摘要：为更加准确掌握“一膜两年用”玉米全膜双垄沟覆膜种床特征,提高其智能化生产水平,采用基于深度学习的目标检测网络模型开展“一膜两年用”玉米全膜双垄沟种床特征识别方法的研究,对种床结构中的残膜、根茬和覆土带进行检测识别。结果表明:优化后的YOLOx网络模型的效果相关值(mAP)为90.76%,检测结果优于其他网络模型。为探究无人机拍摄图像对目标检测结果的影响,采用三因素三水平BOX-Behnken试验设计方法,建立无人机飞行高度、无人机飞行角度和无人机飞行速度与评价网络模型mAP值的数学模型,寻求无人机拍摄的最优参数组合并进行试验验证,当无人机飞行高度为0.9 m、飞行角度100°、飞行速度2.2 m·s^(-1)时,评价网络模型效果相关的响应值达到最优。经验证,无人机拍摄参数优化后,网络模型的mAP值为92.67%,检测效果优于其他组模型。

摘要：为进一步提升全膜双垄沟覆膜种床机械化耕整作业效果与作业效率,基于全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式,设计全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机,实现了全膜双垄沟种床构建过程中的旋耕、起垄、施肥、双幅覆膜覆土及镇压的一体化作业。在设定联合作业机传动系统的前提下,对样机关键部件进行设计与选型,确定其旋耕刀组、排肥装置、提土种床覆土装置的工作参数与功耗,同时解析了刮板式提土装置、水平双向螺旋输土装置作业过程,得到满足双幅覆膜种床各部位覆土的必要条件。应用离散单元法对提土种床覆土装置“提土-输土-覆土”动态作业过程进行数值模拟,分析了各工作环节输土、覆土特性,对影响覆土作业效果的相关因素进行了探讨。田间试验结果表明,当全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机前进速度为1.10 m/s时,采光面地膜机械破损程度为39.8 mm/m^2、种床膜边覆土宽度合格率为94.5%、大垄垄体中心覆土宽度合格率为91.6%、种床覆土厚度合格率为97.5%、种床起垄高度合格率为93.2%,试验指标均符合国家与行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求,田间试验工况与仿真结果基本一致。

摘要：为适应中国西北旱区玉米全膜双垄沟播种植模式,解决传统玉米收获机械收割过程不对行、玉米籽粒损失率高的问题,设计了一种自走式穗茎兼收型旱区玉米全膜双垄沟联合收获机。该机采用对行式收割割台、立式摘穗辊装置、割台下方中间位置输送玉米果穗、立式摘辊后方设置茎秆切碎装置、机身侧面输送经切碎后的玉米茎秆,实现了旱区玉米全膜双垄沟播种植的对行收割以及穗茎兼收,降低了籽粒损失。田间试验表明,在机具作业速度为3~4.5 km/h、立式摘穗辊转速为1 100 r/min、茎秆切碎装置转速为1 584 r/min时,籽粒损失率为1.8%,果穗损失率2.4%,籽粒破碎率0.77%,茎秆切碎合格率92.6%,苞叶剥净率95.1%,能够满足玉米联合收获技术要求。

摘要：为深入研究全膜双垄沟起垄覆膜机镇压作业过程中不同工作参数对机具运行及种床构建质量的影响,该文利用ABAQUS软件建立镇压装置轮组与种床土壤互作的三维有限元模型,模拟镇压作业过程中触土部件与土壤相互作用的动态过程。采用三因素三水平Box-Behnken试验设计方法,建立载荷、机具前进速度、土壤含水率与垄面沉陷量、水平牵引阻力及渗水孔偏移量之间的数学模型,寻求覆膜机镇压轮组的最优作业参数组合。仿真试验中采用基于ALE算法的自适应网格划分技术解决网格畸变导致的仿真中断问题。仿真结果确定了3种不同土壤条件下较优的作业参数组合,并进行田间验证试验。结果表明,土壤含水率为15%条件下,机具前进速度为1.01m/s,施加载荷为100N时镇压轮组所受水平牵引阻力均值为44.15 N,大垄垄面平均沉陷量为11.82 mm,渗水孔平均偏移量为8.25 mm,试验结果满足全膜双垄沟种床构建质量要求。本文建立的三维有限元模型可用于预测镇压装置工作过程中的作业情况,可为机械化双垄沟种床构建作业方式及起垄覆膜机镇压装置的设计提供参考。

摘要：为实现全膜双垄沟覆膜种床机械化构建,针对地膜全域覆盖膜上横腰带式覆土等要求,设计了横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机,可实现起垄、施肥、覆膜、覆土及横腰带铺设与渗水孔打孔的一体化作业。对样机关键部件进行设计,确定其旋耕刀组功耗和提土装置、镇压打孔装置的工作参数,同时解析了输土种床覆土装置、横腰带覆土系统的作业过程,得到满足覆膜种床各部位覆土的必要条件。田间试验表明,当作业速度为0.50m/s时,采光面地膜机械破损程度为38.6mm/m^2、种床起垄高度合格率为89.8%、种床垄沟中心距合格率为90.7%、种床膜边覆土宽度合格率为95.8%、横腰带覆土宽度合格率为95.6%、种床覆土厚度合格率为95.2%、横腰带覆土间距合格率为93.5%、渗水孔间距合格率为97.1%,试验指标均符合国家与行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求。

摘要：为了解决地膜污染问题,通过对国内外地膜捡拾机的研究和借鉴,研制出全膜双垄沟地膜捡拾机。运用SolidWorks motion功能仿真弹齿M点的运动轨迹和X方向线性速度,得出收膜滚筒的转速为80 r·min^(-1),通过设计计算和考虑其它因素得出入土角为25°;在此基础上增加反向推膜机构,对集膜滚筒机械进行改进优化并做出样机。实验表明,该样机作业生产率为0.4~0.6 hm^2·h^(-1),地膜捡拾率为90%,使用可靠性为98%,工作效率高,制造成本低,适应性强。

摘要：旱地玉米全膜覆盖双垄沟精量播种机采用凸轮与曲柄组合机构控制成穴器,能够实现播种时成穴器水平绝对速度为零,可改善播种作业过程中成穴器撕膜、挑膜及穴孔错位。以播种机前进速度、曲柄机构转速、凸轮机构转速和切膜刀角为自变量,穴孔错位率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,建立了各因素与穴孔错位率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:4个因素对穴孔错位率影响的主次顺序依次为凸轮机构转速、曲柄机构转速、播种机前进速度和切膜刀角;最佳工作参数为:播种机前进速度0.50 m/s、曲柄机构转速50.2 r/min、凸轮机构转速46.4 r/min和切膜刀角23.6°,此条件下穴孔错位率为1.221%。验证试验表明该组合下试验相对误差较小。

摘要：应用Plackett-Burman试验设计并结合玉米全膜双垄沟穴播机工作原理分析获得的8个初始参数(放大机构比例、近等速机构传动比、成穴器开启位移、成穴器角度、曲柄转速、机器前进速度、主动杆转速、成穴器播深)进行筛选,得到作业机曲柄转速、机器前进速度以及主动杆转速对穴孔错位率、采光面机械破损率影响显著。在通过最陡爬坡试验确定显著性参数最优值区间的基础上,根据Box-Behnken试验结果分别建立了穴孔错位率、采光面机械破损率与显著性参数的二阶回归模型,探究单一因素及交互因素对不同响应值的影响效应,并结合OptimizationNumerical计算方法对直插式穴播机工作参数进行优化与田间试验验证。试验结果表明:样机作业性能在符合国家标准要求前提下,各显著性参数对其穴孔错位率的影响主次顺序为机器前进速度、曲柄转速、主动杆转速;对采光面机械破损率的影响贡献由大到小为机器前进速度、主动杆转速、曲柄转速。优化所得的样机最佳工作参数条件为:机器前进速度为0.52 m/s、曲柄转速为72 r/min、主动杆转速为140 r/min。同时在此条件下,样机田间验证试验的穴孔错位率均值为1.23%,采光面机械破损率均值为9.56%,较优化前穴孔错位率(1.56%~5.87%)、采光面机械破损率(10.63%~73.37%)有明显的下降,表明在优化工作参数条件下作业机能够实现零速投种,基本无穴孔错位与撕膜、挑膜现象出现,能够有效避免对采光面地膜的机械损伤,表明建立的回归模型是可靠的。

摘要：为增强全膜双垄沟起垄覆膜机的覆膜、覆土质量,聚集降水,减少水土流失和地表径流,提出偏置轴承式、凸轮顶杆式、地轮拨齿式3种横向土带堆放机构,运用SolidWorks Motion对3种机构进行运动仿真与机构分析,优选出工作时间短、急回特性明显的横向土带堆放机构,并进行田间验证试验。仿真结果表明:在相同仿真参数情况下,地轮拨齿式横向土带堆放机构完成1次抖土压膜工作所需时间仅为0.29 s,抖土板位移为530.45 mm,倾角和张角分别为29.00°、21.39°,最大电动机消耗功率最小。田间验证试验表明:作业后横向土带宽度合格率为96.5%,间距合格率为95.3%,厚度合格率为95.5%。相比较偏置轴承式和凸轮顶杆式,地轮拨齿式机构放土质量均匀,急回效果好,不易粘土,能耗最少,覆土覆膜效果较好,符合全膜双垄沟作业要求,适宜于全膜双垄沟覆膜种床横向土带堆放。

摘要：针对西北地区旱地全膜双垄沟播种作业需求,结合地方农艺特点,笔者与科研团队设计出一种2BZ-4全膜双垄沟精密播种机,该播种机主要用于起垄覆膜后二次进地自走式播种作业。与市场上现有的播种机相比,该机型能通过选配不同的排种器完成多种农作物的多功能播种;在设计初考虑到不同地区、不同农作物的农艺需求,将播种深度设计为40～100 mm可调、行走底盘轮距设计为1 000～1 400 mm可调、行距设计为380～550 mm可调,极大地提高了该播种机的通用性,同时在降低劳动强度和提高播种效率方面效果显著。