摘要：为定量预测陈皮热泵干燥过程中含水率的变化,基于机器视觉技术提取陈皮干燥过程中的图像特征,建立含水率预测模型。采集不同干燥时期的陈皮图像,采用图像处理的方法对陈皮图像进行预处理操作,提取陈皮图像的6个颜色特征和6个纹理特征共计12个图像特征,分析特征参数和含水率变化关系,将相关图像特征作为模型的输入,陈皮的含水率作为模型的输出,分别建立基于BP神经网络和支持向量机的陈皮干燥含水率预测模型进行对比分析,得到不同干燥时期含水率最佳预测模型。结果表明,支持向量机的预测效果更好,准确率达到99.01%,均方误差达到0.006 5,模型运行稳定,含水率预测结果准确且快速,能够为陈皮干燥过程中的含水率在线预测提供科学依据。

摘要：为解决陈皮在热泵干燥过程中干燥不均匀、效率低等问题,运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)对陈皮热泵干燥室的内部气流分布进行模拟仿真,并对导风板的排布方式进行优化模拟仿真分析。研究结果表明:有导风板时,干燥室的内部气流分布较均匀;当倾斜角度为30°、侧边间距为80mm、垂直间距为260mm时,能够有效提高陈皮热泵干燥室的气流分布均匀性和干燥效率。

摘要：为研究陈皮热泵干燥特性及干燥工艺,通过单因素试验研究了铺料厚度、温度和风速对陈皮热泵干燥过程的影响,建立了动力学模型;以干燥时间和品质得分作为目标,采用响应面法中的星点设计优化了干燥工艺。试验结果表明:陈皮铺料厚度的动力学模型可以用Page方程来描述,并通过多元线性回归分析确定了Page模型参数与干燥条件变化呈多项式函数关系;最优陈皮热泵干燥工艺为温度58.0℃、铺料厚度20mm、风速3m/s,该条件下,陈皮干燥时间为100min,品质得分为9.0。研究结果可为陈皮热泵干燥应用提供参考。

摘要：针对目前山药收获难的问题,设计开发一款可用于山药自动挖掘的机器。该机器主要由转筒、升降台、机架、底盘、双目相机及PLC控制部分组成。使用SolidWorks软件对机器零件进行设计及选型,并利用有限元分析软件ANSYS对山药机转筒和升降台进行力学分析。在汽油机13.5 N·m的驱动扭矩Td作用下得出转筒的最大应力和最大应形为10.41 MPa、 0.017232 mm,升降台的最大应力和最大应形为63.158 MPa、0.27901 mm,应力和变形均在材料许用范围内。使用样机做结构可行性实验,通过实验验证山药收获机结构设计合理,基本能够完成山药的收获。

摘要：为提高果园管理中果树修剪与采摘的效率,设计了一款内燃机驱动、具有侧倾角调节和升降控制功能的自走式果园高架机。在确定果园高架机总体技术要求基础上,对其工作原理、结构特点进行分析,通过理论计算,对高架机的关键部件进行设计与选型,采用三维软件对高架机进行建模,且加工生产样机进行测试试验。试验结果表明:整机最大行驶速度为3.7km/h,最小离地间隙高度为85mm,升降高度调节范围为650~3000mm,最大运载负载为350kg,最大举升负载为210kg,能够满足一般果园采摘与管理等作业,可提高农业作业安全性,降低人员劳动强度。

摘要：为优化热泵干燥黄姜片工艺,探究最佳干燥参数,以干燥温度、黄姜片厚度、出风速度三个为试验因素,采用Box-Behnken正交试验设计,确定黄姜片热泵干燥最佳工艺,计算每组试验中黄姜片的水分比,并采用PyCharm软件确定黄姜片热泵干燥的最佳数学模型。试验结果表明:干燥温度和黄姜片厚度对干燥速率影响较大,出风速度对干燥速率影响较小,整个干燥过程基本处于降速干燥,升速干燥时间较短。Box-Behnken正交试验得出最佳干燥工艺为温度63℃、黄姜片厚度2 mm、出风速度2 m/s。选取Lewis、Page、Modified Page、Henderson and Papis、Tow-term 5个薄层干燥常见数学模型,通过比较决定系数、离差平方和、均方根误差,确定Modified Page为干燥过程中最优模型。黄姜片的有效水分扩散系数与干燥温度、黄姜片厚度、出风速度具有正相关性,其值在1.46×10^(-8)~4.68×10^(-8)范围内变化,干燥活化能为39.71 kJ/mol。

摘要：高地隙杂交水稻制种授粉机在作业过程中,当泥底层高差变化过大时,两侧的授粉器上下颠簸导致授粉器风场脱离父本穗层最佳作用位置,甚至完全脱离父本穗层,从而导致局部区域出现授粉缺失。为解决上述问题,该研究设计了一种杂交水稻穗层埋入式管道送风辅助授粉机,从减轻授粉器质量和增加有效作用深度2个方面进行优化,对授粉器的分流器和授粉管进行分析,并对分流器的气流均布效果和授粉器的气流风场特性进行仿真试验。仿真结果表明:在工作区间内,分流器的气流均布效果与入口风量无关(P>0.05),根据参数优化选出的分流器可使3支授粉管的入口总压平均变异系数仅为1.14%;授粉管的喷孔直径为12 mm时,授粉边界区域风场速度约为1.2 m/s,可保证花粉横向悬浮运送至整个母本区域。根据理论分析和仿真结果试制样机并进行试验,结果表明:授粉机行走速度为1.5 m/s,作业效率约14 hm^(2)/h,在通过200 mm地面高差时依然具有稳定的穗层风场保持能力,授粉管喷孔轴心气流平均速度为34.2 m/s的条件下,母本厢花粉采集点的载玻片单位视野内平均粒数为8.35粒(杂交水稻制种农艺上要求至少有3粒花粉),其中平均花粉粒数多于3粒的采集点数量占比为96.02%,基本解决了局部区域授粉缺失问题。该研究可为杂交水稻制种田间机械化授粉提供参考。

摘要：针对当前无人机水稻撒播难以成行成穴、落种易受旋翼风场干扰和播种均匀性不佳等问题,该研究结合点射式水稻播种装置和飞行控制器设计了一套播种控制系统,开发了配套的地面站功能,并制作了样机。控制系统基于PID算法实现排种器步进电机的转速闭环控制,通过标定模型对振动电机激振力和摩擦轮电机转速进行控制,并根据状态机设计播种控制程序。以3倍丸粒化稻种为对象,从播种量准确性、播种成行性和播种均匀性3个方面对样机的播种性能进行验证并优选合适的播种参数。试验结果表明:无人机模拟飞行的播种量准确性测试中,样机以1.0~2.5 m/s的作业速度进行播种时,播种量的平均相对误差小于4%,控制系统具有较好的动态调节能力。实地飞播测试中,样机以1.0和1.5 m的高度播种时,种子分布在12 cm种行宽度内的平均概率超过80%,成行性较好。考虑安全因素,优选1.5 m为样机的适宜作业高度。在作业高度为1.5 m,3倍丸粒化稻种的播种量为90~150 kg/hm^(2)(对应裸种的播种量22.5~37.5 kg/hm^(2)),作业速度为0.5~2.0 m/s时,播种均匀性变异系数为20.51%~35.52%。进一步分析发现,适当提升作业速度可提高播种均匀性。田间试验结果表明,播种量的相对误差分别为2.47%和4.12%,播种均匀性变异系数分别为22.17%和21.82%,种子破损率分别为0.34%和0.18%,满足相关标准的水稻飞播精度控制要求。研究结果可为无人机水稻直播技术提供参考。

摘要：现有槽轮式排肥器存在低转速下脉动性较强和排量范围较小的问题,较难满足农用无人机低空高速施肥对大排量范围以及排量连续性和准确性的要求。针对以上问题,该研究设计了凹槽形状和凹槽列数不同的排肥槽轮,并利用EDEM仿真模拟和台架试验测试了各槽轮的排量范围以及排肥时的脉动性和准确性,优选出满足无人机施肥要求的排肥槽轮。仿真结果表明,转速为10~40 r/min时,凹槽的截面形状和列数对脉动性影响较大,且直槽槽轮的脉动性较为明显,外切4列和内切5列对脉动的幅度和时间间隔的影响最小。台架试验结果表明,转速为40~120 r/min时,各槽轮排放复合肥和尿素的排量均在17 kg/min以上,且均随转速的增大而增大,能够满足无人机施肥时对排量的需求。方差分析表明凹槽截面形状和凹槽列数的主效应和交互作用对排量的影响均显著(P<0.05),而且会受到转速的干扰。对于复合肥,外切6列、直槽6列和外切5列槽轮的变异系数波动最小,基本稳定在1%以内;内切4列、内切6列和外切4列槽轮的变异系数波动范围稍大,但均在3%以内。对于尿素,内切4列和直槽4列的变异系数波动较大,排量准确性较差,内切6列和直槽6列槽轮的变异系数波动较小,基本稳定在1%以内;直槽5列、内切5列、外切4列、外切5列和外切6列槽轮的变异系数波动范围基本在1%~2%。综合低转速下的排量脉动性和高转速下的排量准确性,为了确保不同转速下的排肥效果,施肥无人机排放复合肥时可选择外切4列槽轮,排放尿素时可选择外切4列或内切5列槽轮。该研究可为施肥无人机的排肥性能研究提供参考。

摘要：为探究飞防助剂类型与杀虫剂的混配方式对水稻二化螟防治效果的影响,本研究以杀虫剂(10%甲维∙茚虫威SC、5%氯虫苯甲酰胺SC和0.8%鱼藤酮SC)、飞防助剂(有机硅助剂、矿物油助剂和卵磷脂助剂)、施药液量(21、24和27 L/hm^(2))为因素设计了3因素3水平的L9(34)正交试验,通过方差分析(ANO⁃VA)方法对各因素的显著性水平进行了分析。结果表明,在本研究的试验条件下,施药后第14天,杀虫剂对水稻二化螟防治效果有显著性影响(P<0.05),飞防助剂对水稻二化螟防效有极显著影响(P<0.01);在设定的施药液量范围内(21~27 L/hm^(2)),施药液量对水稻二化螟防效无显著性影响。混配方式7(0.8%鱼藤酮SC、有机硅助剂和27 L/hm^(2)施药液量)具有较好的速效性与持效性,施药后第14天的防效达81.45%;混配方式4(5%氯虫苯甲酰胺SC、有机硅助剂和24 L/hm^(2)施药液量)持效性显著,施药后第14天的防效为79.30%。本研究成果可为防治水稻二化螟的药液混配方式提供参考。