摘要：针对芦苇高立式沙障手工捆扎制作过程中难以快速成型的问题,采用TRIZ理论研究了芦苇集束过程与捆扎过程的“物-场分析”模型,确定了切割与推送相结合的芦苇集束模式,以及机械场、推力场和重力场相协同的芦苇捆扎模式;随后采用“冲突解决原理”分析和解决系统中涉及的物理矛盾和技术矛盾,以对辊喂入机构、输送导槽机构、捆扎机构以及推送机构为对象进行了创新设计,同时将改进的关键部件有机整合,建立了芦苇高立式沙障捆扎系统;最后制作了具有参数可调功能的芦苇高立式沙障捆扎样机,经捆扎试验表明:相比人工捆扎,有效提升3倍芦苇高立式沙障制作效率,为芦苇机械化捆扎的实现提供了依据。

摘要：为了提高肥料的利用率,降低化肥的使用量,保护生态环境,基于种肥同行技术设计了一种分层施肥靴。采用EDEM离散元法对理论计算的分层施肥靴结构参数及其自身运动条件进行分析,并以圆杆直径、圆杆数量、施肥靴行进速度作为影响因子,进行三因素三水平的正交试验,通过响应面回归法得出施肥作业的最优参数组合,最后由田间试验验证仿真分析结果。试验结果表明:各因素影响程度主次顺序依次为圆杆数量、施肥靴行进速度、圆杆直径;得到最优参数组合为圆杆数量6根,圆杆直径4mm,分层施肥靴行进速度6km/h;仿真值与试验值的相对误差为4.342%。证明利用离散元仿真试验对分层施肥靴结构参数进行优化具有可行性。

摘要：针对多约束路由选择问题,设计了数学模型并提出了一种改进的免疫克隆蛙跳算法。所提方法结合了免疫克隆算法与传统蛙跳算法,在分组丢失率、链路带宽、时延抖动、时延、能量损耗条件的限制下,计算源节点到终端节点的能量损耗,通过所提算法寻找一条能量损耗最小的路径。在仿真实验中,将所提算法与自适应遗传算法、自适应蚁群算法进行了对比。实验结果表明,所提算法在一定程度上解决了多约束QoS单播路由优化问题,与自适应遗传算法与自适应蚁群算法相比,所提算法避免了局部最优,有效地降低了数据在传输路径上的能量损耗。

摘要：新疆南疆地区因枣树管理每年修剪产生残枝约70万t,针对红枣残枝粉碎后多元化利用的需求,测定了红枣残枝的力学特性(压缩、弯曲和剪切的各项力学参数)和枣枝的物理性质(密度、含水率)。试验结果表明:红枣残枝顺纹压缩、横纹压缩和弯曲的应力-应变曲线图弹性段本构关系均符合胡克定律,剪切破坏为塑性破坏方式;枣枝顺纹压缩抗破坏强度、抗破坏弹性模量和承受外力功均大于横纹压缩,顺纹压缩功与抗压强度之间呈多项式函数正相关,横纹压缩功与抗压强度之间呈指数函数正相关;枣枝密度与抗弯强度、抗剪强度之间均呈多项式函数正相关,含水率与抗弯强度之间呈多项式函数负相关,与抗剪强度之间呈幂函数负相关。研究结果可为红枣残枝粉碎机械的设计和优化提供理论依据和参考。

摘要：针对棉花铺膜播种作业环境复杂,视觉导航路径检测易受光照强度、噪声及划线深度的影响,设计了一种抗干扰能力强、适应性广的视觉导航路径检测算法。构建图像采集系统,实时采集铺膜播种作业图像,基于Y=0.299R+0.587G+0.114B颜色模型对图像进行灰度化处理。针对第1帧图像,首先在浮动扫描区间[M1-k,M2-k](M1取560,M2取639;k=0,k≤560,k++)从第0行开始逐行扫描像素点,提取每行灰度值最小的像素点(或灰度值最小的像素点的列坐标的平均值)作为各行路径提取的候补点,并计算每个扫描区间内的候补点列值的方差Fk;寻求Fk值最小的区间作为第1帧图像的目标区间;在目标区间内使用最小二乘法拟合候补点集群提取初始导航路径;然后,以初始导航路径为中心,左右各扩展U个像素作为扫描区间,提取每行灰度值最小的像素点(或灰度值最小的像素点的列坐标的平均值)作为各行路径提取的候补点;最后,使用最小二乘法拟合导航路径,完成第1帧图像导航路径的提取。从第2帧图像开始,首先确定以前1帧图像导航路径作为当前帧图像扫描区间的中心,左右各扩展U个像素作为扫描区间;然后,从第0行像素开始逐行扫描,并提取灰度值最小的像素点(或灰度值最小的像素点的列坐标的平均值)作为路径提取的候补点,并使用'差异权重法'平滑候补点群;最后,基于最小二乘法拟合导航路径。采集6种工况下铺膜作业视频进行验证试验,结果表明:导航路径检测准确率为100%,平均处理速度为7.020ms/帧,能够稳定、快速地检测导航路径,准确率高,适应性广,抗干扰能力较强,满足棉花铺膜播种作业的实际要求。该检测算法丰富了基于视觉的拖拉机行走路径检测的方法,为实现拖拉机自动驾驶奠定了理论基础。

摘要：枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)S12是分离自新疆棉田根际土壤的一株广谱抑菌菌株,尤其对棉花黄萎病大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)孢子萌发和菌丝生长具有较强的抑制作用。为了提高菌株S12发酵液中芽孢产量,对其发酵培养基组分及配比进行优化。首先通过单因素试验分别分析6种不同碳源、氮源和无机盐对菌株S12芽孢产量的影响,随后采用Plackett-Burman试验设计确定影响芽孢产量的主要因子,并利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法优化确定主要影响因子的最佳配比。最终获得菌株S12产芽孢培养基的优化配比组合为:玉米粉1.30%、大豆蛋白胨1.51%、CaCO30.08%、NaH2PO4·2H2O0.2%、Na2HPO4·2H2O 0.4%。优化后芽孢产量达到7.46×108 mL-1,与初始培养基相比提高了387.58%。可见,通过优化培养基组分,提高发酵液中芽孢产量,降低生产原料成本,为其进一步生防菌剂的工业化生产奠定基础。

摘要：针对现有残膜捡拾机构依靠拖拉机的动力输出驱动机具转动,存在作业效率低的突出问题,利用捡拾齿与土壤间阻力和弹簧拉力,设计了"张持"式顺向残膜捡拾机构,仅在拖拉机拖拽下完成残膜捡拾,以期进行高速作业,为设计参数提供理论依据。通过田间试验测量捡拾地膜主要克服的膜土结合力,运用Design-Expert软件建立不同点的膜土结合力模型,分析影响因素并确定主次顺序,并运用Minitab软件建立以捡拾齿直径和张弛距离为主要影响因素的"张持"力回归模型。研究成果有助于解决棉田残膜污染问题,丰富残膜回收机械的设计理论。

摘要：为了提高核桃分级机械的作业效率及保证分级合格率,设计并试制了一款滚筒式核桃分级装置。通过运用三维建模软件SolidWorks对核桃分级装置进行建模,使用离散元软件模拟核桃分级过程,并以温185核桃为试验对象,对样机进行分级试验。结果表明:当分级筛笼转速为26r/min、筛笼倾角为1.5°、进料口尺寸为70mm时,核桃分级合格率最高,样机试验结果与仿真试验结果基本相同。因此,运用仿真软件对分级装置进行辅助设计是可行的,可为其它分级装置的设计提供参考。

摘要：针对新疆干旱地区马铃薯种植需求,设计了带有铺膜铺管装置的马铃薯播种机,分析了播种机工作原理,确定了关键部件结构参数。为研究其种植精度,以重种指数、漏种指数、播种深度合格率及粒距变异系数为评价指标,在新疆和硕展开田间播种试验。试验结果表明:该机具重种指数4.1%,漏种指数2.0%,粒距合格率9 3.9%,粒距变异系数1 8.3%,播种深度合格率8 5.0%;在机具作业速度为1.2 m/s时,生产率为0.5 6 hm^2/h。该播种机具性能优良,生产效率较高,可满足新疆干旱地区马铃薯种植要求。

摘要：为解决传统喷施系统农药利用率低的问题,设计基于双阀控制的精准间歇式喷施系统。针对喷施系统多能域相互耦合的特点,采用键合图方法建立系统状态方程,并基于20-sim键合图仿真平台进行仿真计算,得到不同压力工况下的喷雾压力动态特性。试验研究喷施系统在0.2、0.3和0.4MPa压力下喷头的喷雾压力动态特性,并采用轮廓分析统计学方法研究仿真结果的准确率。试验结果表明:车速为0.8m/s,作物间距20cm,作物茎叶覆盖直径10cm情况下,间歇式精准喷施系统的喷雾准确率>89%,仿真计算与试验结果最大相合置信水平为0.088。基于键合图理论建立的数值模型能够很好的预测间歇式精准喷施系统的喷雾压力动态特性。