基于机器视觉的玉米幼苗叶面积检测装置设计及试验

为了实现玉米幼苗叶面积的快速、无损、实时、高效检测,设计并搭建了基于机器视觉的玉米幼苗叶面积检测装置。该检测装置由框架、光源装置、顶升旋转系统、图像采集及分析系统、检测装置控制系统等部分组成,通过各部分协作完成玉米幼苗顶视图像与侧视图像的实时采集及分析处理,计算玉米幼苗的叶面积。以玉米幼苗为试验对象对装置性能进行测试,试验结果显示:在装置满载情况下,当相机在X方向和Y方向的移动速度分别为830、32 mm/s时,顶视图模式和侧视图模式下检测装置的平均运行时间分别为190、355 s,检测总耗时为545 s,单株玉米幼苗的平均用时为34 s,相机的平均定位准确率分别为92%和90%,相机定位精度较高;玉米幼苗顶视图、主视图和左视图叶面积与实际叶面积的Pearson相关系数分别为0.901、0.767和0.786,装置检测的玉米幼苗叶面积与实际叶面积相关性强,装置可以满足批量检测玉米幼苗叶面积的需要。     

水田土壤黏附力测量仪设计与试验

为快速准确原位获取水田土壤黏附特性,结合水田土壤环境特征与黏附力测量原理,设计了一种便携式水田土壤黏附力测量仪,其由黏附力测盘、水平驱动装置、拉拔装置、PLC控制部分、机架及相关连接件构成,其控制系统采用GX Works2编程软件进行指令编辑。以法向拉拔速度v_n、切向速度v_τ、水田土壤空间深度为影响因素,利用该测量仪开展水田土壤黏附力单因素试验,初步获取了上述因素对水田土壤接触界面黏附力的影响机制。结果表明,在试验条件下,随法向拉拔速度v_n、切向速度v_τ增加,土壤黏附力呈增大趋势;随水田土壤空间深度的增加,土壤黏附力呈先增后减小趋势。     

农用多旋翼飞行器串级分数阶PID控制

为提高农用无人机动态性能，基于传统串级整数阶PID控制算法，提出一种串级分数阶PID控制算法。以四旋翼无人机为研究对象建模，并利用遗传算法对串级整数阶PID和串级分数阶PID参数进行整定，得到最优控制后采用MATLAB/SimuLink仿真分析，〖JP2〗证明串级分数阶PID控制效果优于串级整数阶PID。以四旋翼无人机实物为对象进行试验，测试结果表明，串级分数阶PID比串级整数阶PID的调节时间缩短了0.24 s，总体性能更优，表明仿真结论可靠。研究结果表明，串级分数阶PID控制算法可用于农用无人机的飞行控制。     

不同成熟度莲籽力学特性试验

以产自湖北洪湖的太空莲36号莲籽为研究对象，测定不同成熟度莲籽外形尺寸和含水率，并进行力学特性试验。结果显示：乳熟期、蜡熟期、完熟期莲籽纵横径比平均值分别为1.35、1.28、1.19，含水率分别为79.84%、70.28%、57.72%，莲籽长轴弹性模量分别为1.09、1.22、1.85 MPa，短轴弹性模量分别为1.33、1.42、2.16 MPa；3种不同成熟度莲籽极限破坏载荷分别为81.995、117.107、167.640 N。研究结果表明，莲籽同一成熟度和剪切深度条件下，剪切力不随剪切速率改变；莲籽同一成熟度和剪切速率条件下，剪切力与剪切深度呈显著线性相关；莲籽在X、Y、Z轴方向上的压缩破壳力随着成熟度的增加而增加；相同成熟度下，莲籽三轴方向上的压缩力在数值上X轴相似文献   

手扶插秧机手传振动评价及振动传递特性试验

以某手扶插秧机手柄和接振人员手臂为研究对象,采用基于振动总值的日振动暴露量的评价方法对手扶插秧机在2种不同工况下的手传振动进行了复合试验评价,计算结果显示,该手扶插秧机日振动暴露量为2.442 m/s~2,满足欧盟指令规定的要求。对人体手臂进行了振动响应分析和振动传递特性分析,结果表明,在2种工况下手扶插秧机手柄处的振动传递到手臂上时,振动呈逐渐衰减的趋势;操作手扶插秧机时,手腕对振动能量的吸收最多;手部对8～16 Hz和100 Hz附近的振动能量吸收较差,考虑到100 Hz左右的中频振动是造成雷诺氏症的主要原因,因此,100 Hz左右的中频振动应为今后插秧机扶手振动研究控制的重点。     

自走式果园多工位收获装备设计与试验

为解决现代化果园水果收获过程中人工劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题,结合果树矮砧宽行密植模式和农艺种植要求,本研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。首先介绍了自走式果园多工位收获装备的整机结构和工作原理,然后根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式,对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统的关键部件进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验结果表明,所设计的自走式果园多工位收获装备可同步于六工位人工采收速度,苹果采收损伤率为4.67％,装箱均布系数为1.475,装箱速度为72.9个/min,能够满足果园采收作业要求。     

油菜联合直播机种床松旋装置设计与试验

针对冬油菜机械化播种时种床带土壤板结严重导致油菜产量下降的问题,开展油菜联合直播机种床松旋装置的设计与试验。研制一种实现种床带浅松作业的类深松铲,通过分析类深松铲触土刃口力学特性,确定其主要结构参数。基于提高种床带作业质量目的,以工作幅宽为2 000 mm的2BYM-6/8型油麦兼用精量联合直播机为试验平台,确定种床带为IT245旋耕刀片、非种床带为IT225旋耕刀片,以类深松铲为主要工作部件,类深松铲的布局以"前四后二"的排布方式开展田间试验。田间试验结果显示:浅松旋耕联合作业后,种床带浅松深度为229.4～239.4 mm,旋耕深度为124.8～139.2 mm,耕深稳定性达90%以上,厢面平整度为25.71～27.14 mm。田间试验作业效果达到设计要求,满足油菜播种农艺要求。     

油菜种床整备开畦沟仿靴形锐角开沟犁设计与试验

针对长江中下游土壤黏重板结、含水率波动大及前茬水稻秸秆留存量大的复杂工况和油菜种植需开畦沟的生产要求,研制了油菜机械直播种床整备开畦沟仿靴形锐角开沟犁。选择平滑抛物线作为滑切刃口曲线,开展仿靴形锐角开沟犁三面楔建模和犁体与土壤相互作用动力学分析,确定滑切刃口曲线的滑切角范围为23°～67°、犁体入土角为30°、犁尖张角为60°,挡土板的长度为400 mm,翼板倾角为40°～79.2°。田间试验表明,仿靴形锐角开沟犁可开出沟宽为200～400 mm、沟深为175～250 mm的梯形沟,沟宽及沟深稳定性均达90%以上,且翼板倾角为46°、开沟深度为183 mm、作业速度为0.6 m/s时,开沟作业效果满足油菜种植农艺要求。     

基于碳氮损失和恶臭排放的病死猪辅热好氧发酵工艺参数优化

为确定病死猪辅热好氧发酵的最佳工艺参数,以病死猪为发酵原料,木屑为辅料,选取辅料配比、发酵温度和通风速率为试验因素,以碳氮损失和总臭气强度为试验指标,开展病死猪辅热好氧发酵正交试验,分析尾气中的有机恶臭物质组分并测定其排放质量浓度,同时测定尾气中氨气和二氧化碳质量浓度;采用极差和贡献率分析方法分析辅料配比、发酵温度和通风速率3因素对碳氮损失和恶臭排放的影响。结果显示：以木屑为辅料的病死猪辅热好氧发酵尾气中能准确定性和定量检测的共有18种恶臭物质：芳香烃类12种、硫醇硫醚类3种、烷烃类1种、酚类1种、无机物1种,其中对甲酚、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚和氨气被认定是好氧发酵过程中恶臭气味的主要来源;影响碳氮损失的因素依次为：辅料配比>通风速率>温度,影响总臭气强度的因素依次为：温度>辅料配比>通风速率。综合考虑碳氮损失和总臭气强度,病死猪辅热好氧发酵最佳工艺参数为：辅料配比1∶5.5,发酵温度55 ℃,通风速率14 L/（L· min）。     

油菜基质块苗移栽机倾斜式分苗装置设计与稳定性分析

针对传统移栽机在油菜移栽过程中苗块易翻倒导致分苗装置分苗失效的问题,设计了一种适用于油菜基质块苗移栽机的倾斜式分苗装置。分析了分苗装置结构组成与分苗过程,确定了分苗装置主要结构参数;构建了分苗过程依次连续输送和夹持分离阶段苗块力学模型,依据动力学分析明确了影响分苗稳定性的主要因素。分析得出,当苗块摩擦系数一定且同步带倾角在24.5°～35.0°时,有利于依次连续输送阶段苗块不翻倒;分苗夹持力越大,夹持分离阶段苗块分苗效果越优。优选得出分苗装置关键参数:同步带倾角γ为30°,分苗夹持力f_(j1)0.8 N,分苗气缸工作气压P为0.5～0.8 MPa。分苗装置分苗试验表明:苗块翻倒率为4.2%,分苗成功率为92.5%,满足油菜基质块苗分苗需求。