摘要：针对花生播种向精准、高速方向发展过程中高速作业状态下花生种子充种效果差的问题,设计了一种气力辅助充种式花生精量排种器,重点设计了排种器排种盘结构和气力辅助充种结构。针对颗粒尺寸大、质量大的花生种子,通过对花生种子在排种器中堆积现象与充种时间进行分析,得出花生高速排种充种过程需增强充种性能,从而提高充种效率。通过对花生种子进行充种原理分析,阐明花生种子充种过程中种子与排种器的运动关系与受力关系,分析充种过程影响因素。通过设计带有导种槽的排种盘和带有辅助吹种型孔的辅助充种结构,分析计算排种盘吸种孔、导种槽的关键结构参数以及辅助吹种型孔参数与排列方式。以充种合格率和充种漏充率为指标,进行三因素三水平组合试验,对试验结果进行多元回归分析,以最优目标进行优化,确定排种盘最佳参数组合为排种器吸种负压5.156 kPa、花生高速播种机前进速度8.007 km/h、扰动吹种正压1.149 kPa,此时,花生充种合格率为95.84%、漏充率为4.06%,能够实现花生种子有效充种。

摘要：为解决生菜应用营养液膜技术(nutrient film technique,NFT)在冬夏季根区温度控制的问题,该研究基于机器学习方法,结合温室内外历史环境数据,构建BP神经网络根区温度预测模型。为提高模型精度,采用蜣螂算法(dung beetle optimizer, DBO)优化BP神经网络模型的输入权重和阈值,构建了冬夏两个季节的基于DBO-BP神经网络的栽培槽内根区温度预测模型,并与GA-BP、BP神经网络模型进行对比。结果表明,根区温度预测值与真实值变化趋势较为一致,DBO-BP模型温度预测最大误差为2.21°C,决定系数为0.943,而GA-BP与BP模型决定系数分别为0.928、0.892;DBO-BP模型评价指标的均方根误差、平均绝对误差分别为0.707、0.549°C,均小于其他模型评价指标。DBO-BP神经网络可满足在NFT栽培中根区温度预测精度的需求,能够为生菜栽培根区快速控温提供有效方法。

摘要：针对长季节黄瓜作物人工落蔓强度大、成本高和效率低等问题,设计一种基于冠层高度阈值识别的温室黄瓜整体自动落蔓装置。为保证黄瓜冠层特征提取的正确率,对8:00、12:00和18:00实时采集的黄瓜冠层图像进行预处理,基于Otsu算法获得平滑黄瓜冠层二值图像。采用霍夫变换算法识别黄瓜冠层顶端绳束,并利用统计学方法归纳出感兴趣区域中HSV色彩空间绿色部分各分量取值范围,研究感兴趣区域中绿色像素点占总像素点的比值变化规律。为防止黄瓜卷须缠绕秧蔓冠层顶端水平绳束,以黄瓜植株高度184~185 cm为落蔓控制目标,确定感兴趣区域绿色像素占比的平均值0.162~0.182为整体落蔓装置的落蔓阈值范围。结果表明,植株高度184~185 cm和高于185 cm落蔓次数占总试验次数比例分别为90%和10%。高于185 cm落蔓组中,最高植株距离顶端绳束(195 cm)的距离为9.2 cm,无黄瓜卷须缠绕黄瓜秧蔓冠层顶端水平绳束现象,采用感兴趣区域绿色像素点占比确定黄瓜落蔓阈值方法,能够满足黄瓜生产实际要求。

摘要：设计了一种由压电陶瓷驱动的整体式空间四自由度柔顺并联定位平台,使用柔性铰链代替传统的运动副,消除了传统机构铰链配合的摩擦与间隙。建立了空间四自由度定位平台的运动学模型,使用三维建模软件建立几何模型。通过计算得到解析结果,并对空间四自由度柔顺并联定位平台进行有限元分析,得到其位移特性。比较理论计算和有限元仿真结果,得出误差在允许范围内,验证了设计的定位平台的可行性。

摘要：针对现有气吸式排种器在进行花生高速播种作业时重播、漏播现象严重等问题,设计了一款驱导组合槽辅助附种气吸式高速精量排种器,在设计排种盘时将搅种凹槽、取种槽口、吸种型孔组合设计构成组合槽,实现扰种、驱种、辅助附种作用,保证高速作业时的排种性能。通过理论建模分析验证了排种盘结构设计的合理性并初步完成了关键参数的确定,借助离散元仿真软件对种群运移情况受关键参数的影响规律进行了分析,并进行了二因素五水平二次正交旋转组合试验,对结构参数进一步优化;得出搅种凹槽、取种槽口尺寸及作业速度均会对排种性能造成显著影响,并得出最优排种器参数组合:搅种凹槽深度3 mm、基圆半径70 mm;取种槽口左右端面上沿距离24.0 mm、下沿距离19.1 mm、深度10.5 mm、排种盘外周到取种槽口后端面距离24.0 mm。在该参数组合下,当风压为-6 kPa、作业速度为6~12 km/h时,粒距合格指数不小于93.33%,重播指数不大于3.52%,漏播指数不大于4.02%,破损指数不大于0.32%,具有良好的作业性能。

摘要：为提高果园风送式喷雾靶标区域沉积量,减少果树行间雾滴飘移,在常规气流辅助喷雾基础上,设计了一种多气流协同式V形防飘喷雾装置,通过CFD仿真验证其防飘效果。以V形风场风速、横风风速、喷雾压力为因素,分别进行单因素和三因素三水平的苹果树冠层雾滴飘移沉积试验,探析多气流V形风场对雾滴冠层沉积效果的影响规律。结果表明,当横风风速为3 m/s时,多气流协同作用的雾滴沉积密度、沉积量较单一气流分别提高了28.7%、17.4%,飘移量降低了21.8%;且3种因素对雾滴沉积特性都有显著影响,由大到小依次为:V形风场风速、横风风速、喷雾压力。通过响应面建立了雾滴沉积量预测优化模型,当横风风速为2 m/s、喷雾压力为0.52 MPa、V形风场风速为21.8 m/s时,雾滴沉积量最优值为4.81μL/cm^(2),田间试验结果为4.72μL/cm^(2),与雾滴沉积模型预测基本一致。

摘要：针对长季节黄瓜和番茄温室藤蔓类作物人工落蔓强度大、成本高等问题,设计一种温室藤蔓类作物整体落蔓装置。基于作物整体落蔓装置结构及工作原理,构建落蔓装置系统模型。结合整体落蔓装置系统模型和工作特点,提出基于配重平衡作物秧蔓负载的整体落蔓运行方法。当整体落蔓装置电机驱动转速分别为286 r/min、143 r/min和95 r/min时,分析了配重平衡负载工况下黄瓜秧蔓下降过程系统工作性能。结果表明,随着电机驱动转速的降低,电机的运行速度出现了轻微波动现象,但整体运行效果较好。随着黄瓜秧蔓的不断降落,秧蔓侧负载量不断减小,秧蔓重量逐渐小于配重量,各工况电机输出转矩均逐渐增大。电机驱动转速286 r/min工况下,对比分析了整体落蔓装置驱动秧蔓下降和秧蔓提升的工作性能。结果表明,采用配重平衡黄瓜秧蔓负载方法,秧蔓下降和提升过程,电机输出扭矩变化趋势基本相同,电机输出平均功率分别为7.92 W和5.54 W。采用S形布点方法,测试分析了试验温室黄瓜植株生长量分布特性。结果表明,生长量最大植株和生长量最小植株每天生长量仅相差0.35 cm,整体落蔓装置具有较好适用性。

摘要：阐述了利用有机质的反射光谱特性对土壤有机质含量进行测定的原理及方法。对仪器的总体方案、光路系统及仪器的硬件和软件进行了设计。为了减小测量误差、提高仪器总体性能,光路系统设计中在前人采用单一波长的光信号为变量的基础上增加了另外两路光信号以反映土壤中胡富比(胡敏酸和富啡酸含量之比)的变化;采用了偏最小二乘回归的数据处理方法来消除模型中变量间极有可能存在的多重相关性;在试验设计中通过增加土壤分类功能,采取了对土壤先分类后建模以及与合适的土样预处理相结合的方法降低了土壤质地对有机质测量的影响。试验表明,仪器测试结果与常规的有机质含量测量法对比,其精度达到了土样有机质含量速测的要求。

摘要：汽缸套电镀层厚度精密测控系统采用模块化设计,以89C52单片机为控制芯片,电流分流器为信号采集元件。6个分流器分别采集6个汽缸套的电镀电压信号,经直流放大电路放大后,由多路模拟转换开关分时选通各汽缸套的电压信号,送入A/D转换电路,再将转变后的数字量送入单片机进行计算处理,实现了多汽缸套同时电镀时镀层厚度的单独测控,保证了电镀质量。试验结果表明,该系统测控精度高,多缸套电镀层厚度尺寸的一致性好。

摘要：针对勺式马铃薯播种机作业中排种勺空穴漏播需人工检测与补种的难题,提出了一种基于激光对射传感器的漏播检测方法,设计了一种马铃薯播种漏播检测自动补种装置,并验证了装置的漏播检测性能和自动补种性能。采用两对激光对射传感器和接触式行程开关传感器分别探测漏播空勺和准确补种位置,依靠步进电机驱动补种装置进行精确补种。试验结果表明:在工作速度为2~5km/h时,播种机原始平均播种率为91.35%,补种装置平均成功补种率达到82.17%,综合漏播率≤1.5%,总播种率达到98.5%;排种线速度>0.5m/s时,播种率和漏播率都明显下降。设计的漏播检测方法检测准确可靠,自动补种装置效果明显,适应不同播种速度和种薯大小等工作条件,可为马铃薯播种机的智能化设计提供参考。