国内外拖网减少副渔获物的研究进展

拖网渔业的兼捕是一个世界性难题,每年因兼捕而产生的渔获物抛弃对渔业资源的持续发展产生较大影响。目前世界各国针对本国拖网渔业的特点、主捕对象开展了卓有成效的选择性研究,并取得了较为理想的效果。但在推广及应用过程中反映出较多的实际问题,有待进一步完善、提高。笔者综合了国内外在开展拖网渔具选择性研究中具有代表性的成功经验,表明单纯的网囊网目很难对副渔获复杂的拖网产生理想的选择效果;选择性装置及其与网片的组合是解决拖网渔具兼捕的有效手段之一。     

气吸式杂交稻单粒排种器研制

针对气力式水稻精量排种器充种不稳定、单粒播种精度不高和播种量大的问题,该研究设计了一种具有矩形吸种孔和辅助充种装置的气吸式杂交稻单粒排种器。根据“吉田优”型杂交稻的长短轴重力分布情况,确定排种盘吸种孔形状;基于CFD-DEM(Computational fluid dynamics, Discrete element method)流固耦合理论,以吸附力为指标,进行5类具有相同面积的吸种孔单因素仿真试验,确定吸附力最大的吸种孔规格为0.8 mm×2.25 mm;以该型吸种孔为基础,选取辅助充种角、工作转速和工作负压为试验因素,以单粒率S、多粒率M和漏播率L为试验指标,开展Box-Bhnken台架试验,对试验结果进行响应曲面分析和多目标优化,得到排种盘辅助充种角为80.90°、工作转速为42.65 r/min、工作负压为621 Pa时,排种器的单粒率为86.91%,漏播率为3.63%。验证试验结果的排种器单粒率为86.36%、漏播率为3.41%,与优化结果吻合。研究结果可为后续气吸式杂交稻单粒排种器的优化设计和直播机整机作业精度的提高提供指导。     

苹果苗木根系土壤振动分离装置设计与试验

针对应用QM-500型果树苗木起苗机对苹果矮化苗木出圃时需要人工将断根后的苗木拔出等问题,采用AIP软件设计了由振动机构、传动系统等构成的根系土壤分离装置,试制并装配在QM-500型果树苗木起苗机上,配套58.8kW拖拉机在蠡县果树苗木繁育基地进行了试验。试验表明：当偏心距（曲柄）e为52mm、摆角φ为13.72°、行程速度变化系数K为1.02、极限夹角θ为2.03°时,起苗作业效率1.6株/s,节省人工50.85%,实现了苹果苗木起苗机械轻简化作业。     

牧草播种机排种装置关键部件设计

在完成牧草种子机械物理特性研究的基础上,设计了一种多行一器的排种装置。该装置由调节螺杆、搅拌器、排种器壳体、中央排种槽轮等组成。排种量通过调节螺杆调整中央排种槽轮相对于排种器壳体的工作长度来设定,槽轮壳体内的搅拌器用于防止种子架空,大小不同的种子的排种则通过调节槽轮机构内部元件位置来实现。完成了中央排种槽轮结构的设计,并根据结构设计参数及种子的物理特性参数,对不同种子公顷排种量进行了计算,制作了中央排种槽轮工作长度标尺,标尺标值与不同种子公顷排种量一一对应。     

Destratification in deep fish culture reservoirs in Israel: Practice and modelling

Thermal stratification negatively affects water quality, and thus is a threatto fish culture in deep water ponds and reservoirs. To prevent and controlit, a device based on an underwater propeller that vertically transportsoxygen rich warm water from the epilimnion down to the anoxic and colderhypolimnion was assembled. The empirical results so far obtained in Israelidual purpose reservoirs for field crop irrigation and fish culture aresummarized herein, and a mathematical model of the device's effect onreservoir thermal structure is presented.     

气送式油菜飞播装置投种过程分析与试验

针对气送式油菜飞播装置作业时种子在离开投种管末端至到达土壤的过程中运移轨迹易受扰动而出现播种成条效果不佳甚至串行的问题,该研究对折叠式投种装置的投种过程进行了分析和优化。通过理论分析建立种子在投种管内和投种过程中的运动学模型,根据DEM-CFD（Discrete Element Method- Computational Fluid Dynamics, DEM-CFD）气固耦合仿真和高速摄像对种子在输送气流和无人机旋翼气流场中的运动轨迹和速度变化情况进行分析,并以此为基础对投种装置的结构及工作参数进行优化。混合正交仿真试验结果表明：种子在竖直投种管内速度变化的影响因子主次顺序依次为输送气流速度、投种管长度、投种管内径,其中输送气流速度、投种管长度对油菜种子在投种管内速度的变化的影响为极显著（P<0.01）,投种管内径对油菜种子在投种管内速度的影响一般显著（0.05≤P<0.1）。高速摄像及地面泥盒试验结果显示,将原有气固分离器改为种子加速器,即增加输送气流速度参与投种后,投种管末端气流速度为4.5 m/s时,竖直位移30 cm处种子的平均水平分位移为4 cm,投种管正下方30 cm处泥盒内种子落地条带宽度为5.2 cm,比有气固分离器的结构,种子平均水平分位移减少3.1 cm,条带宽度减少7.9 cm,与仿真分析结果基本保持一致,满足油菜成条飞播的作业要求。     

苹果外部缺陷全表面在线检测分选装置研发

中国是水果消费大国,但在水果产后检测装备方面相对滞后。针对目前在线装置无法采集苹果全表面图像信息且无法精确计算缺陷面积的问题,该研究以表面缺陷面积的快速检测为主要目标,提出苹果全表面图像合成算法,设计了一套苹果外部品质在线检测及分级装置。该研究以苹果为例,基于球模型提出苹果全表面图像合成算法、缺陷面积校正算法精确计算苹果的表面缺陷面积。通过试验验证,对苹果表面图像进行分割合成后,整体的图像的漏检率为0。提出缺陷面积校正算法,可以计算图像中位于任意位置的苹果缺陷真实面积,选取了120个样本进行验证,其中擦伤样本、碰伤样本、痘斑病样本、表面腐败样本各30个。擦伤样本缺陷面积预测值与真实值的决定系数R2为0.9787,标准误差RMSE（Root Mean Squared Error）为3.577 4 mm2,偏角试验中R2为0.975 8,RMSE为3.466 3 mm2。碰伤样本缺陷面积预测值与真实值的R2为0.973 0,RMSE为3.981 9 mm2,偏角试验中R2为0.974 2,RMSE为4.062 4 mm2。痘斑病样本缺陷面积预测值与真实值的R2为0.970 8,RMSE为3.836 6 mm2,偏角试验中R2为0.977 9,RMSE为3.895 3 mm2;表面腐败样本缺陷面积预测值与真实值的R2为0.9812,RMSE为3.178 1 mm2,偏角试验中R2为0.974 8,RMSE为6.304 4 mm2。在整个试验过程中,R2总体上高于0.97,RMSE小于6.304 4 mm2。装置检测苹果的速度为2个/s,评级准确率为95%,检测与苹果评级精度较高,工作较为稳定,实现了苹果外部缺陷的检测与分级评价,为苹果的外部品质检测提供了技术支撑。     

1ZF-180型秸秆培肥整地机的设计

为改善国内常用秸秆还田机具功能单一的情况,研制出1ZF-180型秸秆培肥整地机具。该机具能够实现秸秆掩埋以及原有垄台和垄沟的交替更换,一次进地完成垄台深松、灭茬、旋耕、起垄秸秆掩埋、镇压多项作业。     

基于高速摄像的气力式油菜精量排种器投种轨迹分析

采用高速摄像技术,在排种轴转速15r/min、负压-1 500Pa工况下,对正压50~600Pa范围内观察油菜的投种轨迹,并依据目标追踪技术方法提取连续帧图像中油菜籽的坐标位置并获得其运动轨迹曲线;统计分析油菜籽投种轨迹的分布特征,利用高斯函数模型对曲线拟合得到其分布规律,并构建正压与油菜籽投种距离的关系模型;根据油菜籽轨迹曲线获得其投种阶段瞬时速度曲线,明确了油菜籽的运动状态。试验结果表明:在同一工况下的油菜籽轨迹曲线均服从正态分布规律,且正压大小与油菜籽投种距离为线性关系,其相关系数为0.988;当排种器正压范围为100~250Pa时,其投种轨迹变异系数最小。