摘要：针对现今食葵脱粒过程中普遍存在的脱粒不完全和籽粒易受损等问题,设计一种针对食葵收获机脱粒的轴流弓齿式食葵脱粒装置,并对葵盘在脱粒装置中的受力情况进行分析。借助离散元仿真软件EDEM对食葵盘在滚筒内部的轴向速度、轴向位移以及运动路径进行分析。通过单因素试验获得了含水率、滚筒转速以及喂入量等因素对籽粒破损率及未脱净率的影响规律。根据单因素试验结果,以含水率、滚筒转速以及喂入量作为试验因素,以食葵未脱净率和破损率作为评价指标进行正交试验,利用Design expert对试验结果进行了方差分析,建立了影响因素与评价指标的回归模型,明确了各因素对滚筒实际工作效果的影响程度。基于响应曲面法,以低破损率和未脱净率为目标,对含水率、滚筒转速以及喂入量进行多目标寻优求解,得到最佳作业参数组合,即含水率22%、喂入量1.45 kg·s^(-1)、滚筒转速318 r·min^(-1)。为了确保参数组合的可靠性,对最佳参数组合进行验证试验,结果显示,籽粒未脱净率0.51%、破损率0.67%,满足我国机械行业标准。

摘要：针对葡萄枝条修剪量大、资源化利用率低、离园成本高等问题,设计一种集集条、捡拾、粉碎、收集作业为一体的葡萄枝条捡拾粉碎收集机。阐述整机结构和工作原理,并结合葡萄枝条特性,设计与分析集条装置、捡拾喂入装置、粉碎装置等关键部件。性能试验结果表明:在葡萄枝条平均含水率为60.5%的条件下,作业速度为1.4 km/h、粉碎轴转速为2 280 r/min、喂入辊转速为147 r/min时,捡拾率为95.41%,粉碎长度合格率为94.87%,机具作业性能稳定、效果好,满足葡萄枝条粉碎收集的作业要求。

摘要：针对新疆南部砂质土壤“干播湿出”棉花种植模式下,春季耕整地连续作业存在作业阻力大、苗床整不平、压不实,严重影响棉花出苗率的问题,该研究设计了一种适合砂质土壤的苗床整备装置,可一次完成碎土、平土、灭茬、镇压、耱地等作业。采用分段平土装置代替耙组进行联合整备作业,分段平土装置为两段式,首段刮土板呈“W”型对称分布,通过刮土板角度对土壤流动性、平整度和作业阻力的运动分析,确定当刮土板倾斜角为45°时碎土和平土效果最好;台架试验结果表明,镇压辊直径400 mm、碎土辊直径400 mm时综合评分最高。样机性能对比试验结果表明:较耙片式联合整地机综合工作阻力降低8.67%,作业效率提升6.6%;地表平整度标准差为11 mm;耕深稳定性变异系数为9.2%,碎土率为92.3%,表面未见秸秆残膜,分段平土装置能有效碎土、平土、灭茬;二次整备后浮动式土层构建装置能有效压实土壤构建出“上虚下实”土层结构,0~5cm播种土层平均土壤紧实度为169 kPa,适合砂质土壤精量铺膜播种作业和棉花生长,较对比机型种膜错位率下降62.5%,出苗率高于对比机型4.8%。研究结果可为砂质土壤苗床整地机研发与改进提供参考。

摘要：针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构和蜣螂体表的凸包结构相结合作为仿生原型,研制一种棉田仿生脱附减阻犁体,分别对两种棉田土壤的物理和化学特性进行试验测定并建立离散元模型。进行传统犁体与仿生犁体的耕作过程仿真与试验,在1号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻5.4%,土壤减粘性能提升44.15%;在2号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻7.8%,土壤减粘性能提升45.49%,研究结果表明仿生犁体对棉田土壤减粘降阻效果明显。

摘要：为提高泵前过滤器自清洗性能,解决过滤系统频繁中断问题,该研究将阿基米德螺旋转轮应用于泵前过滤器自清洗过程,通过数值仿真与物理试验,结合相关性分析和线性回归分析,探究叶片螺距、叶片角度、叶片数量对阿基米德螺旋转轮转速的影响规律。结果表明:转轮转速随螺距的增加逐渐下降,且降低幅度逐渐上升,随叶片角度和叶片数量的增加转轮转速的提升较小且提升幅度不断减小,对转轮转速影响程度由大到小为螺距、叶片角度和叶片数量。通过TOPSIS法(technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价得到最佳结构参数组合为:螺距133 mm,叶片角度90°,叶片数量1。优化后水驱式自清洗泵前过滤器开展自清洗试验,结果显示流量经过最初下降阶段后稳定在294.9~296.6 m^(3)/h区间,流量降幅仅为1.13%~1.70%,利用水力驱动阿基米德螺旋转轮带动自清洗装置的滤网清洗效果良好。研究结果可为水驱式自清洗泵前过滤器的结构设计和优化提供参考。

摘要：针对目前无法同时对随机多列排布干制哈密大枣进行快速缺陷检测和统计计数问题,该研究设计了一款干制哈密大枣在线检测与计数系统。以干制哈密大枣为研究对象,利用工业相机拍摄传送带上随机排列的多类别缺陷干制哈密大枣视频为数据源,采用改进的YOLOv7模型进行干制哈密大枣多类别缺陷检测并将检测结果作为后续多目标跟踪算法的输入;考虑到传送带上干制哈密大枣的外观相似性高以及排列密集等特点,该研究结合ByteTrack多目标跟踪算法的思想,设计了一种多类别干制哈密大枣的画线计数方法,实现了随机排布多类别干制哈密大枣的缺陷检测、准确定位及计数。试验结果表明:1)改进的YOLOv7模型浮点计算量为64.6 G,在干制哈密大枣目标检测数据的测试集上的平均检测精度、召回率、F_(1)平衡分数分别达到了98.03%、93.43%和95.00%,相比YOLOv7模型分别提高了4.40、6.88和7.00个百分点,浮点计算量下降了38.6%;2)基于改进YOLOv7为目标检测器开发的ByteTrack算法计数模型对干制哈密大枣计数的准确率为90.12%。该研究可为干制哈密大枣检测计数和分选分级提供技术支持。

摘要：为了探明新疆主栽枣品种‘灰枣’主干形树形栽培模式下适宜的修剪参数,采用混合水平均匀设计,研究建立了以株高、主枝数、每主枝二次枝数、每二次枝枣股数为变量因子,以株产和一级以上(含一级)果率为目标函数的四元二次数学模型;采用“连续数学模型模拟+归一化处理+聚类”进行模型联合寻优,获得了最佳树形参数。模型解析表明,株高、主枝数、每主枝二次枝数、每二次枝枣股数对‘灰枣’株产和一级以上果率均有显著影响。计算机模拟得出,株行距1.0 m×4.5 m的主干形树形栽培模式下,当株高2.7 m、主枝11个、每主枝二次枝8个、每二次枝枣股10个时,有最高株产Y_(y)=4.6453 kg(一级以上果率Y_(g)=10.7729%);当株高3.0 m、主枝7个、每主枝二次枝4个、每二次枝枣股6个时,有最高一级以上果率Y_(g)=36.7964%(株产Y_(y)=3.9255 kg);通过联合寻优得出,株高2.8 m,主枝7个,每主枝二次枝6个,每二次枝枣股9个时,有株产4.12 kg,一级以上果率28.57%的高产优质组合。

摘要：【目的】饲料化是我国主要农作物秸秆综合利用的重点发展方向,为提高田间饲用秸秆的回收效率和质量,解决常规小型饲草方捆机适用范围小、作业效率低、揉碎质量差和不能有效除尘的问题。【方法】基于秸秆切碎揉搓、压缩打捆基本理论,采用理论分析计算和SolidWorks三维设计方法,设计了1种适用于田间玉米、小麦、水稻、棉花等作物秸秆的9YQ-2200S型秸秆方捆打捆机,开展了样机试制与改进,并针对玉米秸秆进行了田间试验。【结果】样机的收净率为90.3%,成捆率为100%,规则草捆率为100%,抗摔率为91.66%,草捆密度为119.67 kg/m^(3),作业小时生产率为3.36 t/h,各项作业指标均符合相关标准要求,作业性能良好。【结论】该机可实现作物秸秆自动捡拾(切割)、粉碎、揉丝、除尘、高密度压缩和自动绳打捆一体化作业。本研究可为秸秆方捆打捆机的设计与改进提供参考。

摘要：【目的】针对国内现有残膜打包装置成捆机理不明确、作业时出现残膜逃逸、膜包杂质含量过高等问题,设计一种集残膜清杂及残膜打包为一体的辊轴式残膜打包装置。【方法】该装置主要由清杂输送机构、打包机构、传动系统等组成。通过理论分析建立清杂输送辊与残膜的力学关系,确定清杂输送辊的结构参数;根据清杂输送机构结构特征与作业原理,分析并确定清杂输送辊的布置间隙。采用机理分析方法分析残膜捆芯形成过程中残膜的受力与运动情况,并确定打包辊的运动参数。以成捆率和膜包含杂率为指标,机具前进速度、清杂输送机构倾斜角度、打包辊转速为试验因素进行正交试验,并对较优的参数组合进行田间验证试验。【结果】影响成捆率的主次因素依次为打包辊转速、清杂输送机构倾斜角度和机具前进速度;影响膜包含杂率的主次因素依次为清杂输送机构倾斜角度、机具前进速度和打包辊转速。以成捆率为主要指标,确定的较优作业参数组合为:清杂输送机构倾斜角度为10°、机具前进速度为1.5 m/s、打包辊转速为200 r/min。田间验证试验的膜包成捆率为98.1%、膜包含杂率为15.2%。【结论】该残膜打包装置满足田间作业要求,作业效果好,可为辊轴式残膜打包装置的设计与研究提供参考。

摘要：为探明膜下滴灌条件下滴水流量对棉花根系分布的影响,采用田间定位试验,设置3组滴水流量,分别为1.69 L·h^(-1)(W169)、3.46 L·h^(-1)(W346)和6.33 L·h^(-1)(W633),分析膜下滴灌土壤水吸力对棉花根系空间分布特征的影响。结果表明:滴水流量越大,膜外裸地和膜内土壤的基质吸力越小,边行棉花根系吸水受到的胁迫程度也越小,W633处理膜下根区土壤水吸力分布均匀且适合棉花生长,棉花根长密度水平分布不论是初期还是后期均呈双峰抛物线分布;棉花根重密度呈现出相同的变化规律,内、边行棉花根重密度在花期、铃期、吐絮期的差值分别为42.26、-0.22、97.40 g·m^(-3)。当滴水流量越小时,膜外裸地的基质吸力大于膜内土壤的基质吸力,致使边行棉花的根系吸水受到较大胁迫,W169处理棉花根长密度水平分布由生育初期的双峰抛物线分布变为后期的单峰抛物线分布;内、边行棉花根重密度在花期、铃期、吐絮期的差值分别为299.70、304.86、369.84 g·m^(-3)。表明随着滴水流量的增加,膜下滴灌行间棉花根系生长更加均匀,研究结果可为棉花膜下滴灌系统设计提供技术参考。