摘要：双圆盘开沟器具有不易堵塞和不乱土层优良作业的特点,为了配备在小型小麦播种机上,设计了一种小型双圆盘开沟器。为了获得双圆盘开沟器最小开沟阻力和最优的播深稳定性,以圆盘直径、圆盘聚点位置和圆盘夹角为试验因素,进行了仿真试验分析,得到最优工作参数数据(圆盘直径为210mm,圆盘聚点位置为60°,圆盘夹角为12.60°),此时双圆盘开沟器作业阻力为319.65N,开沟深度变异系数为7.51%。通过土槽试验加以验证,结果表明:与仿真试验相比,开沟作业阻力误差率为2.64%,开沟深度变异系数误差率为2.52%,仿真试验具有一定的可靠性,可为双圆盘开沟器设计优化提供理论依据。

摘要：为解决作物表型信息获取机器人底盘田间运行灵活性和稳定性能不佳的问题,针对小麦的种植模式和农艺要求,设计了一种作物表型信息获取机器人底盘。对底盘的整体结构、工作原理进行阐述,对关键部件进行了设计,并建立三维模型。利用ANSYS软件对车架进行静力学仿真,结果表明:底盘车架强度和刚度满足方案设计要求。对车架模态分析,结果表明:车架的固有频率与路面的激励频率不会发生重合,避免共振的产生。进行整机试制,并开展田间试验。田间性能试验结果表明:底盘的作业速度为3.6km/h,最小转弯半径为1.9m,直线行驶偏移率为1.98%,横向侧翻角伪30.15°,具有良好的转向灵活和稳定性能,能够满足作物表征信息获取的稳定高效工作要求。

摘要：针对我国水田平整时窗短、平整作业精度要求高、缺乏高效水田平整作业机具等问题,设计了一种悬挂式水田宽幅卫星平地机。研发了悬挂式水田宽幅卫星平地机平地控制系统,应用北斗卫星RTK定位技术,将北斗卫星天线置于平地铲上方,可实现平地铲高度的厘米级精准定位。开发的智能终端采用阈值-多项式插值算法将实时高程信息转换成点云图,可直接反映水田平整后地势情况,供二次平整作业参考。设计了液压控制系统和悬挂式挂载结构的双液压缸驱动平地机,平地机载荷能力强,高程调节过程更加稳定。进行了系统定位精度及控制输出验证试验,结果表明:悬挂式水田宽幅卫星平地机平地控制系统定位精度为䥺SymbolqB@1.0cm,控制部分输出稳定。为验证悬挂式水田宽幅卫星平地机的工作性能,对其进行了水田平整试验,并将田间采样高程数据进行了田块纵横单行数据拟合曲线对比分析及统计分析。田间试验结果表明:田面最大高差d从19.6cm平整至5.9cm,采样点标准差Sd从4.9cm平整至2.6cm,作业效果较好,可有效改善水田平整度。

摘要：为提升草原放牧牛羊福利化养殖装置性能,开发一种基于多传感器原位数据检测与模糊PID控制相结合的畜牧养殖智能饮水控温系统。该系统主要由数据采集模块、注水加热模块、温度控制模块以及远程数据监测模块组成。数据采集模块是采用多种传感器对饮水装置中水温、水质、水量等信息实时采集;注水加热模块采用底部注水加热的形式,便于水温自下而上发生层流流动,使水温分布更均匀;温度控制模块采用基于闭环负反馈模糊PID控制算法,自整定PID系数,实现水温精准控制;远程数据监测模块是针对用户设计,便于用户实时观察饮水装置的工作情况。对系统开展模糊PID控温测试以及水温温场均匀性试验验证与仿真分析,试验结果表明:模糊PID控温效果与常规PID控温相比,模糊PID控温曲线更光滑,加热响应速度更快,当预设水温目标温度为23℃,入水水温分别为7℃、9℃、11℃、13℃、15℃时,实际加热温度与目标温度的波动幅度最大仅为0.3℃;对不同测温点加热,得同一水平面不同测温点最大温差为0.3℃,水槽不同截面水温温差小于0.2℃,装置测温点水温能精准控制在23℃±0.5℃。畜牧养殖智能饮水控温系统的水温温度场均匀性良好,能够为福利化养殖提供装备支持。

摘要：为实现快速无损地检测小麦品质设计了基于光栅技术的近红外检测系统,测试了该系统的准确性、重复性和稳定性,选取MPA光谱仪为参比仪器,分别采集56份小麦样品的光谱,建立偏最小二乘回归模型并验证。该系统的四个模型的决定系数R2分别为92.38%,93.48%,93.16%,94.44%,交叉验证标准差RESECV为0.405,0.374,0.383,0.346,相对分析误差RPD为3.62,3.39,3.82,4.24;预测集验证模型的R2为96.97%,94.22%,96.62%,96.34%,预测标准差RMSEP为0.221,0.305,0.233,0.243。MPA光谱仪的建模结果R2为95.99%,RESECV为0.293,RDP为5;预测集验证模型的R2为98.31%,RMSEP为0.165。实验表明:小麦品质近红外检测系统所得模型具有良好的预测性,稳定性和重复性;所得光谱波长与吸光度具有重现性;其模型对平均光谱的预测效果优于单张光谱;该系统工作稳定,性能优良,可应用于小麦品质质量检测。

摘要：针对我国苏叶人工分选劳动强度大、效率低、缺乏自动分选系统的问题,设计了苏叶在线分选系统,该系统由上料单元、检测单元、传输单元、分选单元、下料单元、供气系统以及控制系统组成。首先对苏叶图像进行预处理,进而获取叶片最小外接圆及其直径信息,最后根据确定的转换系数得到苏叶尺寸。为便于苏叶分选控制,设计了苏叶尺寸输出排序策略。试验结果表明,利用该系统能够实现苏叶的快速测量与分选,单幅图像处理时间约为0.18s,分选速度约为4片/s,系统测量总体平均绝对误差为0.157cm,总体分选准确率为90.09%。

摘要：针对仓储环境下农资物品与自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)的定位精度低的问题,开发了适用于农资仓储环境下的脉冲超宽带技术(impulse radio-ultra wide band,IR-UWB)室内定位系统。采用双面双程测距(symmetric double sided-two way ranging,SDS-TWR)方法,建立了考虑时钟频偏等因素的到达时间(time of arrival,TOA)定位系统模型。研究表明定位系统计算所带来的误差主要来源于距离测算方法和节点位置计算方法 2方面,在这2方面提出了相应的解决办法,包括测距算法的选择,基站的布置等。最后,以DW1000射频芯片为硬件基础,设计了定位系统移动站和基站节点,并在农资仓库的环境中分别进行了静态测距试验、静态定位试验、以及动态定位试验。试验表明:静态测距精度优于50 mm,静态定位精度优于50 mm,动态定位试验精度优于85 mm。综合结果表明,该文搭建的系统可满足农资物品定位的实际应用要求,可为室内农资仓储环境下AGV的定位和导航提供参考。

摘要：联合收获机螺旋输送器因缺乏快速有效的在线检测手段导致其加工质量差,易出现物料堵塞、叶片开焊、叶片与外壳过度磨损等故障。为此,研究基于激光测距传感器的螺旋输送器焊接质量在线快速检测方法,设计联合收获机螺旋输送器焊接质量在线检测系统,通过结构关系和传感器布局,将主轴径向跳动量、螺旋叶片的径向跳动量以及螺距等关键参数的检测转换为对与之相应的距离信息检测,实现了多参数的连续、同步测量。试验表明,与传统人工测量方法需要根据经验选取多个测量位置、进行多次测量、单次测量耗时15~20 min相比,系统可实现关键参数连续、同步测量,单次测量时间缩短至1 min。主轴径向跳动量检测的最大相对偏差为3.661%,螺旋叶片径向跳动量检测的最大相对偏差为2.030%,螺距的测量标准差为2.07 mm,满足检测需求。系统通过对检测数据的分析处理,实现加工误差的精准定位和3D可视化展示,并根据公差要求对螺旋输送器进行合格性检查评价,对超限变形进行报警。

摘要：为满足大田土壤钾素养分在线检测的迫切需要,设计了一种基于激光诱导击穿光谱原理的土壤养分在线检测的系统平台装置,并开展了土壤养分快速测定的实验研究,对采用激光诱导击穿光谱定量分析土壤钾素养分含量的可行性与准确度进行了探索。实验表明,土壤钾元素的特征谱线在波长766.49 nm和769.90 nm处,钾素养分含量与特征谱线强度呈正相关,但当钾素质量分数大于0.3%时,存在明显自吸收现象,谱线强度与样本质量分数呈非线性关系。为了消除土壤光谱检测的基体效应,选定土壤样本锂元素为内标元素,对土壤钾元素等离子光谱特征谱线进行内标校正处理。利用土壤样本钾元素的敏感特征波长766.49 nm和769.90 nm处的光谱强度对土壤钾元素含量进行二元线性建模分析,建模曲线拟合效果良好,模型决定系数达到0.933 7,相对均方根误差仅为0.276 1。利用该实验系统,土壤钾素养分最低检测限为212μg/g,初步具备土壤钾素养分在线检测的要求。

摘要：为解决联合收割机脱粒滚筒焊接过程缺乏有效检测手段导致质量差的问题,采用基于激光测距的焊接质量在线检测方法,开发脱粒滚筒焊接过程中滚筒圆柱度及外辐盘焊接垂直度在线检测系统,设计在线检测试验台,通过数据处理实现焊接质量的在线检测与变形报警。试验表明,滚筒圆柱度检测精度达0.059 mm,外辐盘焊接垂直度检测精度达0.023 mm,圆柱度检测最大相对误差为2.17%,垂直度的检测最大误差为1.93%,满足脱粒滚筒在线检测要求,检测效率提高到手工方法的20倍以上。系统的研制保证了大型联合收割机脱粒滚筒焊接质量,对提高联合收割机制造水平、保障作业可靠性有重要意义。