摘要：针对日光温室薄膜人工清洗劳动强度大、自动化清洗设备缺乏的现状,该研究设计了一种日光温室薄膜全自动清洗机。为减小整机质量并降低成本,采用双蜗轮蜗杆电机分别驱动清洗主机的毛刷与爬升轴;设计地面移位换行装置,用以承载清洗主机沿温室长度方向移动;为实现自动换行清洗,设计棚顶移位换行装置,调整棚顶吊绳安装高度,避免吊绳在换行作业时与棚面产生干涉而影响换行质量或损伤薄膜。基于多传感器融合与数据校验技术,保证清洗主机、棚顶与地面移位装置间的协作实时性、一致性及可靠性。为验证设计方案的合理性与可行性,以参照日光温室跨度、脊高、肩高参数10:1制作模型温室,按外形尺寸5:1加工清洗样机,并进行对齐、倾斜偏移及清洗效果验证试验。结果表明,清洗主机升降时的水平偏移量在±3°以内,左右偏移量在±7 mm以内(换行操作时各偏移量无累积);地面与棚顶移位换行装置的单次换行误差与多次换行累计误差均在1 mm左右;毛刷材料选型与关键参数设计合理,可对薄膜表面灰尘进行有效清洗,洗净率为95.4%,清洗效果明显。该清洗机在丰富国内日光温室清洗装备类型的同时,有效解决了团队前期研发清洗机质量大、易伤膜、自动化水平低等问题,为温室大棚薄膜相关清洗设备的设计研发提供了参考。

摘要：针对勺链式大蒜播种机取种过程中常出现的漏种、重种问题,设计了一种多重扰动清种式大蒜单粒取种排种器。取种勺在充种阶段获取多粒蒜种,经多重扰动清种,最终取种勺内仅余1粒蒜种。本文以金乡蒜种为研究对象,阐述了排种器的工作原理,确定了排种器的各项参数和多重扰动装置的最佳安装位置。通过DEM-MBD耦合仿真试验,分析了倾斜角、取种勺线速度对充种成功率的影响,以及凹槽形状对单粒取种率的影响。运用Box-Behnken中心组合试验方法,以第2弧形突出部分坡度、倾斜角、取种勺线速度为试验因素,以单粒取种率和漏种率作为评价指标,开展了三因素三水平正交试验。利用Design-Expert 8.0.6数据分析软件,分析了各因素对单粒取种率与漏种率的影响,对试验因素进行优化,确定了多重扰动装置最佳结构参数。设计试验台对仿真结果进行验证,倾斜角、取种勺线速度分别为15°、0.07 m/s的条件下,通过调节多重扰动装置与取种勺凹槽顶端距离适配不同级别蒜种,当Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级蒜种距离分别为0、6.1、12.1 mm时,单粒取种成功率分别为92.2%、97.2%、95.6%,具有良好的取种性能。

摘要：饲草收获机作物喂入矢角(辊(叶片)轴心至喂入点矢径的水平夹角)对切碎辊转矩负荷及切碎性能有重要影响,通过检测传动带压力与作物喂入矢角的关系,对收获机切碎特性与作物切碎过程进行了运动学、动力学分析,揭示了饲草作物切碎质量、能耗与作物喂入矢角的关系,建立收获机切碎辊作物喂入矢角数学模型并进行了优化。试验结果表明,当优化参数组作物单位长度喂入量为5.5 kg/s、切碎辊转速为1600 r/min、传动带初始压力为1.2 MPa时,该作业参数组下切碎作物喂入矢角数学模型精度最高,准确率达79.52%,模型偏差为0.491 MPa(0.957 rad),能够有效表征铡草机切碎作业负荷,同时在保证作物切碎质量下提高了铡草机作业能力,优化的切碎喂入矢角模型下切碎扰动响应时间缩短约26.41%,单位作业能耗减小约11.36%。该切碎作物喂入矢角模型丰富了铡草机切碎作业的建模方法,为饲草作物类铡草机负荷控制系统设计提供了参考。

摘要：针对日光温室冬季自然通风热量损失大、降湿效率低的问题,该研究在揭示室内温湿度空间异布特征基础上,提出主动通风策略,提高保温降湿效能。通过搭建包含28个温湿度传感器的日光温室物联网监测平台,深入分析了室内温湿度空间分布规律。结果显示,温室上下区域积温差值可达300℃,白天日照时段的相对湿度差值达20个百分点,且呈现温度上高下低、湿度上低下高的空间异布特征,自然通风模式下室内上部高温低湿空气优先与室外干冷空气置换导致其保温降湿效能低下。基于此,该研究提出了主动通风排湿策略,利用安装于温室底部的轴流风机改变气流方向,强迫下部区域低温高湿空气从风机口优先向外排出,使上部区域高温低湿空气逆向沉积保留在室内,有效排湿的同时降低热量损耗。主动通风实地试验结果显示,相比于受室内外气候影响可控性差的自然通风,主动通风率可在0~30 m^(3)/(m^(2)·h)之间无级调节,有利于通风的精准控制;晴朗、多云、阴雨3种典型天气下主动通风的日平均温湿比均高于自然通风,体现出较好的气象适应能力和稳定性;其中,晴朗天气下日均温度可提高2.0~2.7℃,日均相对湿度可降低15~17个百分点,日均温湿比可提高31.1%~32.9%,保温排湿效能改善明显。同时,主动通风策略的投入产出比为2.62,能够以较低的投入获得理想的经济收益,经济可行性较好。该研究所提出的主动通风排湿策略可以有效提高保温排湿效能,技术合理性和经济可行性良好,可为日光温室冬季微气候调控提供理论参考和解决方案。

摘要：黄淮海地区水资源紧缺以及氮肥不合理施用制约着小麦产量和水肥利用效率的协同提高。本研究采用两因素裂区设计,主区为3个灌溉水平:在小麦拔节期和开花期0~40 cm土层土壤相对含水量均分别补灌至65%(W_(1))、75%(W_(2))和85%(W_(3));副区为4个施氮量:施纯氮0(N_(0))、150(N_(1))、180(N_(2))和210(N_(3))kg·hm^(-2),分析不同水氮运筹方式对小麦花后光合物质生产能力、籽粒产量和水氮利用效率的影响。结果表明:小麦产量随灌溉水平和施氮量的提高呈增加趋势,W_(2)N_(2)处理具有较高的籽粒产量,为9103.53 kg·hm^(-2);继续增加水氮投入对小麦产量无显著影响。在相同施氮量条件下,与W_(1)相比,W_(2)条件下小麦花后冠层光截获率、叶绿素相对含量和实际光化学效率分别平均提高了4.5%~6.0%、19.7%~28.2%和7.5%~9.8%,与W_(3)相比均无显著差异。同一灌溉水平下,N_(2)处理花后干物质积累量较N_(0)和N_(1)处理分别平均增加80.1%~88.9%和16.7%~22.2%,与N_(3)处理间无显著差异。小麦灌溉水利用效率和氮肥偏生产力均表现为随灌溉水平和施氮量的增加而降低,W_(1)、W_(2)和W_(3)处理下小麦灌溉水利用效率分别为16.23、11.01和7.91 kg·hm^(-2)·m^(-3),N_(1)、N_(2)和N_(3)处理下氮肥偏生产力分别为50.8%、48.4%和42.5%。综上,在测墒补灌条件下,综合考虑小麦产量和水氮利用效率,小麦拔节期和开花期0~40 cm土层土壤相对含水量均补灌至75%协同施氮180 kg·hm^(-2)(W_(2)N_(2))是该地区小麦节水节肥、高产高效的最优水氮运筹方式。

摘要：为探讨播种深度及不同小麦秸秆还田方式对花生苗期生理特性、光合性能以及干物质积累的影响,设置小麦-花生周年定位试验,花生季采用裂区试验设计,主区为小麦秸秆还田方式,包括翻耕还田、旋耕还田、免耕覆盖;裂区为花生品种,试验选用大花生品种山花108与小花生品种山花106;裂裂区为播种深度,2021年设置3 cm、5cm、9 cm、15 cm,2022年设置3 cm、6 cm、9 cm。结果表明,在相同秸秆还田方式下,两品种均表现为适当浅播(即播深3 cm、6 cm)显著提高了植株根系活力,在不同秸秆还田方式下两品种根系活力均呈现翻耕>旋耕>免耕的趋势,说明翻耕还田更利于花生苗期根系发育;在翻耕还田与旋耕还田方式下,叶片的叶绿素相对含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶都随播种深度呈随先升高后降低的趋势,两品种均在适当浅播条件下叶绿素含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性较高;翻耕还田和旋耕还田相比免耕还田提高了叶片净光合速率和干物质积累量;不同还田方式下,两品种主茎高、主茎长均表现为翻耕>旋耕>免耕的趋势,在翻耕与旋耕条件下,两品种均在适当浅播条件下壮苗指数最高,在秸秆翻耕还田条件下配合适宜播深有利于形成壮苗。因此,秸秆翻耕还田处理有利于提高花生根系活力、光合性能以及壮苗指数,在此条件下大粒型花生与小粒型花生的适宜播深分别为5~6 cm与3 cm。

摘要：针对国内连栋温室缺乏植保喷雾机、机械走直定位与换轨转向精度低等问题,设计了一种连栋温室分段变距喷雾机器人,在实现无人化喷药的同时提高作业精度。为满足连栋温室机械作业路轨结合、精准切换的要求,提出一种通用型移动底盘,并确定其关键设计参数;为减少底盘上下轨时的偏移量,设计轨上矫正装置,通过分析计算及试验验证,确定其安装余量为4 mm;针对底盘对轨误差大的问题,提出一种二维码融合陀螺仪及光电传感器双向垂直寻迹的路面关键点定位与转向控制方法。设计分段变距喷雾装置,提出一种丝杆滑台驱动的喷杆变距方案,分析校验其驱动参数以满足工作要求;基于滚针轴承设计喷杆辅助防抖装置,减小因喷杆剧烈抖动带来的滑台与喷杆损伤。开发底盘运动及分段变距喷雾控制系统,实现喷雾机器人在连栋温室内的全程自动化作业。最后,对样机进行底盘性能与喷雾效果试验。底盘作业时直线行走与对轨误差平均值分别为4.8、5.8 mm,满足控制精度要求;避障距离为34 cm,满足安全性要求;防抖装置的安装使喷杆行进方向的抖动量从-1°~1.3°降低到±0.4°内,喷头方向的抖动量从±0.5°降低到±0.3°内,防抖效果显著;分段变距喷雾作业后,盛果期番茄叶片正面雾滴沉积量为1.76μL/cm^(2),反面沉积量为0.2μL/cm^(2),雾滴体积中径在100~180μm之间,满足作业要求。

摘要：为适应拖拉机复杂的作业工况并提高其作业效率,提出一种单行星输入耦合型液压功率分流无级变速箱的设计方案。依据拖拉机配套动力与速度要求进行变速箱参数设计与结构设计,基于SolidWorks构建变速箱虚拟样机,并基于AMESim构建变速箱传动系统模型,对其整机调速特性进行分析。研究结果表明:该变速箱可以实现拖拉机在0~30 km/h范围内的无级调速,且在犁耕等重点工况下具有较小的液压分流功率从而实现节能;该变速箱在段位切换时需要将泵马达排量比从1快速调制-0.85,通过快速的马达反向实现行星排复位与换段前后的速度衔接。对我国无级变速拖拉机的国产化设计与应用具有一定的参考价值。

摘要：开展农田地膜信息监测对科学使用地膜和治理农田白色污染具有重要意义。针对山东省农田地膜使用监测管理情况,利用信息技术与机器学习方法等手段,提出基于Springboot+Mysql+Mybatis为系统架构的山东省地膜监测系统研究模式,监测系统的功能涵盖地膜使用监测网络的全部内容,包括地膜生产企业、地膜生产使用、回收与残留等全产业链关键业务数据报表的接收、上报、数据审核校验。同时实现数据综合分析,上报情况的统计,生产企业、监测点、审核单位和质量控制单位的基础信息管理,依托地膜使用监测上报数据,利用R语言对残留量与各类因子进行相关性分析以及方差分析,进一步精准农田地膜残留量预测模型设计。以2021年山东省农田地膜残留监测信息为依据,试运行系统,覆盖全省16地市122县,可实现地膜全产业链监测与信息共享,为地膜科学使用与管理提供技术支撑。

摘要：为探讨播种深度及不同小麦秸秆还田方式下对土壤物理性状、花生下胚轴生长动态以及出苗率的影响,通过设置小麦-花生周年定位试验,花生季采用裂区试验设计,主区为小麦秸秆还田方式,包括翻耕还田(P)、旋耕还田(R)、免耕覆盖(N);裂区为花生品种,试验选用大粒花生品种山花108(B)与小粒花生品种山花106(S);裂裂区为播种深度,2021年设置3 cm(3)、5 cm(5)、9 cm(9)、15 cm(15),2022年设置3 cm(3)、6 cm(6)、9 cm(9)。结果表明,翻耕还田和旋耕还田提高了土壤温度,但降低了土壤含水量;免耕覆盖处理显著增加了6 cm以下土层的土壤紧实度;相同秸秆还田方式下,两品种均表现为适当浅播(播深3 cm和6 cm)显著提高了出苗率,深播(播深>9 cm)处理增加了下胚轴伸长速率,提高了子叶脂肪酶活性,降低了子叶干重、子叶中蔗糖与可溶性糖的含量,与PB3相比,PB6和PB9子叶可溶性糖和蔗糖含量分别下降19.72%和39.43%和14.15%和40.23%;与PS3相比,PS6、PS9子叶可溶性糖和蔗糖含量分别下降10.08%、24.84%和20.04%、37.08%,说明深播增加了出苗过程中子叶养分消耗;相同播种深度下,翻耕还田和旋耕还田的籽粒产量显著高于免耕覆盖;增加播种深度,各秸秆还田方式下单位面积株数以及单株结果数均显著降低,与PB6相比,PB3和PB9处理荚果产量分别降低7.47%和14.94%;与PS3相比,PS6和PS9处理荚果产量分别降低11.66%和24.03%。因此,秸秆翻耕还田处理有利于改善土壤结构,缩短花生出苗时间,提高出苗率以及花生荚果产量,在此条件下大粒型花生与小粒型花生的适宜播深分别为5~6 cm与3 cm。