摘要：车路协同技术可以实现农机的智能调度、路径规划、远程监控等,提高农机作业效率和安全性。为了实现农业机械在复杂的农田环境中能够高效、快速地进行信息采集与交互,提出了一种改进的基于地理位置的路由协议算法,以车路协同的农机信息采集与路由技术理论为基础,对车路协同信息采集与通信技术的硬件机软件系统进行设计与选型,可以实现农业机械载体信息采集时间、速度、航向和经纬度等地理位置数据的获取。同时,提出并实现了一种改进的基于地理位置的路由算法,并通过田间试验验证系统运行的稳定性和可靠性,结果表明:提出的IGPSR算法具有更高的数据传输速率和耕地端时延迟,可为推动农机作业智能、高效发展提供技术参考。

摘要：针对现有中小农户大棚蔬菜穴盘栽培手工播种生产率低、劳动强度大等问题,以及国外大型播种机不适合我国中小规模种植经营户需求的现状,设计了一种应用于大棚栽培的穴盘自动化便携式播种机。该播种机一端可折叠,折叠后尺寸为500 mm×500 mm×750 mm,携带方便;播种机采用多功能集成化设计,将传统的穴盘打孔、播种集成于一体,通过激光传感器检测穴盘凹口位置,准确地实现了穴盘基质的自动打孔和播种。经油菜种子和黄瓜种子试验表明,当孔径处于0.6~1.2 mm时,选择真空度为8 k Pa,吸附效果较好;若选用0.6 mm孔径气吸吸头,当油菜种子气吸真空度超过6.2 k Pa,以及黄瓜种子真空度超过8.3 k Pa时,吸附成功率达到90%以上。经正交试验,发现油菜种子和黄瓜种子在孔径为0.6 mm,真空度为10 k Pa时吸附效果最好。与手工播种相比,播种机播种效率是手工播种效率12.9倍,较好地实现了蔬菜种子的穴盘播种。

摘要：针对目前用于非圆精密加工的快速伺服刀架只能提供单向驱动力的问题,设计了一种基于柔性铰链的新型快速伺服刀架。建立了刀具放大结构的力学模型,利用理论力学的知识推导出刀具的放大率、刚度和固有频率解析式,并对实验刀具进行有限元分析。为了验证理论计算和有限元分析结果的准确性,对刀具进行实验测试。测试结果显示,理论计算结果与实验结果的最大误差为14.87%,平均误差为12.635%,有限元分析结果与实验结果的最大误差为6.54%,平均误差为5.925%,表明理论计算和有限元分析的准确性。最后提出了一种快速伺服刀架参数的初选流程,为快速伺服刀架的研究提供一定的理论基础。

摘要：选取暖温带海洋生态环境生物修复的首选物种——铜藻(Sargassum horneri)为原料进行生物乙醇的制备,以稀硫酸水解后的还原糖收率为响应值,考察水解温度、液固比、水解时间和w(H2SO4)等参数对水解效率的影响.为优化稀酸水解铜藻预处理的工艺条件,在单因素试验的基础上,利用Box-Benhnken中心组合设计法和响应面分析法,建立稀酸预处理工艺参数的回归模型,并与酶水解及发酵相结合验证了铜藻稀酸预处理效果.结果表明:①稀酸水解铜藻的最优工艺参数.水解温度为120℃,液固比为20∶1,水解时间为2.00 h,w(H2SO4)为4.50%.②稀酸水解铜藻过程中各影响因素之间存在交互作用,水解时间和w(H2SO4)的非线性作用显著.③对经最佳稀酸预处理工艺处理后的铜藻粉进行酶水解,其还原糖收率为44.05%,是未预处理下的8.14倍,并且后续进行发酵后,乙醇产率达7.80%,是未预处理下的2.00倍.表明铜藻是一种潜在的生物乙醇原料,稀酸预处理方法对铜藻生物乙醇的制备行之有效.

摘要：采用有限元模拟对多模式交变耦合磁场进行了优化设计,介绍了多波形电磁线圈控制电源的原理,并对按此原理制作的电源进行了测试,分析讨论了不同波形励磁电流条件下磁场对于弧斑运动的影响,提出了一种多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀弧源设计原理及方案。研究表明:轴对称发散磁场有推动弧斑向外扩展的趋势,轴对称拱形磁场将弧斑约束在固定的轨道,反极性聚焦导引磁场有约束弧斑在靶材中心的趋势,多模式反极性动态聚焦导引磁场与轴对称发散磁场或者拱形磁场叠加,可形成动态的拱形耦合磁场,动态的控制弧斑运动,改善弧斑放电状态,减少颗粒发射;在聚焦磁场引导下,等离子体稳定的传输,同时可以增强等离子体的粒子碰撞机率,提高离化率和离子密度。反极性动态聚焦导引磁场线圈由多波形电磁线圈控制电源驱动,可输出频率、幅值单独可调的直流及直流偏置的三角波、矩形波、馒头波、正弦波及其他形式的交变电流,实现对弧斑的多种模式控制。

摘要：针对现有瓜类蔬菜嫁接机在砧木子叶压持过程中容易导致子叶根部折断,或由于压持力过大导致砧木子叶损伤等问题,以葫芦苗为试验对象,通过测定砧木苗子叶特征参数,设计制作了一种适用于瓜类蔬菜嫁接的砧木子叶压持机构,压持机构中的仿形垫块形态曲线与砧木苗子叶自然形态接近,防止子叶根部折断;在子叶压持过程中,压持机构的压辊能在仿形自适应垫块上自动滑移以实现压紧力自动调节,避免砧木子叶表面损伤。取60株苗龄15 d的葫芦苗进行子叶压持试验,并与没有加仿形垫块的砧木子叶压持机构进行比较,试验结果表明:加仿形垫块的压持机构子叶压持成功率为100%,无子叶根部折断和子叶表面损伤现象,生长点去除率达到98.3%,说明所设计的子叶自适应压持机构是可行的,该研究为解决蔬菜嫁接砧木子叶压持提供了设计参考。

摘要：为了实现农田明渠灌溉的精准化控制,设计了一种基于物联网和云架构的渠灌闸门远程智能控制系统,系统由一体化旋转式闸门、本地控制软件、远程终端访问系统和云端中间件组成。闸门采用旋转式阀芯结构设计,降低闸门启闭时的驱动能耗;基于ARM开发了嵌入式控制系统,实现水闸运行的本地控制和状态数据采集;集成了无线通讯模块和光伏电源系统,解决传统水闸野外安装布线繁琐和供电困难问题;通过在阿里云服务器建立数据中心,部署中间件,实现水闸远程数据传送与控制指令传达;建立了基于水位、流量双反馈的闸门开度云控模型,实现水闸群智能运行;根据旋转式闸门启闭阶段角速度变化规律,提出了水闸运行异常报警方法;开发了B/S版和APP版的远程终端访问系统,实现了灌区数据大屏、闸群远程控制和智能调度,适用于农田灌溉中小型渠道输水、配水的精准化控制。

摘要：既有建筑下增层开挖对已有桩基础的影响不同于基坑开挖对坑内桩基的影响。基于工程实例验证的有限元参数,用硬化土弹塑性模型模拟土体,用接触面单元模拟桩土相互作用,建立了桩筏基础-地基-增层开挖三维有限元模型,对增层开挖后群桩基础的竖向承载性状进行研究。分析了桩顶刚度、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻比以及土体回弹的变化规律,并研究了不同桩端土体刚度和增层开挖深度对这些参数的影响。结果表明,增层开挖后群桩中不同基桩表现出不同的承载性状,增大桩端土体刚度可明显提高单桩承载力和端阻比临界值;随着增层开挖深度的增加,侧阻和端阻的发挥程度也随之提高。研究结果有望为地下室增层开挖施工中的结构托换变形控制和补桩设计提供依据。

摘要：针对多模态优化问题,提出一种动态小生境半径两阶段多模态差分进化算法.基于构象空间退火思想,设计一种两阶段退火策略来动态调整小生境半径,并根据退火过程将整个优化过程分为两个阶段.在第1阶段,通过差分限制变异策略生成高质量的新个体来维持种群的多样性,促进多模收敛;在第2阶段,利用种子邻近变异策略对已探测到的生境高度搜索,加快算法的收敛速度.实验结果表明,所提出算法能够有效实现从全局探测到局部增强的自适应平滑过渡,是一种有效的多模态优化算法.

摘要：目的实现球体表面微小缺陷的非接触式检测。方法基于激光散射和剪切干涉的光学原理,设计了适用于微小缺陷检测的光路系统,搭建了可适用于不同直径球体检测的精密可调节检测光路系统平台,通过对标定板的检测及重复性实验,确定光路系统的检测精度。采用高精度气浮主轴搭建了精密可调节的球体运动平台,通过对直径20 mm的G5级高精度氮化硅陶瓷球的检测实验,以及通过对一半抛光一半未抛光直径20 mm轴承钢球体的检测对比实验,验证光路实验平台对于球体表面微小缺陷检测的可行性。结果标定板上4μm宽、63 nm高的条纹的剪切干涉信噪比为8∶1,具有相对较高的信噪比。G5级高精度氮化硅陶瓷球的检测试验以及一半抛光一半未抛光轴承钢球体检测的对比实验,验证了该光路实验平台中,激光散射可灵敏地检测较深的微米级缺陷,剪切干涉可灵敏地检测较浅的微米级缺陷。结论基于光学原理搭建的球体表面微小缺陷检测平台,可以实现对球体表面微米级别缺陷的检测。