现代物理工程技术在林果苗木产业上的应用

种业品种单一、质量较差和依赖进口等问题一直影响着我国林果苗木产业的现代化进程。提高林果苗木种子的品质、丰富品种是提高我国林果苗木种业竞争力的关键,也是促进我国林果苗木产业健康发展的基本因素。现代物理工程技术在农业领域内的应用已有研究,合理地应用现代物理工程技术,可以提高种子活力与作物产量,并能减少农药、化肥的施用。分析了我国林果苗木种业存在的问题,从现代物理工程技术的角度剖析解决方法,提出我国林果苗木种业的发展思路,为林果苗木产业发展和科学决策提供参考。     

苜蓿生产全程机械化技术研究现状与发展分析

苜蓿是优质牧草之一,随着"粮-经-草"三元结构到"粮-经-畜-草"四元结构发展模式的扩大,国内对苜蓿的需求量日渐增大。为了向我国苜蓿产业发展提供参考和支持,提出了适宜我国国情的苜蓿生产全程机械化技术模式,对国内外苜蓿机械化生产技术现状进行了概述,并进行了总结和分析。我国苜蓿生产全程机械化技术模式包含苜蓿种子工程、土地整理、播种、田间管理、刈割收获、储藏运输和草产品加工7种机械化生产技术工艺,30多个具体的机械化生产环节。目前,我国已经初步形成了适合我国国情的苜蓿生产全程机械化技术体系,但与国外苜蓿机械化生产技术还存在一定差距,存在生产环节发展不均衡,机械化生产技术存在短板,产业化程度低,基础性研究落后,生产工艺与机械化生产技术联动性差,以及生产装备适用性与可靠性低等问题。构建完整的苜蓿生产全程机械化技术体系,发展具有中国特色的苜蓿机械化生产体系,加强土壤-苜蓿-机具相互作用关系理论技术体系研究,实现苜蓿生产机械集成化、智能化,将是我国苜蓿机械化生产技术体系的发展方向。     

土壤耕作部件极窄刀齿与土壤作用关系研究

随着保护性耕作技术和低扰动土壤处理技术的发展,新型土壤耕作部件越来越多地采用窄类或极窄类刀齿形式。通过理论分析和室内土槽试验,对矩形齿和三角形齿两种极窄刀齿贯入土壤造成的土壤失效机理、刀齿工作时的主要阻力来源、刀齿形状尺寸参数对贯入阻力的影响以及刀齿贯入阻力预测模型进行了研究。结果发现,极窄刀齿在贯入土壤过程中,土壤与刀齿相互作用产生应力场和速度场,土壤主要受到刀齿的挤压而失效;刀齿所受阻力可以通过相互作用过程中产生的力学分量进行预测,特别是该预测模型能够较好地反映刀齿在不同深度下所受阻力的变化趋势,研究还发现在土壤参数一定的情况下,极窄刀齿所受阻力与刀齿和土壤的接触面积直接相关,极窄刀齿的形状尺寸参数是其受力的重要影响因素。     

履带自走式缓坡地王草收获机底盘设计与试验

针对现有王草收获机作业时农艺匹配性差、配套动力不足等问题，优化设计了一款履带自走式王草收获机专用底盘；基于减少割茬碾压、低速平稳收割的作业要求，设计了行走装置与无级变速驱动装置；根据小地块、缓坡地的地形特征，设计和选型了液压助力转向系统与车架。开展了整机的稳定性分析及性能试验，结果显示：王草收获机底盘的最高行驶速度为9.02 km/h,最小转弯半径为1 349 mm,最大爬坡度为26°;在横向倾角为15°～16°的坡地等高线行驶时无侧滑、倾翻现象；在坡度为10°～12°的纵向坡道，沿上、下坡方向可靠停驻时间均大于5 min;在坡度为8°～9°的缓坡地作业时可实现速度0～4.19 km/h无级变速，动力充足且运行平稳，王草的平均割茬碾压率为7.43%。研究表明，设计的履带自走式王草收获机底盘能够满足小地块、缓坡地王草机械化收获作业要求。     

基于虚拟雷达和两级神经网络的割草机路径跟踪算法

为提高果园内小型双电机驱动履带式割草机恶劣路面下路径跟踪精度，提出了一种基于虚拟雷达路径感知和两级深度神经网络的路径跟踪控制算法。首先搭建了两级串联的人工深度神经网络，一级深度神经网络通过虚拟雷达路径感知算法，计算得到履带式割草机与目标路径的相对位置关系。二级深度神经网络根据履带式割草机跟踪偏差、航向角、横向偏差影响因子、折算履带滑转率以及履带式割草机与目标路径的相对位置关系，计算得到两侧驱动电机的控制转速，实现路径跟踪控制。在灌溉翻浆的果园路面，开展了履带式割草机U形路径跟踪实车试验，当车速分别为0.4、0.8 m/s时，该算法路径跟踪的最大横向偏差分别为0.064、0.072 m,平均横向偏差分别为0.026、0.033 m。与传统的纯追踪控制算法相比，最大横向偏差分别减小31.18%、20.88%,平均横向偏差减小35.00%、29.79%。基于虚拟雷达和两级深度神经网络的路径跟踪控制算法可有效提升履带式割草机在恶劣路面下的路径跟踪精度。