牙的主要无机成分,具有良好的生物活性和生物相容性。研究表明,当磷酸钙粒子尺寸降到纳米尺度时具有一些独特的理化性能,如小尺寸效应和表面效应等,有望拓展其在生物医学领域中的应用,如作为治疗肿瘤的靶向药物载体和疾病诊断的基因载体等。但上述应用均需与机体直接接触,因此,评价磷酸钙纳米粒子潜在的毒性风险非常必要。有研究发现磷酸钙纳米粒子的理化性能,包括尺寸、形貌、表面性能和结晶度等均会影响纳米粒子与机体及细胞的相互作用,可能导致纳米粒子产生一定毒性。总结了磷酸钙纳米粒子的物理化学性能对其潜在毒性的影响及可能机制,综述了材料毒性评价的主要方法,希望能为磷酸钙纳米材料的设计及生物相容性评价标准的制定提供一定的理论依据。

摘要：综述了果蔬采摘机器人的特点和国内外研究现状,介绍了几种典型的采摘机器人研究成果。分析了制约果蔬采摘机器人应用研究的因素:采摘效率和制造成本。指出了研究开发该类设备的关键技术:开放式的控制系统体系结构,智能化的目标果实识别与定位,以及机械本体的优化设计。

摘要：为实现菠萝自动化收获,以减轻劳动负担、降低收获成本、提高收获效率,该文根据菠萝的生长特性,确定采用 2个步骤将菠萝摘取的方案:首先,手爪从水平方向将菠萝抓稳,然后通过旋转将菠萝掰断。按照本方案,设计的菠萝自动采摘手爪包括手部抓取机构,手部驱动机构和手部旋转机构 3 部分,分别实现对菠萝的抓取和掰断功能,并设计了以 AT89C51单片机为核心的控制系统,控制 2 个步进电机。通过采摘试验,表明该机构和控制系统能够实现对菠萝的采摘,确定手部旋转机构的旋转角度为 180°,抓取时间为 21～24 s。该研究可为田间菠萝采摘机器人关键部件研发提供参考。

摘要：针对中国西北地区沟栽葡萄春季防寒布上方大量覆土影响防寒布回收的问题,该研究设计了一种水平卧式刷辊清土装置,用于清除防寒布上方埋土。首先,通过理论分析确定了清土总成结构和工作参数取值范围。进一步,基于EDEM-RecurDyn耦合仿真建立柔性清土总成-土壤作用模型,模拟清土作业过程。以清土率和清土总成的转动扭矩为试验指标,设计Plackett-Burman和Box-Behnken仿真试验,以清土率最大和扭矩最小为优化目标,获得最优参数组合为:机具前进速度0.3 m/s、转速550 r/min、安装角30°、叶片偏角0°,清土率和扭矩预测值分别为86.72%、73.36 N·m。最后,采用最优参数组合进行田间试验,结果表明,清土率和扭矩分别为84.12%和78.62 N·m,与仿真优化结果的相对误差分别为3.0%和7.2%。研究结果可为防寒布辅助埋土防寒模式下清土机械研究提供技术参考。

摘要：该文在分析果蔬果实收获机器人工作对象特点的基础上,从果实的辨认与定位、成熟度检测、机械手设计、末端执行器设计等方面对国内外果实收获机器人的研究现状进行了分析。为促进果实收获机器人在生产实际中的应用,提出收获机器人目前应解决的3个关键问题:作业效率、结构体积和利用率,并对此提出相应的对策。

摘要：根据茄子生长的空间分布,利用优化设计方法进行了机器人本体结构参数设计,开发了4自由度关节式采摘机器人机械本体。采用基于直方图的固定双阈值法对G-B灰度图像进行分割。根据果蔬采摘机器人对视觉系统的要求,提取了果实目标的轮廓、面积、质心、外接矩形以及切断点等特征。整机性能测试结果表明：以单摄像头两步法测距,当测量距离在275~575 mm范围内,测量误差基本都在±18 mm之内;整机试验系统运行稳定可靠,抓取成功率为89%,平均耗时37.4 s。

摘要：玉米定向播种可使玉米长势一致,增加玉米种植密度,提高作物产量。采用真空吸口,将玉米种子按一定方向摆放在纸带上制作成播种处理带,是实现定向播种的方法之一。为了确保种子在吸附摆放过程中不发生方向偏转,设计了种子吸附摆放机构,建立了种子贴合吸附的受力模型。采用Fluent软件,对吸口流场进行仿真模拟,进行了吸口锥角、气孔间距和侧板宽度三因素仿真正交试验,并通过高速摄像进行了试验验证。确定了实现玉米种子定向吸附摆放的最佳吸口参数为：吸口锥角60°、气孔间距1.5 mm、侧板与气孔板外缘距离4 mm,气流速度6～8 m/s。

摘要：针对目前中国酿酒葡萄人工采摘效率低下的问题,为实现酿酒葡萄机械化采收,提出柔性梳脱式采摘方式,设计了以柔性弓齿为核心部件的酿酒葡萄柔性梳脱式采摘机构。首先基于ADAMS软件建立了弓齿及果梗的柔性仿真模型。采用广义力建立连接力,传感器监测断裂条件,实现了葡萄果粒在外力作用下的脱粒过程控制,解决了面对多对象脱粒仿真过程控制的关键问题。分析了梳脱辊转速、柔性弓齿弯曲刚度和梳脱辊间距对葡萄脱粒过程的影响规律和机理。基于仿真试验选取因素及水平,并以脱粒时间和破损率为指标,进行了正交试验,确定试验因素最佳组合为:梳脱辊转速160 r/min,弓齿弯曲刚度0.067 N·m2,梳脱辊间距280 mm,在该条件下脱粒时间为1.73 s,破损率为3.51%。该文为深入研究收获过程的机理和收获机构的优化提供参考。

摘要：动物源性生物材料的残留DNA定量检测是产品脱细胞处理过程是否彻底,以及免疫原性风险是否得到有效控制的重要产品技术指标之一。目前,国际上还没有针对这类材料的残留DNA检测方法。本研究设计了动物源性生物材料的残留DNA定量检测三步法,即固体生物材料的蛋白酶K消化,DNA纯化和荧光染色法DNA测定。在整个实验过程中增加了回收率实验,经过回收率曲线方程校正后得到最终检测结果。实验过程中的磁珠法DNA纯化步骤的优化设计保证了较好的回收率,同时满足了准确性和精密度。该实验方法经验证,其检测灵敏度达到6.25ng/每份样品,回收率样品DNA含量在3.125～100ng以及25～400ng范围内线性良好,其回收率曲线R2>0.99。此方法保证了生物材料中微量或痕量DNA检测的科学性和可信性。

摘要：针对我国北方露地葡萄藤防寒土春季清除机械化作业清土不彻底、易伤藤和机具适应差等问题,设计了一种刮刷组合式葡萄藤防寒土清土机。该机采用双翼式刮土板部件、刚性叶轮部件和柔性刷丝部件分别将葡萄藤的上方防寒土、侧边外围防寒土和根部附近防寒土一次性清除。对关键部件进行设计,搭建基于STM32F103的控制系统,实现双翼式刮土板部件的自动避障和机具的自动调平。调平性能试验表明,当调平机架向左倾斜到最大角度或向右倾斜到最大角度时,均能在1 s内完成自动调平过程,且没有明显的超调量;当拖拉机行驶在不平整的葡萄行间时,即使拖拉机车身发生较大的倾斜变化,挂接在后侧机具上的清土部件仍能保持期望的水平状态(±2°以内)进行作业;田间清土试验表明,各清土部件运行稳定,不存在相互作业干涉的情况,清土作业后的清土率约为81.96%,葡萄藤损伤率约为1.67%,满足我国北方露地葡萄藤防寒土清除作业要求。