摘要：针对鲜食玉米收获过程中茎秆夹持输送断茎、堵塞等问题,设计了一种结构简单、夹持输送稳定的仿生摘穗柔性夹持输送装置。首先,在分析握持茎杆自上而下弯折掰穗的基础上,研究了仿生摘穗原理,重点研究了影响茎秆柔性夹持、输送装置的作业参数,对装置采用分级试验方法,以单因素设计了台架试验,得到装置前进速度为1.2 m/s、割刀转速为420 r/min时作业效率最优;其次,固定两参数不变,以夹持输送带转速、夹持机构倾角和夹持输送带间隙为试验因素,以茎秆断茎率、夹持准确率为试验指标,采用二次回归正交旋转组合试验方法进行台架试验,通过Design-Expert8.0.6软件建立因素与指标的数学模型,增加约束后因素优化,试验结果表明,当夹持输送带转速为342 r/min、夹持机构倾角为19°、夹持输送带间隙为6.0 mm时,茎秆断茎率均值为0.46%、夹持准确率均值为94.0%,作业性能良好。最后,开展了田间验证试验,结果显示茎秆断茎率均值为0.55%、夹持准确率均值为93.0%,与优化结果基本一致,本文所设计的装置降低了茎秆断茎,稳定性较高,满足鲜食玉米果穗收获要求。

摘要：为了解决中国在鲜食玉米加工中的剥皮难题,在借鉴国外先进鲜食玉米剥皮技术的基础上研制出一种鲜食玉米剥皮机。该机采用一对转辊相向转动,转辊与玉米穗苞叶接触产生摩擦将玉米苞叶先搓起一角,之后一对转辊夹住苞叶旋转将其剥掉。该设备可适应玉米籽粒含水率介于58%～73%间的原料,对脆嫩易剥的鲜食玉米籽粒品种的破损率≤5%、剥净率≥90%、剥皮质量好。解决了中国鲜食玉米剥皮技术存在的剥净率偏低、破损率等主要性能指标不能满足使用要求的难题。经过对该设备试制、试验结果表明,完全适合高水分鲜食玉米穗剥皮。

摘要：为了获取鲜食玉米果穗高质量近红外光谱,该研究基于近红外漫反射光谱技术开展试验参数对鲜食玉米果穗光谱特征影响及建模验证探究。根据果穗棒状特征,搭建多维度综合试验装置,采集光源类型、光强大小、探测距离和光源角度共4类不同参数下的900~1700 nm光谱数据,进行卤素灯杯与光纤光源、卤素灯杯功率20与40 W、探测距离10~50 mm和30°、45°及60°卤素灯杯夹角的对比试验,分析光谱差异及曲线分布规律,采用标准差和光谱面积极差指标进行光谱质量评价。进一步开展建模验证试验,针对30°和45°卤素灯杯夹角下的光谱,经多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、标准正态变量校正(standard normal variate,SNV)、一阶导数(first derivative,FD)和趋势校正(detrending,DT)预处理后,应用偏最小二乘回归(partial least squares,PLS)和支持向量机(support vector machines SVM)方法建立了含水率预测模型,并对建模性能进行了对比。试验结果表明,卤素灯杯、功率20 W、探测距离40 mm对应所选果穗的光谱响应充分、干扰少,与果穗特征相匹配,曲线采用标准差和光谱面积极差分别为0.83和187.2,综合光谱曲线质量评价和建模性能对比,卤素灯杯夹角45°优于30°。通过SNV预处理后的SVM预测模型具有更好的性能,校正集和预测集决定系数分别为0.943、0.880,均方根误差分别为0.708、0.932,剩余预测偏差为2.956。该研究结果可为基于近红外漫反射光谱技术的鲜食玉米果穗内在品质无损检测提供技术支撑。

摘要：针对我国鲜食玉米收获过程中剥皮装备机械工作效率低、剥皮损坏率高等问题,在现有剥皮装置结构的基础上,设计了一种“柔性分段辊型+螺旋调节架”组合式和橡胶频率振动板相匹配的柔性剥皮装置。根据鲜食玉米物理特性,对鲜食玉米剥皮过程进行力学与运动学分析,确定了影响剥皮性能的主要因素,并对该剥皮装置进行了结构设计及参数分析。运用ANSYS Workbench/LS-DYDA模块对鲜食玉米果穗剥皮过程进行仿真,根据理论分析和仿真结果设计了剥皮样机,开展了剥皮试验。为获得样机最佳试验物料,以果穗长度、果穗直径、果穗含水率作为试验因素进行单因素试验,确定长度为260~280 mm、直径为64~66 mm、含水率为66.5%~69%的果穗作为剥皮机正交试验物料的样品。利用Design-Expert软件设计三因素三水平正交试验,以剥皮辊转速、剥皮辊倾角和振动板振动频率作为试验因素,以苞叶剥净率、籽粒破损率作为试验指标。结果表明:对苞叶剥净率和籽粒破损率影响由大到小均为剥皮辊转速、剥皮辊倾角、振动板振动频率;最优参数组合为:剥皮辊转速478.72 r/min、剥皮辊倾角8.05°、振动板振动频率259.20次/min,此时苞叶剥净率为92.41%,籽粒破损率为1.47%。在该条件下根据实际工况开展验证试验,得到苞叶剥净率、籽粒破损率分别为91.75%、1.55%,与参数优化基本一致,满足鲜食玉米剥皮要求。该研究可为鲜食玉米剥皮装备的优化设计和选择提供技术支持。

摘要：为解决国内鲜食玉米收获机械化程度低,玉米种植户劳动强度大的问题,该文设计了适应中国鲜食玉米小地块种植规模的收获机。由于鲜食玉米特殊的采摘条件,该机摒弃了传统摘穗模式,通过斜辊掰穗,完成鲜食玉米自上而下的掰穗过程,以降低对玉米果穗作用力,使果穗从茎秆上分离下来,实现了对脆嫩玉米的收获要求。为验证机器性能的可靠性、实用性,进行了田间试验,以摘穗台高度40~55 cm、拉茎带转速450~600 r/min、掰穗辊间隙25~34 mm作为试验因素对喂入姿态成功率和果穗损伤率进行三因素四水平二次回归正交试验;采用极差分析和方差分析对各因素的影响显著性进行判断,得出各因素对喂入姿态成功率和果穗损伤率的影响显著性顺序分别为:夹持拉茎带转速>摘穗台高度>掰穗辊间隙和夹持拉茎带转速>掰穗辊间隙>摘穗台高度。各试验因素最优化参数组合为摘穗台高度47.5 cm,夹持拉茎带转速525 r/min,掰穗辊间隙29.5 mm,在该组合下茎秆喂入成功率为81%,果穗损伤率为5.4%。将对应参数进行试验验证,得到优化后最佳工作参数下:茎秆喂入成功率为83%,果穗损伤率为4.7%,优化预测模型可靠。该研究可为玉米收获机械化提供技术路线,其摘穗方式可为其他类型的玉米收获机研发提供参考。

摘要：为解决鲜食玉米果穗收获中茎叶杂质较多问题,设计一种鲜食玉米茎叶除杂装置。确定关键部件主要结构和工作参数,阐述茎叶除杂装置总体结构及工作原理。通过分析果穗除杂装置清选除杂过程,确定影响其作业效果主要因素及其取值范围。以风机转速、动定刀重叠长度和物料输送速度为试验因素,以果穗含杂率和粉碎长度合格率为评价指标,得到不同条件下除杂装置结构参数与运动参数优化组合。结果表明,鲜食玉米茎叶除杂装置风机转速1 956～1 998 r·min^(-1)、动定刀重叠长度26.90～29.92 mm、物料输送速度0.59～0.83 m·s^(-1)时,相对应试验指标果穗含杂率为0.56%～0.59%、粉碎长度合格率为88.59%～89.27%,为鲜食玉米果穗收获机茎叶除杂装置设计生产提供理论指导。

摘要：【目的】设计一种鲜食玉米柔性采摘低损集穗收获割台,为鲜食玉米机械收获减损提供参考。【方法】设计一种两级过渡切削式拉茎辊,对摘穗过程进行运动学分析,拉茎辊与拨禾带尺寸及工作参数范围及切削式拉茎辊中心距取值范围91.65~107.00 mm,基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型的离散元仿真分析拉茎辊中心距合适值在102 mm左右及拉茎辊采用交错刀式装配,以便有效减少因茎秆被扯断导致含杂率高。测试两种不同材质橡胶拨禾带耐疲劳性及橡胶拨禾带主要失效形式。【结果】设计了一种柔性采摘低损集穗收获割台,橡胶拨禾带主要失效形式为内圈传动齿磨损、拨禾带体断裂和外圈拨禾齿疲劳开胶,加氧化锌的丁腈橡胶拨禾带有更好抗磨损和抗疲劳性能。有效防止了因果穗磕碰搅龙叶片导致的籽粒损伤,在试验中籽粒破损率减小了0.08%。机器前进速度为7.2 km/h,拉茎辊中心距为103 mm,拉茎辊转速为700 r/min时作业效果最好。【结论】优化后试验平均籽粒破损率为0.368%,平均含杂率为0.43%,优于行业标准。

摘要：为解决现有鲜食玉米收获装置对单株单穗及双穗作业,无法实现双果穗完全摘除,且易造成含杂率升高、籽粒破碎率增加等问题。设计一种鲜食玉米收获负压除杂与二次拉茎装置,以达到降低漏收率、含杂率的目的。该装置对喂入机构进行创新设计,为提高装置除杂率,减少风机功耗,对输送带打孔,应用Ansys Fluent软件对负压除杂与二次拉茎装置进行仿真分析,确定最优输送带通风孔尺寸。以输送带辊筒转速、风机转速、除杂辊转速为试验因素,果穗含杂率及装置功耗为试验指标进行正交试验。利用Optimization模块建立参数优化数学模型:当风机转速为1468 r·min^(-1)、除杂辊转速为755 r·min^(-1)、输送带辊筒转速为456 r·min^(-1)时,最优果穗含杂率为1.31%,功耗为10.73 kW·h,满足鲜食玉米收获除杂要求。研究为鲜食玉米果穗收获除杂技术提供参考。

摘要：随着社会的发展,鲜食玉米的需求量逐年增多,鲜食玉米-饲用豆带状复合种植能够在基本保证鲜食玉米单位面积穗数的同时增收饲用大豆,收获后玉米秸秆和饲用大豆混合青贮,有效增加了土地收益,提高了鲜食玉米产业链的同时,有效解决了2种作物争地的矛盾。为探明鲜食玉米-饲用大豆带状复合种植对鲜食玉米产量的影响,确定最佳田间配置,采用带状复合种植模式,裂区设计,密度为主处理,鲜食玉米密度分别为4.50万株/hm^(2)(D1)、5.25万株/hm^(2)(D2)、6.00万株/hm^(2)(D3);饲用大豆种植设1个密度,为15万株/hm2。种植模式为副处理,分别为单作鲜食玉米(P1)、单作饲用大豆(F)、玉米大豆行比2∶2(P2)、2:4(P3)、4∶4(P4)、6∶4(P5)。测定鲜食玉米、饲用大豆各生育时期的净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量以及鲜食玉米的产量。结果表明,种植密度与种植模式对玉米大喇叭口期和大豆盛花期的叶绿素含量(SPAD值)、净光合速率、蒸腾速率及鲜食玉米产量存在显著影响(P<0.05),且有着较强的互作效应。其中,苗期玉米D3处理的SPAD值较D1处理显著增加了34.01%;苗期玉米D2处理的平均净光合速率和平均蒸腾速率较D1处理分别显著提高了61.82%和29.05%。玉豆行比处理对玉米不同生育时期的光合特性影响有所差异,大喇叭口期玉米SPAD值在P4处理达到最高,SPAD值为23.84;玉米苗期的平均净光合速率在P5处理达到最高,为26.77μmol/(m^(2)·s);玉米大喇叭口期的平均蒸腾速率在P3处理达到峰值。各种植模式玉米产量随着种植密度的增加而不断增加或先增后降,单位面积穗数和穗粒数是影响产量的主要因素;而同一种植密度下,随着玉米、大豆行比的增加,玉米产量表现为先降低后升高的趋势(D3种植密度下的P5处理除外)。综合分析,在试验区生产条件下玉米-大豆带状复合种植的玉米密度为5.25万株/hm^(2),同时玉米、大豆的行比为6∶4时,具有较高生产潜力。

摘要：非热杀菌近年来在食品领域广泛应用。为保持鲜食玉米在贮藏期间的品质,利用脉冲强光技术进行保鲜处理。采用响应面实验设计进行脉冲强光工艺优化,以玉米水分含量与感官品质为指标评价保鲜效果。选取脉冲能量、脉冲距离与闪照次数3个因素,进行单因素实验,然后进行响应面实验设计,采用感官评分和水分含量2个指标为响应值。经过双响应值的回归方程拟合与优化,脉冲强光的最优条件为:脉冲能量300 J、脉冲距离10 cm、闪照次数为32次;在此条件下进行保鲜,鲜食玉米的感官评分为82.8,水分含量为61.6%,保鲜效果较好。