摘要：针对传统干燥后稻谷裂纹率较高、稻谷品质无法得到保证的问题,探究缓苏温度、缓苏比、稻谷初始含水率等工艺参数对稻谷裂纹增率、干燥速率影响及缓苏工艺抑制稻谷干燥性裂纹的机理。采用三元二次正交旋转组合设计优化稻谷缓苏干燥工艺参数,以缓苏温度、缓苏比、稻谷初始含水率为试验因素,使用Box-Behnken试验,建立回归模型并分析各因素与试验指标之间的关系。使用Design-Expert 12软件对试验结果进行参数优化及数据分析,得出最优工艺参数:缓苏温度为57℃,初始含水率为23%,缓苏比为2.4∶1。在此组合参数下稻谷裂纹增率为9.53%,干燥速率为0.104%/min,且相对误差较小。研究表明,经优化后组合参数对降低稻谷裂纹增率、提高干燥速率有着积极的作用,可为实际生产提供理论基础。

摘要：为提高春大豆播种期确定的时效性和准确性,利用农田信息采集系统获取土壤墒情及环境信息,并根据大豆播种进程与适宜环境、土壤墒情同步原理,采用隶属函数方法,将播种农艺要求与播种影响因素间的关系函数化,建立春大豆合理播期确定知识模型;并利用2个不同生态点的气象与土壤温湿度等参数,结合模型决策日期与2年中各地实际播期及出苗情况,对春大豆合理播期确定模型进行了实例验证。结果表明:2021年北15、2022年北14两块试验地播期确定模型输出结果与农田实际播期分别为4月23日、4月24日与5月7日、5月10日,月度误差分别为3.33%和9.68%,模型结果准确率分别为96.67%和90.32%。模型设计结果与当前高产春大豆实际农作制度体现较好的一致性和适用性,可以为农业生产者应用信息化手段确定春大豆播种期提供技术参考。

摘要：针对传统大面积无差别喷洒农药会对环境造成污染、易产生农药残留危害健康的问题,设计了一种基于视觉识别对靶喷雾机器人,解决大豆田常规施药除草造成的农药浪费问题。通过树莓派、CMOS相机搭配舵机实现采集处理图像,并将其搭载至橡胶轮式移动平台实现对靶喷雾机器人的设计。对靶喷雾机器人采用侧向施药方式,利用VP110-015喷嘴搭配12 V水泵实现精准喷施,经验证,视觉摄像头在距离目标1.1 m处采集320×240图片(.jpg格式)符合处理需求,延时导通继电器阻值为10000Ω可满足精准喷施要求,除草机器人单次喷雾量为0.002 L,单次喷雾覆盖三维空间0.004 m^(3)。当前进速度为0.10 m/s时,识别率达到90%以上,使用视觉识别系统精准判断施药对象,对靶喷施稗草可以减少73.34%的药液施用量。研究结果对减少农药使用量,提高对靶率,实现农业可持续发展具有重要意义。

摘要：针对现有作物表型采集平台通用性差,无法应用于北方寒地垄作密植大豆,为提高采集大豆表型效率,设计一种可实现垄间稳定行走、精准定位的自走式大豆表型信息采集平台底盘。根据垄作大豆种植模式与其形态特征进行结构设计,采用西门子SMART 200PLC控制行走系统与表型信息采集系统。试制样机测试采集平台作业性能,结果表明:设置平台在运输路面和垄间行驶速度为0.5 m/s时,运输路面上平均偏移率是0.047%,垄间平均偏移率是0.072%;在运输路面和垄间的定位平均标准偏差分别为12.7和3.05,平均相对标准偏差分别为10.7%和7.2%,研究可实现垄间稳定行走与精准定位作业,为垄作大豆表型信息检测提供了技术支持。

摘要：针对杂粮含水率检测设备不配套和无法快速准确测定多种杂粮含水率的问题,参考国际干燥箱法测定标准,基于TRIZ理论创新设计了一种自主转送式杂粮含水率快速检测装置,实现物料盘在圆柱凸轮轨道上有序可靠的运行,并完成多工位转送机构、自动称量系统和闪烘机构等关键部件的仿真设计与装配验证。应用PLC耦合自主控制技术,实现定量入料、闪烘测量和快速除料3种工序切换,通过精准模块化运算,实时获得准确的杂粮含水率。采用二次正交旋转组合设计的方法,构建表征杂粮含水率检测精度和检测行程时间的协同评价定量模型,优化了闪烘温度、物料粒度和物料质量的参数组合,提升了该装置的运行效能与检测精准性。研究表明,该含水率检测仪的重复性和再现性可靠,检测相对偏差在0.2%以内,测量准确,自动化程度高,可为多样性杂粮含水率快速测定仪的广泛应用提供技术支持。

摘要：为了适应大马力拖拉机对配套农机具的需求,在分析研究中小型单一和组合作业模式整地机的基础上,设计研制出一种集灭茬、旋耕和深松于一体的宽幅联合整地机,并进行了单一和联合作业的试验。试验表明,该机具在作业时能够充分发挥大马力拖拉机的作业效率,减少拖拉机的功率消耗,节能约14.3%;机具配置的灭茬刀、深松铲和旋耕刀排列合理,保墒效果明显,碎土率和灭茬率高达95%。该机属于高效节能型机具,为研究大型农机具提供了参考。

摘要：针对气吸式排种器气压利用不充分、种盘旋转与橡胶垫存在摩擦、穴播均匀性差等问题,设计了一种嵌入旋转气腔式水稻穴直播排种器。基于ANSYS软件对腔体内部流场进行模拟仿真,以吸孔孔径和吸孔位置分布为影响因素、以气腔压力平均值和吸孔处的平均流速为评价指标进行数值模拟仿真研究。仿真结果表明:气腔流场分布比较稳定,可为吸种提供稳定的负压环境。应用JPS-12试验台进行试验验证,以气腔转速、负压和填种高度为影响因素,以播种合格率、漏播率和重播率为评价指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验,运用Design-Expert 8.0.6对数据完成方差分析和显著性检验,得到回归方程和响应曲面图,通过分析各因素间的交互作用,确定了最佳参数组合:当气腔转速为21.61 r/min、气腔负压为4.4 kPa、填种高度为15.7 cm时,作业性能最好,此时播种合格率93.6%,漏播率3.47%,重播率2.93%。试验结果与优化结果相符,满足粳稻穴直播要求。

摘要：针对水稻竖箱式干燥过程中气流分布不均匀、干燥效率与干后品质同步性差等问题,基于不可逆热力学理论和负压原理,建立了水稻竖箱式干燥室的负压干燥特性解析模型。并结合混流干燥工艺,设计了一种变径开孔式角状管用于改善竖箱式干燥室角状管内风量分配关系,用于进一步提高水稻干燥均匀性。基于Fluent软件分别在空载和满载状态下,对干燥室内的流场进行数值模拟和试验验证。研究表明:采用变径开孔式角状管,可有效解决管内风速高、流动大等问题,干燥室风场不均匀性得到良好地改善,可为水稻均匀干燥提供设备保障。该研究采用自主研制的5HSN-1型负压循环干燥试验机,应用四因素五水平二次正交旋转试验方法进行了参数优化试验,建立了以热风温度、表现风速、排粮辊转速、初始含水率为试验因素,干燥速率和爆腰增值率为试验指标的回归模型,并通过优化分析,得出优化工作参数组合:表现风速为0.75 m/s,热风温度为40℃,排粮辊转速为3.2 r/min,初始含水率为16.9%时,干燥速率为1.407%/h,爆腰增值率为0.574%,试验验证值与优化值的相对误差为6.2%~7.4%,拟合良好,结果表明该模型有效,干燥效率高,干燥后综合品质优良,优化工艺参数具有实际应用价值。

摘要：为提高水稻含水率在线检测准确度,以平行板电容器为研究对象,采用翅片式双重极板检测方式对水稻含水率的检测装置进行优化试验。以极板厚度、极板间距和相对面积为试验因素,采用二次回归正交组合试验方法进行电容比灵敏度影响试验,获得最优极板结构参数组合为极板厚度2.98 mm、极板间距101.60 mm、相对面积32583.69 mm^(2)。应用Matlab软件建立非线性自回归神经网络NARX的水稻含水率预测与校正模型,通过对比分析确定了模型结构的参数以及优化算法。分析表明:基于量化共轭梯度算法的神经网络NARX水稻含水率预测模型为最佳,模型的隐含层为1层,神经元数量为5,滞后阶数为3,含水率预测值与105℃恒重法实测值的误差范围在±0.5%以内。测试含水率最大相对偏差为0.65%,最小相对偏差为0.26%,平均相对偏差为0.44%。与静态电容式水分仪测试结果相比,本文水稻含水率检测装置的测试偏差浮动较小,检测性能满足水稻干燥生产实际要求。

摘要：针对稻谷竖箱式干燥段内粮层气流分布不均匀等问题,基于稻谷四向通风混流干燥工艺,设计了一种适用于四向通风混流干燥段的双侧进气变径角状管,用于提高粮层气流分布均匀性和保持稻谷品质。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和多孔介质传热传质基本理论,建立稻谷层内热湿耦合传递的数学模型,通过运用Fluent软件对干燥段内稻谷静态流场和温湿度分布情况进行数值模拟。结果表明:采用双侧进气变径角状管的干燥段,有效解决了粮层流场和温湿度沿进气角状管纵向分布不均问题。采用自主研制的四向通风混流干燥试验台,应用二次回归正交旋转组合试验方法进行了参数优化试验,优化参数组合:热风温度43℃,角状管进口风速为4.1m/s,初始含水率值为18.2%时,干燥速率为1.116%/h,爆腰率增值为1.7%,食味值为80.33,试验结果与优化结果相符合,稻谷干燥不均匀度为0.7%,干燥效果较优。采用双侧进气变径角状管的干燥段和优化干燥参数具有实际应用价值。