摘要：为解决海南省香蕉秸秆粉碎机作业过程中粉碎效果差和抛撒不均匀等问题,设计了一款具有良好秸秆粉碎性能的仿生锯齿粉碎尖刀还田机。将仿生学原理应用到粉碎刀片设计中,仿蓝鲨牙齿锯齿轮廓设计了一款仿生锯齿粉碎尖刀,通过仿真验证了仿生锯齿尖刀对香蕉秸秆的切割能力,并设计了仿生锯齿尖刀与传统粉碎刀混合使用,制定了试验方案并进行整机仿真与田间试验。利用Fluent软件研究了香蕉秸秆粉碎还田机作业过程中粉碎刀轴转速、粉碎室离地高度和粉碎刀刀尖与机壳距离等参数对粉碎室内不同位置的压力场、速度场的影响。仿真结果表明,当刀轴转速为2000 r/min时,粉碎室喂入特性最佳;粉碎室离地高度越大,秸秆喂入特性越好,但过高或过低的离地高度会导致粉碎室内秸秆流动性降低;增加粉碎刀刀尖与机壳间隙会导致秸秆抛撒情况产生不良影响。仿真试验和田间试验结果表明,仿生锯齿尖刀与传统粉碎刀混合使用,可在保证秸秆捡拾能力同时,提高整机粉碎合格率和抛撒均匀度。

摘要：针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。

摘要：研究氮添加与凋落物处理对土壤有机碳组分及酶活性的影响对调控人工林生态系统恢复具有重要意义.于海南岛西部橡胶林地开展野外微区模拟试验,采用二因素完全随机设计,设置4个氮水平[不施氮(CK,0 kg·hm^(-2)·a^(-1),以N计,下同),低氮(LN,50 kg·hm^(-2)·a^(-1)),中氮(MN,100 kg·hm^(-2)·a^(-1))和高氮(HN,200 kg·hm^(-2)·a^(-1))]以及2种凋落物处理[凋落物去除(LR),凋落物保留(L)],分析0~10 cm和10~20cm土层的土壤理化性质、总有机碳(SOC)及其组分、酶活性等指标.结果表明,土壤pH随N添加量增加以及凋落物的去除呈显著降低的趋势(P<0.05).土壤NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量随N添加的增加显著增加,N添加和凋落物处理对NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量有显著的交互效应.与L处理相比,LR降低了土壤SOC及其各组分含量,其中轻组有机碳(LFOC)含量降幅最大,在0~10 cm和10~20 cm土层降幅分别为29.0%~81.4%和23.5%~58.4%.不同凋落物处理条件下,SOC及其各组分含量随N添加量的增加均呈先增加后降低的趋势,LN处理显著高于HN处理.N添加和凋落物处理对SOC、LFOC(0~10cm)和重组有机碳(HFOC)含量有极显著的交互作用(P<0.01).与L处理相比,LR处理在CK和LN处理条件下的土壤多酚氧化酶(PPO)活性显著降低,而在MN和HN条件下,LR处理的PPO含量显著增加;方差分析显示,N添加和凋落物处理对PPO和0~10 cm土层的纤维素酶(CBH)活性有极显著影响的交互作用,土壤酶活性[β-葡萄糖苷酶(BG)、PPO、CBH]对N添加处理的响应程度均大于对凋落物处理的响应.相关性分析表明,SOC含量与微生物生物量碳(MBC)、颗粒态有机碳(POC)、LFOC以及HFOC含量之间呈极显著正相关关系.总体来看,凋落物保留与低N输入对橡胶林地土壤碳库以及酶活性具有较好的协同作用.

摘要：天然橡胶是我国重要的战略物资,针对当前胶工流失严重、割胶作业难以实现机械化等问题,设计一种电驱动偏摆式割胶装置。以理论分析结合数学建模为基础进行,通过Adams与ANSYS建立传动结构的有限元模型,并阐述运动特征规律,来验证模型的构建准确性,分析传动部件在运动情况过程下的应力分布、动态特性及振动机理,为便携式割胶装置的设计以及后期改进提供参照途径。通过运动学分析,刀片摆幅、传动结构受力与理论计算值误差分别为4%和3%;在数值模拟中传动结构的最大应力出现在Y型驱动叉与刀座的连接处,XYZ三个方向面的等效应力均小于材料屈服极限,故不会发生失效与出现共振;通过试验分析,偏摆式割胶装置样机相较于传统人工割胶刀,在割胶速度、耗皮厚度以及割胶深度上的平均值相差分别为42.3%、4.3%、0.6%,其中割胶速度差异较为显著。割胶装置的理论模型分析结果与实际样机加工制造的试验情况基本符合。

摘要：针对传统的天然橡胶植保存在的作业效率低、施药效果较差、农药利用率低等问题,研制了一种可实现变量施药的高扬程履带式风送喷粉机。通过理论分析各关键部件在喷施药粉过程中的作业机理,开展了喷粉机整机关键部件设计与选型;根据白粉病防治标准和橡胶树个体信息,设计了变量施药控制系统;胶园试验表明,在不同施药量和橡胶树的个体信息存在明显差异的情况下,目标橡胶树冠层的药粉有效利用率分别为46.93%、42.2%和39.72%,目标橡胶树冠层单位面积沉积量变异系数分别为18.77%、24.89%、12.51%,说明橡胶树叶片上、中、下层单位面积沉积量差异不明显,单位面积上药粉沉积较为均匀,施药效果较好。研究结果为天然橡胶树机械化植保作业提供了技术支持。

摘要：随着外卖业的快速发展,外卖智能派单成为外卖服务的重要形式。然而,目前相关研究侧重于研究外卖配送路径问题,不利于解决外卖智能派单的多目标动态决策中存在的问题。本文从外卖订单-骑手匹配的角度,分析了外卖平台智能派单的五个基本目标和四个基本约束,构建了多目标的订单-骑手匹配优化模型,进而给出了基于适应性策略的实时优化算法。最后,本文设计了外卖智能派单的仿真实验,对比了骑手-订单数量均衡、骑手供过于求、骑手供不应求等三种情况下的优化情况,验证了基于适应性策略的实时优化算法的优化效果。本研究对外卖平台发展智能派单模式具有较好的理论与实践价值。

摘要：为了有效地利用在线监测到的海流和风数据,减少能源消耗以提高自然能驱动无人艇的续航力,以“驭浪者”号自然能驱动无人艇为研究对象,提出一种基于在线海流数据的能源最优路径规划方法。通过“驭浪者”号实船试验得到的最小回转半径对粒子群算法进行改进,设计距离最优的路径规划算法。考虑到海流和风对“驭浪者”号能源消耗的影响,建立海流和风影响下能源消耗模型;在静态海流环境中,以能源最优为目标对粒子群算法进行改进,探索能源最优的路径规划算法。根据“驭浪者”号在线监测到的海流和风信息,得到随时间-空间变化的动态海流数据,对能源最优的路径规划算法进行优化,提出基于在线监测海流数据的能源最优路径规划算法。通过仿真试验,对比距离最优的路径规划算法和基于在线监测海流数据的能源最优路径规划算法在相同工况下能源消耗情况,验证所提出算法的可行性和有效性。

摘要：针对天然橡胶全自动采胶装备的运动作业形式,设计一种可实现橡胶树干自适应包络夹持的抱紧装置,对该装置的工作原理、组成结构、抓取模式和自适应包络抓取特性等方面进行阐述与分析,为优化抱紧装置的设计提供依据。采用ANSYS workbench软件进行有限元分析,结果显示:实际工况下抱紧装置的最大总形变量为0.01 m,其发生在柔性导轨前端,各形变量均较小且与抱紧装置实际受力情况相符;所受最大应力为0.45 MPa,应力集中在柔性导轨与支撑板连接处。但其存在较大的材料冗余,对抱紧装置进行拓扑优化,按照30%、40%、50%、70%的材料去除率分别计算,结构优化后的质量由0.53 kg降至0.39 kg,结果表明,在保障强度与刚度的要求下,降低抱紧装置材料冗余量,可满足作业需求。并对抱紧装置的样机开展定性和定量测试试验,通过反馈数据进行分析,得出抓取模式的受力情况,夹持效果较好。

摘要：割胶是橡胶树收获胶乳的重要途径,便携式机械化割胶是实现产业升级和节本增效的途径之一。为进一步提高机械割胶效果,根据采胶生理特殊性、割胶工况复杂多变性、橡胶树收获物胶乳黏弹特性、橡胶树生长差异性、割胶形式多样性等农机农艺融合问题对割胶机械的设计需求,优化设计便携式电动割胶装备的切割刀片、电子调速器、导向器等零部件。优化结果表明:采用刃高≥10 mm的刀片割胶,可以轻松切断旧胶线;电子调速器在电机转速为3 201~8 459 r/min区间调速时,灵敏度高,单次割胶轨迹连续平稳;导向器形状从“L”型优化为“T”型,减少旧胶线对割胶机械的干预。优化后的技术,提高便携式割胶机械对割胶农艺的适应性,降低操作技术难度和单株割胶时间,胶工更容易快速掌握。

摘要：为了获取橡胶树皮结构力学特性参数,解决机械化采胶装备研发中采胶深度精准探测和耗皮厚度精准控制技术无可靠依据提供参考的问题,设计一种基于可编程序逻辑控制器(programmable logic controller, PLC)的橡胶树皮非线性力学性能测量的试验装置,实现橡胶树皮力学特性的自动化连续探测和数据采集,以及树皮厚度的高精低损测量。并应用于热研7-33-97和PR107两个品系的15龄、20龄、25龄橡胶树上进行树皮力学性能试验研究,建立刺入过程中刺入力随刺入深度变化的数学模型。结果表明:该装置工作性能稳定,不同品系、不同树龄的树皮刺入力随刺入深度的变化曲线形态相近,均呈高-低-高的趋势变化,并与树皮结构分层特性高度相关;相同树龄下,热研7-33-97和PR107两个品系的刺入力情况差异不明显,同品系的大树龄比小树龄刺入力更大,在1.0 mm针刺下,刺入力最大峰值可达48.5 N。该试验装置满足橡胶树皮结构力学特性参数的探测需求,并为机械化采胶装备的研发提供理论基础。