油菜联合收获机滚筒筛式复清装置设计与试验

针对油菜联合收获机脱粒分离作业后脱出物组分杂,籽粒细小不易分离,导致清选作业清洁率低、人工复清劳动强度大等问题,设计了一种挂接在粮箱上的模块化滚筒筛式复清装置。基于运动学与动力学分析了物料提升螺旋输送器和筛分装置的结构参数与运行参数范围;以滚筒筛式复清装置的损失率、清洁率及筛分效率为评价指标,以滚筒筛转速、筛网内助流螺旋叶片螺距和筛孔直径为影响因素,基于EDEM开展了三因素三水平正交试验,确定了最佳参数组合,并利用收获关键部件试验台开展了验证试验。仿真结果表明：当喂入量为0.6kg/s时,滚筒筛式复清装置的较优参数组合为筛孔直径5mm、滚筒筛转速105r/min、筛网内助流螺旋叶片螺距250mm,此时滚筒筛式复清装置损失率为0.92%、清洁率为98.96%、筛分效率为95.12%。台架验证试验表明,带有滚筒筛式复清装置的清选系统工作顺畅,在最佳参数组合条件下,滚筒筛式复清装置的损失率为0.96%、清洁率为98.67%、筛分效率为95.36%,对比未增加滚筒筛式复清装置前清洁率提升了4.38个百分点。研究可为油菜联合收获机清选装置结构改进和优化提供参考。     

油菜正负气压组合式穴播器设计与试验

针对实际生产中油菜机械铺膜穴播缺乏穴粒数精确可控排种器的问题,设计了一种采用负压吸种、正压卸种、鸭嘴成穴、二次投种的油菜正负气压组合式穴播器,实现油菜机械铺膜穴播1～3粒的作业要求。建立吸种、携种和卸种过程种子的力学模型并结合FLUENT仿真分析,分析确定了油菜正负气压组合式穴播器结构及其参数;选取影响穴播器排种性能的负压、种层高度、排种轮主轴转速和正压开展了以穴粒数合格率、空穴率为试验指标的穴播器排种性能单因素试验,并按照响应曲面法的二次正交旋转中心组合试验开展了工作参数的优化和验证。试验结果表明:影响穴播器穴粒数合格率的因素主次顺序为负压、排种轮主轴转速、正压,穴播器最佳排种性能工作参数组合为排种轮主轴转速7.5 r/min、负压-2 000 Pa、正压850 Pa。台架验证试验结果表明,穴播器的穴粒数合格率(1～3粒)为88.15%,空穴率为4.43%,满足油菜机械铺膜穴播的要求。     

油菜集排器供种装置侧向倾斜排种性能试验与分析

针对油菜机械化播种中地表不平引起集排器供种装置倾斜，导致排种稳定性不足的问题，该研究以油菜集排器供种装置为对象，构建排种过程中侧向倾斜时种子与供种装置型孔间的力学模型，应用EDEM仿真开展供种装置侧向倾斜角度和供种装置转速对排种过程中型孔中的种子种量及种子运移轨迹影响的双因素试验。仿真结果表明：在0～5°范围内，沿播种机作业方向侧向倾斜角度逐渐增大时，充种、携种过程中倾斜一侧型孔中的种子数量相对无倾斜状态时的平均增加量在0%～36.55%内逐渐增加，另一侧型孔中的种子数量相对无倾斜状态时的平均减少量在0%～26.68%内逐渐增加。利用智能种植机械测试平台开展供种装置转速为20～40 r/min时不同侧向倾斜和摆动对供种装置排种性能影响的试验。结果表明：投种口Ⅰ、投种口Ⅱ排种量与仿真试验中投种口Ⅰ、投种口Ⅱ排种量比值的平均误差为3.86%；随侧向倾斜、侧向摆动、侧向往复摆动角度的增加，总排种速率相对无倾斜状态时的增加量在0%～9.02%内逐渐增大；通过提高供种装置转速，可减少侧向倾斜和摆动对排种性能的影响。研究结果可为供种装置的结构改进和性能提升提供参考。     

播种机导种技术与装置研究进展分析

机械化播种是农业机械化的重要组成部分。机械化播种主要通过播种机将种子由种箱运移至种床合理位置，以确保种子行株距的分布均匀，为种子萌发、植株个体与群体生长发育创造良好的环境。机械化播种的技术核心是种子群的有序单粒化和单粒化状态的保持，即精量排种技术和种子平稳运移技术。种子由种箱运移至种床是一个多环节串联过程，导种环节是播种过程中使种子保持均匀有序状态入土的末端环节之一，既影响前序过程种子的有序状态，又决定后续种子田间分布的均匀性。本文根据物体自由度约束概念，将播种机导种划分为无约束导种、欠约束导种和全约束导种3种形式，系统阐述了3种导种技术与装置对种子运移的约束状态、技术特点和适用对象，结合国内外技术装备研究现状和机械化播种技术要求，指出了导种技术与装置的未来发展方向，为播种机导种技术研究与装置创新设计提供参考。     

播种机排种技术研究态势分析与趋势展望

针对现有播种机排种技术研究态势缺乏定量分析,热点、重点和难点问题系统性和全面性梳理不充分等问题,该研究对已有排种技术相关文献进行计量学分析,从科研生产力、影响力和发展力等方面可视化呈现排种技术的研究态势,总结排种技术发展脉络和研究热点,并介绍国内外先进农机企业基于前沿排种技术开发的产品,分析其产业化应用情况和未来发展趋势。结果表明：排种技术呈波浪发展,当前处于高速稳态发展期;中国科研产出较多,影响力紧次于美国;代表性期刊有《Biosystems Engineering》《Computers and Electronics in Agriculture》和《农业工程学报》《农业机械学报》等;高影响力学者和机构围绕不同地区的典型农作物开展排种技术研究,推动了排种技术进步和机械化水平提升;排种技术发展脉络以实现功能为主的单一主题研究逐渐过渡到机构优化、机理分析、虚拟仿真等垂直细分主题的深入探索,现阶段排种技术的研究热点主要集中在高速兼用排种、播种均匀性、DEM-CFD耦合仿真、控制和监测系统开发。排种技术应用注重高效高性能装备研发,国内排种新产品研发处于跟跑阶段;随着新兴技术、多学科交叉融合和创新思维的应用,排种技术研究向高速高性能、精准精确、数字化、智能化等方面发展。本研究可为把握排种技术领域研究现状、未来发展趋势和播种机具创新提供参考。     

基于核磁共振成像的水果轻微损伤识别

以鸭梨为对象，采用核磁共振成像设备扫描获得轻微损伤鸭梨冠状面图像，使用Matlab软件完成图像预处理，采用自动阈值分割目标区域，并提取鸭梨层切面边界，最后采用角点检测方法检测鸭梨是否有轻微损伤。实验结果表明，核磁共振成像技术对水果轻微损伤的检测精度达92.1%，对正常和畸形水果的检测精度达     

油菜精量气压式集排器排种性能试验

为提高油菜精量气压式集排器的排种性能,该文通过对充种和清种2个基础过程解析,明确了影响排种性能的主要因素,确定了相关试验因素的范围,并以华油杂62种子为对象,采用L27(313)正交试验设计研究了清种气嘴口截面形状、充填高度、清种气流流速和排种滚筒转速对集排器排种性能的影响。结果表明,清种气嘴口截面形状、充填高度、清种气流流速和排种滚筒转速对排种均匀性影响显著,清种气嘴口截面形状、充填高度和排种滚筒转速对各行排量一致性有显著影响,并确定了其较优参数组合。优化组合试验得出选择矩形截面形状的清种气嘴,充填高度27 mm,清种气流流速10 m/s,排种滚筒转速20 r/min的最佳参数条件下,排种均匀性变异系数为8.07%,各行排量一致性变异系数为1.95%,种子破损率低于0.1%。该研究为油菜精量气压式集排器结构优化与排种性能的提升提供了参考。     

油菜机械直播同步分层施肥对根系构型和抗倒伏能力影响

为探明油菜精量联合直播同步分层施肥机械作业条件下，深浅层施肥比例对油菜根系生长、植株抗倒伏能力和产量等农艺性状的影响，该研究选用“华油杂62”油菜品种作为供试作物，在施肥量600 kg/hm²条件下，以10 cm定位侧深施肥CK1和机械旋耕浅层混施CK2作为对照，设置机械旋耕浅层混施-定位侧深施肥量分层比例为1∶3(FL)、1∶1(FM)和3∶1(FH)3个施肥处理，于2020年和2021年在长江中游冬油菜区开展田间试验，研究不同分层施肥处理对油菜根系分布、耕层土壤坚实度变化、倒伏指数和产量的影响。结果表明，分层深施处理能显著(P<0.05)改善油菜根系构型并促进根系下移，平均根表面积、根体积、根干质量和主根长分别是CK1处理的1.58、1.47、1.29和1.16倍，是CK2处理的3.63、2.79、1.46和1.28倍，且土壤坚实度相较于CK1和CK2处理平均分别降低4.91%和15.25%。不同分层施肥处理的油菜主根长、根表面积、根体积和根干质量在处理间从大到小依次均为：FM、FH、FL;FH处理植株的根茎粗、倒伏角度、抗折力分别是FM处理的1.11、...     

小白菜正负气压组合式精量排种器设计与试验

针对小白菜精量复式播种机采用单体排种器播种时传动系统复杂、各行出苗效果差异明显等不足,设计了2个排种盘可同时播8行的小白菜正负气压组合式排种器,阐明了排种器的工作过程、原理及主要结构参数,理论分析确定了排种盘和排种口结构参数及其种子迁移轨迹。利用DEM-CFD气固耦合动网格模型分析了排种盘转速、气室负压和气室正压对排种性能的影响,试验结果表明：负压对排种器合格指数、重播指数及漏播指数均有显著影响,负压为-3000Pa、正压为300Pa、转速为30r/min、品种为中箕青605时,各行平均合格指数为93.12%、重播指数为3.59%、漏播指数为3.29%。利用JPS-12型排种器检测试验台开展了台架试验,试验结果表明：排种盘转速为30r/min、负压为-3000Pa、正压为300Pa时,各行平均合格指数为91.32%、平均重播指数为6.19%、平均漏播指数为2.49%。以较优因素水平组合开展了田间试验,试验结果表明：小白菜平均苗数为10株/m、株距平均值为100.48mm,各行苗数一致性变异系数为8.05%,满足小白菜种植农艺要求。     

滚筒集排式油菜精量排种器排种过程分析(英文)

为探明气力滚筒式油菜精量集排器结构与运行参数对排种性能高低的影响,提出了气力滚筒式油菜精量集排器的基本结构组成和工作原理,建立了排种过程中吸种、携种、投种等主要环节的种子运动学和动力学模型,并运用离散元分析软件开展了吸种过程的仿真计算,获得了排种过程中所需的负压值、正压值与结构参数、运行参数的关系模型。利用JPS-12型排种器性能检测试验台开展了单因素试验研究,试验表明:当滚筒转速20 r/min、正压区压力值2 200 Pa、负压区压力值为-2 200 Pa时,集排器合格指数可达89.1%以上,变异系数为3.76%。结果表明排种过程力学模型分析计算结果与试验结果一致。该研究为集排器的结构和运行参数优化提供了理论依据。