摘要：针对设施农业空间狭小,土壤病虫害严重,无法使用铧式犁深翻的问题,提出一种就地翻土解决办法。根据逆向工程得到就地翻土犁犁体逆向曲面,通过现有犁体成型原理,参照铧式犁犁体耕宽、耕深、犁体安装角、切土角、导曲线提升角、开度、犁体长度等参数,创设就地翻土犁犁体正向曲面;实测设施农业土壤相对湿度为34.57%、土壤堆积角为39°,通过EDEM软件中的接触参数数据库GEMM得到接触参数范围,标定土壤颗粒间表面能为4.19 J/m^(2)、碰撞恢复系数为0.282、动摩擦因数为0.051、静摩擦因数为0.629,创设试验土槽;引入原沟落土率概念;构建原沟落土率与曲面参数间的相互作用模型,得到最佳原沟落土率曲面参数;利用Design-Expert软件进行分析,以原沟落土率为响应指标,使用Plackett-Burman试验设计方法开展多因素两水平显著性筛选试验,得到影响原沟落土率耕宽、犁铧安装角、切土角3个显著性因素;对3因素进行Box-Behnken试验设计,得到278.392 mm耕宽、40.522°犁铧安装角、23.211°切土角最佳设计参数。针对优化结果进行试验,得到试验结果与预测结果误差为3.13%,试验结果表明,所研究就地翻土犁可以达到就地翻垡的目的,并为解决设施农业内土壤深翻问题提供参考。

摘要：针对谷物水分传感器安装困难的问题,基于边缘电容效应设计一种同心圆平面电容式水分传感器探头。通过建立仿真模型,分析可行性,并通过试验研究探头结构变化对探头测量灵敏度和测量范围的影响,最终确定探头尺寸结果的最优组合。当电极的极间距与宽度的比值为5、驱动电极的数量为1时,传感器探头的灵敏性和测量范围最优。以小麦为研究对象,试验表明小麦含水率与输出电容值之间存在二次线性回归,并研究温度对输出电容的影响,建立水分检测模型,在温度为-5℃~40℃、含水率为10%~30%内,相关系数R2为0.997,均方根误差RMSE为0.359。所设计的传感器探头可以满足不同时期小麦含水率测量精度需求,为小麦水分检测提供一种新的传感器探头形式及设计方法。

摘要：针对冬枣分选难、分选精度低等问题,设计一种基于深度学习的冬枣智能分选机,搭建卷积神经网络模型,对冬枣准确地识别分类;冬枣360°滚动至图像采集区域,采用颜色空间变换、二值处理、图像分割等方法提取冬枣目标,消除背景对检测效率的影响;由Arduino控制8路继电器通断完成冬枣的分选。试验结果表明,搭建的冬枣缺陷检测模型平均判别准确率达98.12%,其中畸形果的判别准确率100%、病果99.6%、优质果98.8%、裂果97.8%,每组平均测试时间149.32 ms;当传送速度为0.5 m/s时,检测准确率达98.01%。研究对冬枣分选工作有重要意义。

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。

摘要：针对现有玉米收获机摘穗装置存在籽粒啃伤、啃落导致损失严重等问题,设计了一种结构简单、摘穗效果好、可靠性高的多棱立辊式摘穗装置。研究了立式激振折断的摘穗机理,分析了多棱立辊式摘穗装置主要结构参数的设计方法;通过正交试验确定了影响摘穗质量的主次因素为棱边数、摘穗辊转速和摘穗辊直径;较优组合为:摘穗辊直径为7 cm、棱边数为8、摘穗辊转速为950 r/min,在该条件下本摘穗辊的籽粒破损率为0.13%、落地籽粒损失率为0.28%、茎秆折断率为0.53%,满足国家标准要求。在较优组合条件下进行了调整内角Δ大小的验证试验,通过试验可知调整内角Δ为16°时,即最大调整范围的一半时摘穗质量最好。

摘要：针对4HBL-2型花生联合收获机果土分离及输送中花生果实的漏果、掉果问题,设计了花生联合收获机复收装置。在花生联合收获时,对土壤中遗漏的果实和夹持输送过程中掉落的果实进行复收、清选、集果等作业。并对复收装置进行了设计与试验研究,确定了该装置的最优结构参数和工作参数:复收装置安装角度为20°,复收链输送速度1.2 m/s,复收链杆条间隙10 mm。在机组前进速度为0.6 m/s时,实现收获花生平均净果率为90.16%,平均漏果率为0.12%,提高了花生的收获质量,减少了花生二次复收的劳动强度和作业成本。

摘要：针对杆条输送链式小型马铃薯收获机存在果土分离效果差、明薯率低、破皮率较高等问题,设计了一种拨辊推送式马铃薯收获机。对该收获机推送式输送分离装置的作业机理进行了研究,分析确定了输送分离装置的结构和工作参数。以机组作业速度、拨辊转速、拨辊组提升高度为试验因素,明薯率、破皮率为试验指标进行三因素二次正交旋转组合试验,运用DPS数据处理软件进行回归方程显著性分析,优化得出最佳因素组合为:机组作业速度1.0 m/s,拨辊转速60 r/min,拨辊组提升高度150 mm,明薯率为99.01%,破皮率为1.24%。与普通输送分离装置对比试验结果表明:拨辊推送式马铃薯收获机在提高明薯率方面效果明显,在降低破皮率方面略有改善。

摘要：针对中国丘陵山地玉米种植以小地块、坡地块较多制约玉米机械化收获的现状,设计了一款履带式坡地玉米收获机,实现山地丘陵地区复杂地形条件玉米机械化收获。该收获机采用横辊摘穗技术,解决了传统摘穗辊喂入性不流畅和复杂地形下玉米植株的喂入问题,提高割台的喂入量,有效缩短整机长度0.5~1.2m左右;并采用可伸缩式履带行走底盘,通过调整履带轮距增大整机重力变化的安全范围,降低坡地作业机器侧翻风险,使整机在复杂地形条件下的行驶稳定性提高了27.34%;基于液压控制原理研制了双向作业操控系统,实现在山地丘陵等小地块条件下的转弯掉头作业功能;通过正交试验确定果穗损失率考核指标的影响因素,包括机具前进速度、摘穗辊间隙、摘穗辊转速;利用Design-expert建立各影响因素与指标间的数学回归模型,确定了最佳参数组合:机具前进速度为2 km/h、摘穗辊间隙为14 mm、摘穗辊转速为1000r/min;在该最优参数组合工况下,果穗损失率为1.25%。该机设计各项指标符合国家相关标准,能够满足丘陵山地地区玉米机械化收获需求。

摘要：为满足大豆窄行密植播种作业要求,解决传统大豆播种机窄行密植行距过大,不易调节,排种性能差等问题,设计了一种单盘双行气吸式排种器,阐述了其基本结构与工作原理,并对工作过程及关键部件进行了理论分析,确定了影响排种性能的主要因素,利用搭建的单盘双行气吸式排种器试验装置进行单因素试验,得到排种性能较好情况时负压真空度、排种盘转速以及单圈吸种孔数的合理变化范围。以负压真空度、排种盘转速和单圈吸种孔数为试验因素,以合格指数、漏播指数和重播指数为指标进行3因素3水平正交试验。结果表明:对合格指数、漏播指数和重播指数各指标影响最显著的因素分别为排种盘转速、负压真空度、负压真空度;当参数组合为单圈吸种孔数64孔、排种盘转速18 r/min、负压真空度5k Pa时,内圈合格指数为98.45%,重播指数为0.72%,漏播指数为0.53%;外圈合格指数为97.82%,重播指数为0.63%,漏播指数为1.35%,对该因素组合进行试验验证,各指标优于行业标准要求。该文设计的单盘双行气吸式排种器实现了播种单体120 mm窄行密植播种,排种性能好,为黄淮海地区大豆密植播种机的研发提供参考。

摘要：针对目前我国马铃薯种植机普遍存在的肥料定位不精确问题,结合马铃薯根系分布规律和一垄二行种植模式特点,提出了一种基于曲面排肥与V型防堵结构的分层施肥技术,设计了深度可调式分层施肥开沟器,研究了土壤与开沟部件之间运动关系,并对肥料在曲面分肥板上的运动规律进行了理论分析;以下层排肥量稳定性变异系数为试验指标进行了单因素试验,确定了排肥器最佳槽轮工作长度;在此条件下,以排肥轴转速和曲面分肥板斜面倾角为试验因素,上层排肥盒左右侧排肥一致性变异系数为试验指标进行了通用旋转组合试验,运用DPS和Matlab软件进行回归方程显著性分析和参数优化,得出最佳因素组合为排肥轴转速20. 5 r/min,曲面分肥板斜面倾角15°,此时上层排肥盒左右侧排肥一致性变异系数为3. 30%。最优参数下的重复试验结果表明,平均上层排肥盒左右侧排肥一致性变异系数为3. 71%,试验值与理论值相近;田间排肥性能试验结果表明,该开沟器作业流畅,排肥性能满足马铃薯施肥要求。