摘要：针对目前我国甘薯裸苗移栽机存在作业状况难以实时监测分析的问题,设计了一种融合多种传感器的甘薯裸苗移栽监测系统,主要包括信息采集处理与远程监测两部分。以漫反射激光传感器、旋转编码器作为信息采集机构,以PLC作为信息处理与逻辑控制器,并结合DTU设备将移栽机作业工况实时发送至OneNet远程云平台,基于MIT APP Inventor开发了手机APP软件,通过手机访问OneNet云平台实现移栽信息远程查看与分析。对关键装置漏栽监测系统准确度进行了试验,结果表明:漏栽监测系统在3种移栽频率下,最高监测精度为98.45%,平均监测精度为98.15%,可以较好地满足甘薯裸苗移栽精确监测方面的要求。

摘要：以徐紫薯8号为原料,研究物料水分含量、套筒温度、螺杆转速、喂料转速对紫甘薯膨化圈径向膨化率及硬度的影响。在单因素试验基础上,结合Box-Behnken试验设计,优化双螺杆挤压膨化工艺,进一步对膨化产品的水合特性、糊化特性及质构特性进行分析。结果表明:最佳挤压膨化工艺参数为物料水分含量12%、套筒温度149℃、螺杆转速28 Hz、喂料转速10 Hz,在此条件下产品膨化圈的径向膨化率为3.52,硬度为63.85 N,与理论预测值接近。全粉经挤压膨化后,徐紫薯8号膨化圈的水合特性明显提高,热糊稳定性和抗老化性得到改善,口感酥脆,更易剪切。

摘要：针对甘薯秧蔓垄沟匍匐生长不易全部机械回收的难题,设计了一种甘薯秧蔓回收机,并对关键部件仿垄刀辊机构和风机抛送装置进行了设计计算,该机可一次性完成甘薯秧蔓切割、粉碎、抛送和回收作业。以刀辊转速、离地间隙、风机转速为试验因素,甘薯秧蔓粉碎合格率、含土率、回收率为试验指标,采用响应面分析方法,建立了试验因素与试验指标之间的回归模型,分析了试验因素对试验指标的影响。试验结果表明:最优工作参数组合为刀辊转速2070 r/min、离地间隙16 mm、风机转速890 r/min,秧蔓粉碎合格率均值为93.10%、含土率均值为8.56%、回收率均值为91.19%,研究结果满足甘薯秧蔓回收机的使用要求。

摘要：针对现有甘薯起垄整形机起垄效果较差、牵引阻力大等问题,设计了一种甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置,并阐述了其主要结构和工作原理。结合甘薯种植模式和垄型结构农艺要求,采用水平直元线法确定了开沟起垄装置犁体曲面的结构参数及其取值范围。运用EDEM离散元仿真软件,建立了犁铧式开沟起垄装置-土壤互作仿真模型。选取开沟犁体曲面安装角、推土角、元线角差值为试验因素,以犁体土壤抛送距离和牵引阻力为评价指标,进行了Box-Behnken中心组合设计试验。仿真试验结果表明,当作业速度为3.33 km/h时,安装角、推土角和元线角差值最优组合为27.19°、38.05°和10.69°。基于优化的最优组合参数进行了田间试验,田间试验结果表明,犁铧式开沟起垄装置垄高稳定性系数为98.53%,垄体土壤紧实度为236 kPa,拖拉机作业油耗为11.94 L/h,满足甘薯开沟起垄农艺要求,且均优于板式起垄装置作业效果。

摘要：甘薯种植多以裸苗移栽为主,对机械化移栽要求较高。针对国内甘薯移栽设备自动化程度低,作业时需要人工喂苗导致劳动强度大、机械化栽插质量不高的问题,结合甘薯裸苗栽植农艺要求,基于预处理苗带喂苗装置和挠性圆盘栽植装置设计了一种甘薯裸苗自动移栽机,结合甘薯裸苗移栽机喂苗装置、挠性圆盘栽植装置和浇水装置自动作业控制需要,设计了基于CAN总线的甘薯裸苗自动移栽机控制系统,能够一次性完成旋耕、起垄、开沟、自动有序喂苗、定株距栽插、镇压覆土、自动浇水、修垄等作业。田间试验表明,机具在目标株距25 cm以及作业速度0.25、0.35、0.45 m/s的情况下,栽植株距变异系数和栽植深度合格率均达到了标准要求,栽植株距变异系数和栽植姿态合格率受作业速度影响较大,栽植深度受作业速度变化影响较小,在作业速度为0.25 m/s时,栽植株距变异系数平均值为10.16%,栽植深度合格率平均值为95.56%,作业性能优于0.35 m/s和0.45 m/s,栽植姿态合格率平均值为90%。本研究为甘薯裸苗机械化、自动化移栽机械的理论研究和设计提供了新的参考。

摘要：针对国内甘薯收获机械自动化水平低、挖掘阻力大、易堵塞、土薯分离效果差、生产效率低等突出问题,充分考虑甘薯自身生理性状,根据甘薯体型大、皮薄、结薯深和甘薯秧蔓匍匐缠绕严重等特点,设计研发了4UGS2型双行甘薯收获机,挖掘机构的防堵设计可有效保证土壤顺畅流动,减轻秧茎或杂草搭缠,从而降低作业阻力;两级土薯分离装置、主动型抖动装置和土薯分离装置速度配比优化设计,可以提高明薯率和降低破皮率,保证更有效的土薯分离效果;自动对行装置和自动挖深调控装置的研究,可进一步提高甘薯作物收获机械自动化水平和作业性能。田间收获试验表明:该机型对土质松软、板结较少的垄作旱地适应性较好,拖拉机前进速度为1.40 m/s时,其明薯率达97.40%,伤薯率达1.85%,破皮率达1.83%,可靠性为95%,生产率达0.80 hm^2/h。设计机型的各项性能指标优于传统机型,其明薯率提高6.23个百分点,伤薯率降低4.11个百分点,破皮率降低3.11个百分点,生产率提高0.19 hm^2/h。该机型工作稳定可靠、作业效果好、生产效率较高。该研究可为其他薯类收获机械智能化收获技术研发提供有效借鉴。

摘要：针对甘薯人工削皮劳动强度大、效率低,传统去皮方式污染严重等问题,基于甘薯的物理特征,设计了一种柔性自适应仿形甘薯削皮机。为确保甘薯削皮厚度的一致性与削皮作业的稳定性,首先对甘薯削皮过程进行理论分析,确定了影响仿形削皮性能的关键部件结构参数及取值范围,以仿形限位球半径、仿形力、电缸与卡爪转速比为试验因素,以甘薯削皮厚度均匀性为响应值,利用Design-Expert 8.0. 6软件采用BBD法设计三因素三水平试验,建立了各因素与甘薯削皮厚度均匀性的回归数学模型,分析了影响削皮性能的主要原因。结果表明,各因素对甘薯削皮厚度均匀性影响的主次顺序为:仿形力、仿形限位球半径、电缸与卡爪转速比;最佳参数组合为仿形力68.1 N、仿形限位球半径28.1 mm、电缸与卡爪转速比0.95。甘薯削皮性能验证试验表明,在优化后的工作参数下,该甘薯削皮机削皮效果较好,平均每个甘薯削皮时间为10 s,工作效率达360个/h,满足甘薯削皮的工业化加工需求。

摘要：为探明甘薯收获期藤蔓茎秆机械特性，以便提高甘薯藤蔓机械粉碎还田作业质量，该文农机农艺结合，以江苏南京地区鲜食紫甘薯宁紫1号、宁紫2号为试验对象，应用电子万能试验机、甘薯藤蔓粉碎还田试验机等仪器设备，研究了收获期甘薯藤蔓茎秆含水率和剪切强度的变化，揭示了茎秆含水率、剪切强度和机械碎蔓作业质量的内在关系，获得了含水率在86.92%～70.08%时，2个紫甘薯品种藤蔓茎秆剪切力与含水率之间变化的二次函数回归方程；明确了经验收获期开始时藤蔓茎秆含水率分别为81.5%和78.1%、剪切力分别为90.1和94.8 N；从提高机械作业质量角度出发，提出了收获期内最宜机械碎蔓作业时间约为6～8 d。研究结果为新型甘薯藤蔓粉碎还田机转速、切刀线速度等参数设计提供了直接依据，并为适宜的甘薯收获期选择和适宜机械作业的栽培农艺研究提供了参考。

摘要：为提高甘薯机栽水平,解决传统薯苗机械栽植中下田作业机具多、主要栽插方式短缺、易压垄伤垄、作业质量不高等难题,该文研制出一款与55.13＋80.85 k W大型拖拉机配套的2ZGF-2型甘薯裸苗复式栽植机,该机可一次完成两垄甘薯的旋耕、起垄、破压茬、开沟、栽插、镇压、修垄等作业。该机采用非零速栽插原理,链夹运动轨迹为余摆线,满足了甘薯种植中广泛应用的＂斜插法＂栽插方式作业需求,研究并确定开沟器开沟、链夹放苗与覆土压实三者间协调一致工作的重要结构参数,明确了栽插株距的主要影响因素和调整方法。该文对甘薯栽苗作业质量评价影响最重要的2个指标进行参数优化试验,得出优选参数组合为喂苗露出长度140 mm、开沟深度80 mm、前行速度0.3 m/s,此时立苗角度合格率为97.9%,栽插深度合格率为98.2%,较好的满足了甘薯机械栽插要求。该研究不仅为甘薯栽插市场提供了实用机具,也为甘薯栽插机械创新研发或优化提供了参考。

摘要：鉴于目前的甘薯施肥、施药机械作业效率低、可靠性差、作业不规范等问题,研究设计一款新型的垄芯弧形精准施肥施药机,与66~88 kW的大型拖拉机相匹配,实现规范的起垄作业和药在上、肥在下的双层弧形释放面。运用理论计算与试验研究相结合的方式,以垄型参数合格率、肥药分层合格率作为机具试验的鉴定指标,对机具的施肥铲、施药铲和镇压器等关键部件的结构参数、工作参数等进行优化。结果表明:机具的前进速度、施肥铲与施药铲前后间距、镇压器结构形式这3个因素对机具作业质量的影响较大,优选组合为前进速度2.1 km/h,施肥铲与施药铲前后间距为600 mm,镇压器结构形式为斜压式,田间验证试验得知,垄型参数合格率为98.6%,肥药分层合格率为99.1%。