气吸式大豆精密排种器排种性能试验研究

在精密播种机中,精密排种器是其工作的核心部件,工作性能直接制约了播种机播种性能的优劣。为了探究影响气吸式排种器工作性能的主次因素,以大豆气吸式排种器为研究对象进行了台架性能试验测试。试验确定排种盘转速为影响排种器排种性能的主次因素,气室负压为次要因素;排种盘转速为20 r/min,气室负压为5 k Pa时该大豆气吸式排种器排种性能最优,合格指数高达91.13%。该研究结果对排种器结构改进以及性能优化提供了参考依据。     

新型水土流失监测装置及其应用

测钎法是一种应用广泛的水土流失监测方法,但是传统测钎法难以适应复杂监测地形,缺乏专门测读装置,还会产生较大监测误差,需要对其加以改进.以颐和园万寿山山体为研究对象,针对其山体特征和文物分布状况,选定18块监测场地,发明单钎多点式测读装置,选用改进的测钎法对水土流失进行监测.结果表明:1)18块监测场地考虑了土壤、坡度、植被等因素的差异,可以全面反映万寿山水土流失状况;2)单钎多点式测读装置有效降低了测钎埋点环境条件、测读方式等客观和主观误差,提高了测钎法水土流失监测结果的准确性;3)监测期间,万寿山平均土壤流失值在-3 mm～ +1 mm范围内.说明新型水土流失监测装置是可行的,所用水土流失监测方法和数据处理方法,可供其他类似工程借鉴与应用.     

油菜基质块苗移栽机取苗装置设计与试验

针对现有油菜基质块苗取苗装置在取苗过程易脱苗和基质损失率高等问题，设计了一种往复夹取式取苗装置。根据垂直苗盘取苗、平行铅垂线投苗的取苗臂位置要求，确定了取苗装置各构件尺寸关系，构建了取苗臂的运动学模型，得出其位移方程及相对运动轨迹。以减小取苗轨迹水平间距及取苗轨迹高度为优化目标，基于Matlab软件优化取苗装置各构件参数为：主动杆长度75.10mm，取苗臂长度335.26mm，从动杆长度100.42mm，机架长度171.32mm，该参数组合下，取苗轨迹水平间距为173.20mm，取苗轨迹高度为29.56mm。构建了取苗回程苗块的动力学模型，分析了苗块临界脱苗方程，结合苗块力学特性参数测定试验，得出最小取苗夹持力为7.07N，确定了末端执行器气缸缸径为20mm。应用ADAMS软件获得仿真取苗轨迹，运用高速摄影技术测定实际取苗轨迹高度和取苗轨迹水平间距，经对比分析，实际值与理论值、仿真值的相对误差均小于3%，验证了取苗装置设计的合理性。台架试验表明，取苗成功率为93.33%，脱苗率为2.86%，基质损失率为3.75%，满足油菜基质块苗移栽要求。     

稻麦联合收获机分段式脱粒装置设计与优化

针对纵轴流联合收获机在收获稻麦时出现的脱粒不彻底、分离不完全等问题,该研究设计了一种分段式纵轴流脱粒分离装置。该装置主要由锥形脱粒滚筒、脱粒强度可调式凹板筛、360°分离式凹板筛、作业参数电控调节系统等构成。通过单因素试验,分别获得了脱粒强度可调式凹板筛的开关板针对小麦和水稻脱粒的最佳开关状态。为寻求装置作业参数对脱粒效果的影响规律及最优参数组合,进行了多目标优化试验。以滚筒转速、导流板角度、凹板筛脱粒间隙、凹板筛分离间隙及喂入量作为影响因素,以破碎率、损失率、脱出物含杂率为试验指标,建立了破碎率、损失率、脱出物含杂率的数学模型。试验结果表明:各因素对破碎率影响的显著性大小顺序为滚筒转速、凹板筛脱粒间隙、导流板角度、喂入量、凹板筛分离间隙;对脱出物含杂率影响的显著性大小顺序为滚筒转速、导流板角度、凹板筛脱粒间隙、喂入量、凹板筛分离间隙;对损失率影响的显著性大小顺序为滚筒转速、导流板角度、凹板筛脱粒间隙、喂入量、凹板筛分离间隙。通过多目标参数优化分析,确定装置进行小麦脱粒的最优作业参数组合为脱粒滚筒转速905 r/min、导流板角度69°、凹板筛脱粒间隙18 mm、凹板筛分离间隙19 mm、喂入量4 kg/s。在该参数组合条件下进行了田间验证试验,结果表明,与常规纵轴流脱粒装置相比,整机作业破碎率由1.46%降为1.00%,含杂率由1.85%降为1.43%,损失率由1.72%降为1.20%,各指标实测值与模型优化值的相对误差均小于5%,满足国家相关标准要求。该装置有效解决了破碎率高、脱粒不干净、分离不彻底的问题,研究结果可为纵轴流联合收获机脱粒装置的结构改进和作业参数优化提供参考和依据。     

刨花计量料仓在刨花板生产中的应用

分别从工艺流程、结构和工作原理以及使用中的注意事项等方面介绍了刨花计量料仓在刨花板生产线中施胶前及铺装前的应用情况。     

基于PLC与组态王的实木板材双面检测装置的总体设计

选用S7-200 PLC,结合组态王人机交互界面,运用激光轮廓和色泽集成扫描技术设计了一种实木板材双面检测系统。主要介绍了该检测系统的工作原理和工作流程,简述了检测装置的整体结构及其传动、升降、检测、行程控制等主要模块的设计及电气控制系统总体设计。试运行表明,该装置集合PLC和组态王的优势,利用激光扫描技术,可实现对板材双面检测过程的实时控制;板材检测运用色泽与轮廓相结合,有效地解决了现有实木板材单面检测系统不能全面地反映实木板材表面缺陷状况的难题。该设计可为实木板材表面缺陷检测中三维轮廓检测技术的进一步应用提供有益参考。     

基于柔性夹持的青菜头收获机设计与试验

为解决西南丘陵山地青菜头机械化收获问题，结合青菜头生物特性和农艺要求，设计了一种具有柔性夹持功能的小型青菜头收获机。阐述了整机结构与工作原理，并对样机关键部件进行了结构设计和理论分析，柔性夹持装置初始间隙为60mm，最大允许通过青菜头直径为150mm，分析得到夹持输送带速度为0.37m/s、所需最大夹持力为38.04N；对割台架的仿地形能力和结构动力特性进行了分析，可得该结构允许地形起伏度为50mm，在安装割刀位置振幅最大，前5阶固有频率为115.63~783.60Hz，远大于发动机和地形产生的激励频率，因此不会发生共振现象。田间试验结果表明，切割及夹持输送机构运行平稳、振动小、切割有力、夹持力度适中；切割成功率为89.5%，青菜头损伤率为10.8%，实际工作效率为0.035hm2/h，各项性能指标基本满足设计和农艺技术要求。     

新型落地红枣收获机的设计

为解决南疆矮化密植枣园红枣收获难题,针对矮化密植种植模式下的枣园特点,设计出基于清扫方式和气吸方式相结合的新型落地红枣收获机。介绍了整机结构和工作原理,并对关键部件进行了设计,确定了各关键部件的基本结构和具体型号。同时,分析了红枣清扫聚拢过程,得出清扫辊刷转速、机具前进速度与清扫辊刷清扫效果之间的关系,并通过田间试验验证了清扫辊刷转速、机具前进速度与清扫辊刷清扫效果之间的关系。该机整体尺寸小,适应性强,作业效率高,适用于南疆矮化密植种植模式的枣园进行红枣收获作业。     

精密播种之电子驱动系统设计

本文研究的排种自动控制系统是依据前轮转速控制排种,在排种量、粒距和前轮转速之间建立关系,并以单片机为核心,配以测速装置、驱动装置及处理电路,输出合理驱动脉冲驱动步进电机的转动,进而带动排种器轴转动达到均匀排种目的的一种电子驱动系统方案.     

Synergistic effects of soil microstructure and bacterial EPS on drying rate in emulated soil micromodels

Microbial extracellular polymeric substances (EPS) have been shown to alter soil moisture retention and to improve seedling survival and plant growth at the bulk scale. The mechanisms of EPS-mediated water retention include reversible swelling of the cross-linked polymer matrix and the promotion of an aggregated soil structure. However, the effects of EPS on water retention have never been directly observed at the pore scale. Here, emulated soil micromodels were developed to directly observe the effects of physical, chemical, and biological factors on pore-scale water retention. In this demonstration, a pseudo-2D pore structure was created to represent physical features of a fine sandy loam. Replicate micromodels were initially saturated with suspensions of different soil bacteria, and pore-scale air infiltration was directly imaged over time. External evaporativity was held constant through the use of a custom constant-humidity environmental chamber. Micromodels filled with suspensions of highly mucoid Sinorhizobium meliloti retained moisture about twice as long as physically identical micromodels filled with suspensions of non-mucoid S. meliloti. Relative drying rates in six replicate experiments ranged from 1.1 to 2.5 times slower for mucoid suspensions. Patterns of air infiltration were similar but not identical across replicates. The results suggest that pore fluid EPS and micromodel geometry act together to limit evaporation at pore throats. Advantages of the micromodel approach include direct observation of pore-scale dynamic process, and the ability to systematically replicate complex physical structures. These abilities will enable users to screen benefits from different structures and from microbial compositions, and build predictive understanding of the overall function of microbe-habitat systems.