摘要：针对长季节黄瓜作物人工落蔓强度大、成本高和效率低等问题,设计一种基于冠层高度阈值识别的温室黄瓜整体自动落蔓装置。为保证黄瓜冠层特征提取的正确率,对8:00、12:00和18:00实时采集的黄瓜冠层图像进行预处理,基于Otsu算法获得平滑黄瓜冠层二值图像。采用霍夫变换算法识别黄瓜冠层顶端绳束,并利用统计学方法归纳出感兴趣区域中HSV色彩空间绿色部分各分量取值范围,研究感兴趣区域中绿色像素点占总像素点的比值变化规律。为防止黄瓜卷须缠绕秧蔓冠层顶端水平绳束,以黄瓜植株高度184~185 cm为落蔓控制目标,确定感兴趣区域绿色像素占比的平均值0.162~0.182为整体落蔓装置的落蔓阈值范围。结果表明,植株高度184~185 cm和高于185 cm落蔓次数占总试验次数比例分别为90%和10%。高于185 cm落蔓组中,最高植株距离顶端绳束(195 cm)的距离为9.2 cm,无黄瓜卷须缠绕黄瓜秧蔓冠层顶端水平绳束现象,采用感兴趣区域绿色像素点占比确定黄瓜落蔓阈值方法,能够满足黄瓜生产实际要求。

摘要：针对日光温室冬季自然通风热量损失大、降湿效率低的问题,该研究在揭示室内温湿度空间异布特征基础上,提出主动通风策略,提高保温降湿效能。通过搭建包含28个温湿度传感器的日光温室物联网监测平台,深入分析了室内温湿度空间分布规律。结果显示,温室上下区域积温差值可达300℃,白天日照时段的相对湿度差值达20个百分点,且呈现温度上高下低、湿度上低下高的空间异布特征,自然通风模式下室内上部高温低湿空气优先与室外干冷空气置换导致其保温降湿效能低下。基于此,该研究提出了主动通风排湿策略,利用安装于温室底部的轴流风机改变气流方向,强迫下部区域低温高湿空气从风机口优先向外排出,使上部区域高温低湿空气逆向沉积保留在室内,有效排湿的同时降低热量损耗。主动通风实地试验结果显示,相比于受室内外气候影响可控性差的自然通风,主动通风率可在0~30 m^(3)/(m^(2)·h)之间无级调节,有利于通风的精准控制;晴朗、多云、阴雨3种典型天气下主动通风的日平均温湿比均高于自然通风,体现出较好的气象适应能力和稳定性;其中,晴朗天气下日均温度可提高2.0~2.7℃,日均相对湿度可降低15~17个百分点,日均温湿比可提高31.1%~32.9%,保温排湿效能改善明显。同时,主动通风策略的投入产出比为2.62,能够以较低的投入获得理想的经济收益,经济可行性较好。该研究所提出的主动通风排湿策略可以有效提高保温排湿效能,技术合理性和经济可行性良好,可为日光温室冬季微气候调控提供理论参考和解决方案。

摘要：为了解决榛子破壳效率低的问题,针对榛子破壳所需的各项参数设计了一组正交试验。以榛子尺寸、加载速度、加载方向为试验因素进行三因素三水平试验,试验指标为整仁率与破壳力。结果表明:对榛子破壳力影响最显著的因素是榛子尺寸,其次为加载方向且沿宽度向加载时所需力最小,加载速度对于破壳力的影响较小。榛子高度向、宽度向、厚度向的平均破壳力分别为1867.2、1818.6、2326.7N,对榛子破壳整仁率影响最显著的因素是加载方向,其次为加载速度。对榛子3个加载方向使用有限元方法进行分析,得出宽度向为较佳的加载方向,与正交试验的结果一致。在对榛子破壳相关机械进行设计时,施加在榛子上的力应不小于2400N,并尽量使榛子沿宽度向受力。研究结果可为后期榛子破壳相关机械的结构设计提供理论依据。

摘要：针对现有马铃薯联合收获机清选装置除杂率低、伤薯率和破皮率高等问题,该研究以装袋型马铃薯联合收获机为基础,设计了一种适用于黏重土壤条件下的清选装置。该装置通过清选辊与光辊交替排列、两辊差速转动的形式,提升了对马铃薯收获物的清选效果。采用Box-Benhnken响应面试验设计理论,以上料量、装置倾角、清选辊转速、光辊转速、辊距和相对高度为影响因素,以伤薯率、破皮率及除杂率为作业质量评价指标,进行六因素三水平正交试验。建立各影响因素与指标之间的回归数学模型,并分析各因素对响应值的交互影响,同时对模型进行优化求解,获得最优参数组合为:上料量4.3 kg/s、装置倾角10.3°、清选辊转速119 r/min、光辊转速148 r/min、清选辊与光辊的辊距16.8 mm、两辊相对高度40.5 mm,对应的伤薯率为1.06%、破皮率为0.54%、除杂率为96.15%。对优化结果进行田间验证试验,试验结果表明,在最优参数组合下,伤薯率为1.10%、破皮率为0.55%、除杂率为95.04%,满足马铃薯联合收获机的作业性能要求。研究结果可为黏重土壤条件下马铃薯联合收获机清选装置结构设计提供参考。

摘要：在经济成本和管理便捷性约束下,为有效监测日光温室内非均匀分布的温度信息,需要对数量有限的传感器进行优化配置,从而降低配置冗余,并增强温度信息丰度。该研究以山东地区冬季日光温室为研究对象,开展了基于希尔伯特-施密特独立性准则(Hilbert-Schmidt Independence Criterion,HSIC)的传感器配置策略设计及验证工作。首先,在温室内均匀布置了22个温度传感器,采集了冬季寒冷时期28 d共7 880×22组数据,明确了温室温度场空间分布的不均匀性及多传感器配置的基本原则和方法。然后,利用HSIC准则分析了传感器之间的相对独立性,依据信息最大化原则提出了传感器配置优先级排序算法,并根据信息增益率及配置冗余度约束提出了传感器数量选择依据,从而建立了日光温室传感器优化配置策略。最后,策略验证结果表明:相比于22个传感器的温度数据,南北垂直方向上选择S6、S9、S3传感器时,平均温度的RMSE、MAPE和信息增益率gr分别为0.24℃、1.21%、6.70%;东西水平方向上选择H6、H5、H2传感器时,平均温度的RMSE、MAPE和信息增益率gr分别为0.33℃、0.70%、9.47%。上述2组传感器能够有效兼顾准确获取温度整体趋势信息和增强温度信息丰度的双重目标,试验结果证实了配置策略的有效性和可行性。所提的传感器优化配置策略可以为日光温室环境监测与调控提供理论参考和数据支持。

摘要：针对目前国产青贮玉米收获机手动磨削动刀操作复杂,耗时耗力,磨削精度与质量不理想等问题,该研究设计了一种由“油缸双向移动+链轮链条”组合增程移动机构和“棘轮+磨石”微量进给机构(磨石机构)组成的自动磨刀装置,开发了基于多传感器信息融合的自动磨刀控制系统,实现磨石自动均匀往复磨削及微量进给。以人字形平板式动刀为研究对象,搭建了青贮玉米收获机的自动磨刀试验台,阐述了工作原理。以磨削周期用时、滚筒转速和周期磨削量为试验因素,以滚筒平均功耗和平均磨削力为试验指标,采用Ansysworkbench开展响应面磨削仿真试验,并利用Design-Expert10.0进行多目标寻优。仿真结果表明,对滚筒平均功耗和磨石平均磨削力影响由大到小的因素依次均为滚筒转速、周期磨削量和磨削周期用时;最优参数组合为磨削周期用时15.33s,滚筒转速515.68r/min,周期磨削进给量0.045 mm;各影响因素变化对磨石平均磨削力的影响较小。圆整磨削周期用时、滚筒转速、周期磨削进给量为15.5s、516 r/min、0.044 mm进行台架试验,得到滚筒平均功耗为5.53kW,与仿真优化结果的相对误差为7.86%,表明仿真模型可靠;磨石往复运动控制准确性试验表明,该装置最高磨削周期控制相对误差为4.25%。台架试验验证了自动磨刀装置的合理性、控制系统的精确性以及磨削仿真试验的准确性。该研究填补了国产青贮玉米收获机自动磨刀技术的空白,研究结果可为自动磨刀装置的优化设计提供参考。

摘要：为深入研究青贮收获机喂入装置对全株青贮玉米的压缩作用,以粮饲兼用品种郑单958为研究对象,利用自制的施压装置模拟喂入辊辊齿,通过单因素试验,研究了加载方向和加载速率对秸秆节间、节部和带苞叶果穗径向局部压缩载荷、功耗的影响,并从复合材料接触力学角度对破坏特征进行了分析。结果表明:施压过程中,30°~90°方向,秸秆节间、节部两侧出现平行于轴线的裂纹,弹性、屈服和压实强化阶段,载荷以不同速率递增;带苞叶果穗在破坏阶段,出现断裂现象,受苞叶抑制载荷没有明显减小;0°方向时,秸秆节间、节部和带苞叶果穗均出现劈裂现象并伴随载荷骤减,各部位抵抗变形的能力弱于其他方向。加载速率影响各部位进入不同变形阶段的速率,但发生形变时的压下位移相近;弹性和屈服阶段,秸秆节部的载荷较节间平均高2.5倍,相同位移下,100 mm·min^(-1)时,节间、节部的平均载荷最大,75mm·min^(-1)时,平均载荷最小;强化压实阶段,加载速率对秸秆节部的影响比节间更明显;加载速率对带苞叶果穗压缩载荷的影响区别从屈服阶段开始,50 mm·min^(-1)加载时,带苞叶果穗抵抗变形的能力最弱。当压下率超过45%时,横向喂入可显著降低喂入功耗,而径向喂入时,秸秆节间、节部和带苞叶果穗局部压缩功耗最小时的加载速率分别为75、75、50 mm·min^(-1)。本研究可为青贮收获喂入装备关键部件的设计与优化提供参考。

摘要：国产玉米青贮收获机切碎装置的动定刀间隙依赖人工手动调节,过程繁琐且调节精度较低,尚未实现自动化控制,为此,本文提出了先接触后退刀的动定刀间隙调节思路,设计了一种电驱摇臂偏心式动定刀间隙调节装置,在动刀为人字形排布的切碎装置两侧各安装一组,同步调节定刀先“接触”动刀使间隙“清零”,后退定刀,重新调节间隙至设定值;设计了基于振动加速度传感器的控制系统,通过定刀即将接触旋转动刀时的振动加速度信号判断接触状态;搭建了青贮收获机动定刀间隙自动调节试验台,以间隙设定值和滚筒转速为试验因素,以左、右两侧动刀与定刀间隙的均匀性变异系数为评价指标进行双因素重复试验。结果表明,间隙设定值、滚筒转速对间隙调节均匀性均具有显著影响,二者交互作用不显著;左、右两侧间隙同步调节误差仅为0.12%(<1%);滚筒转速为500 r/min时,各间隙设定值下左、右两侧间隙调节精度均最高,间隙设定值为0.2、0.6、1.0 mm时,间隙均匀性变异系数均值分别为6.03%、5.78%、5.36%,符合设计要求(≤10%);试验结果表明滚筒转速越低,间隙设定值越大,间隙调节越均匀。该研究实现了人字形排布的平板式动刀与定刀间隙的精准调节与控制。

摘要：本试验旨在探讨饲料中添加虾青素对凡纳滨对虾亲虾繁殖性能、抗氧化能力和免疫功能的影响。试验设计了3种等氮等脂饲料,通过添加加丽素粉红(含10%虾青素),使饲料中虾青素含量分别为587.46、1073.29和1574.57 mg/kg,依次记为低虾青素组、中虾青素组和高虾青素组。然后选择大小均匀、体格健壮的雌雄亲虾各108尾,随机分别分为9个养殖池中,每组3个重复,每池12尾雌虾或雄虾。试验期16周,其中前12周投喂试验饲料,后4周试验饲料和鱿鱼混合投喂。结果表明:1)高虾青素组雌虾存活率显著高于其他2组(P0.05);中虾青素组雌虾卵巢卵黄蛋白含量最高,显著高于高虾青素组(P0.05);低虾青素组无节幼体数量和受精卵孵化率均显著低于其他2组(P<0.05),低虾青素组蚤状幼体数量显著低于中虾青素组(P<0.05),中虾青素组幼体变态率显著高于其他2组(P<0.05)。3)低虾青素组血清谷胱甘肽还原酶活性显著低于其他2组(P<0.05),高虾青素组血清过氧化氢酶活性显著高于其他2组(P<0.05)。4)高虾青素组血清溶菌酶活性和转化生长因子-β1含量显著高于其他2组(P<0.05),低虾青素组血清核因子-κB含量显著低于其他2组(P<0.05),高虾青素组血清总一氧化氮合酶活性显著低于其他2组(P<0.05),血清白细胞介素-10含量随虾青素添加水平提高而显著升高(P<0.05),且3组之间差异显著(P<0.05)。综上所述,在凡纳滨对虾亲虾饲料中添加适量虾青素能够提高亲虾的抗氧化能力和机体免疫功能,提高卵巢卵黄蛋白含量、受精卵孵化率、幼体变态率以及无节幼体和蚤状幼体数量,从而提高亲虾的繁殖性能。

摘要：针对现有大姜播种机具作业效率低下等问题,提出一种双行大姜联合播种机及其配套液压系统设计方案,阐述液压系统驱动整机工作原理。同时,基于播种机整机结构建立了动力学模型,并通过理论分析确立液压系统关键参数。构建了AMESim液压回路仿真模型,并利用FMI接口实现机液联合仿真数据交换。通过联合仿真,模拟了大姜播种机的运行状态,结果表明:该液压系统可在500 N偏载载荷状态下实现同步作业及在较大负载变化下实现顺序控制,且执行部件所受最大应力仅为67.07 MPa,该机具可在较为复杂的情况下保证顺利工作。