基于逆向工程的搅浆刀作业性能界定与关键设计参数研究

水田搅浆是基于稻作制度的独立机械化作业环节,搅浆刀是进行搅浆农艺处理的专用刀具,但目前缺乏针对搅浆的农艺界定及搅浆刀专用设计参数研究。本文利用逆向工程技术获取搅浆刀的关键几何参数,并对搅浆作业和搅浆刀的设计方法进行定义。通过与常规旋耕刀(R245)进行分析对比提出搅浆刀的专用设计参数,进而通过田间试验进一步探讨搅浆刀的设计方法。结果表明,搅浆刀的楔面入土效应是保障其水田搅浆性能的关键,该效应所对应的搅浆刀设计参数被定义为侧切刃楔角,侧切刃楔角与侧切刃刀面宽度2个关键设计参数决定了搅浆刀入土过程的侧向搅浆作业强度。与R245旋耕刀相比,侧切刃楔角是搅浆刀设计的显著特点,搅浆刀的侧切刃静态楔角高于动态楔角,而R245的侧切刀面是一平直刀面(楔角为0°),在正切刃区域,搅浆刀与旋耕刀的楔角变化基本一致。基于田间土壤条件的原位台架试验进一步证明了搅浆刀专用设计参数对保障起浆、水田埋草等性能的优越性。     

中国农业科学院茶叶研究所建所二十六年来的回顾

中国农业科学院茶叶研究所是1958年秋成立的,全所现有职工183人,其中科技人员93人,建立了茶树栽培、茶树育种、茶叶加工、茶树植保、茶叶机械、茶叶生理生化、茶叶综合利用、茶叶科技情报八个研究室和茶树生理、茶叶生化、土壤农化、茶树栽培、综合利用等11个实验室,装备了较先进的实验设备,并附设试验茶场和实验茶厂,有茶园220余亩,生产绿茶为主,加工机具比较齐全。经过二十六年的努力,已初步建设成为一个具有一定科学水平、学科比较齐全的综合性茶叶科研机构。     

基于田间摄像的多参数水稻土深松扰动行为与效应研究

耕作机具的土壤扰动行为密切联系土壤失效机理与耕作效应,是优化耕作系统的重要依据。本研究通过土壤耕作原位综合测试平台开展单铲深松试验,从5个方位录制深松视频,同时配合使用微地貌测试、耕作阻力测试、EDEM仿真、深松扰动剖面土壤紧实度测试和深松理论检验,探究深松铲入土角α和耕深D对水稻土深松扰动过程、土壤失效机理及深松效应的影响。结果表明,摄像法提取的纵向碎土距离R、扰动宽度W及抬土高度H与α和D显著相关,可用于水稻土深松扰动行为的定量表述。摄像法显示水稻土难以脆性断裂,铲两侧发生非对称性土壤剪切失效。土壤沿曲柄攀升,抬土高度H随α增大,随D减小,表明深松铲的设计参数和作业参数同时影响抬土能力。R随对应耕深范围内铲的纵向水平长度L线性增加,W随α线性增加。地表平整度S和扰动宽度W均在耕深20 cm时最大。深松土壤扰动行为的EDEM仿真从微观层面再现了摄像法记录的非对称性失效、侧向挤压失效和深松新月形失效现象,表明该离散元模型用于解析水稻土深松力学的科学性。EDEM仿真进一步显示出应力集中区沿铲尖与铲柄破土刃周期性上下移动,同时也对铲下方底层土造成挤压。深松扰动剖面土壤紧实度等值线图验证了仿真过程中铲尖下方形成的土壤压实带,并直观展示出耕深30 cm时,犁底层土壤因侧向挤压流变形成的沟槽状紧实壁面。本文结合田间原位摄像法的多参数测试研究可为深松铲和耕作系统的优化提供依据。     

基于改进纯追踪模型的温室采摘运输自动跟随系统

基于Kinect体感感应技术,设计了一套温室果蔬采摘运输自动跟随平台。通过体感感应系统获取图片上像素点的深度信息,结合图像处理算法,逐行扫描确定人体图像并实时获取人体骨骼信息,计算了人体当前的三维坐标并记录人体走过的路径轨迹。系统采用自调整函数对路径进行优化,避免了剧烈转向行为,并对优化后的路径以模糊算法动态确定纯追踪模型的前视距离,从而实时调整转向和转角,实现了精准跟随和稳定跟随。试验结果表明,该跟随系统能在避免剧烈转向的前提下以较高的精度跟随,横向最大跟踪偏差不超过10.0 cm,最大深度偏差为5.5 cm,且系统性能不受光照条件影响,满足温室采摘运输要求。     

基于有限单元法的芦蒿茎秆力学特性分析

【目的】建立芦蒿Artemisia selengensis茎秆柔性体模型。【方法】根据芦蒿茎秆的物性参数,通过ANSYS有限元分析软件建立茎秆力学模型,对芦蒿茎秆在不同生长部位的轴向、径向压缩力学特性进行研究,分析比较模型计算值和试验测试值。【结果】模型计算值和试验测试值最大偏差为14.46%。芦蒿茎秆具有各向异性特征,其轴向压缩力学特性远大于径向;在3种不同位置段,径向压缩时,茎秆破碎出现在加载面的两端边缘位置,轴向压缩时,茎秆破碎出现在加载面,且应力由接近加载区域向周围逐渐减弱。【结论】可以运用模型仿真分析芦蒿茎秆力学特性,结果可为减少芦蒿在收获、运输、加工、储藏过程中的机械损伤和芦蒿收获机具的研制提供理论依据和参考。     

池塘内循环流水(IPA)养殖杂交黄颡鱼试验

以黄颡鱼为母本、瓦氏黄颡鱼为父本杂交获得的杂交黄颡鱼[Pelteobagrus fuividraco(♀)×P.ca-chelli(♂)],在池塘内循环流水(IPA)养殖条件下获得较好的表现。2条试验养殖槽分别放养不同规格的杂交黄颡鱼7.5万、10万尾,放养密度分别为341、455尾/m~3,产量分别为8 906.3、9 048.0 kg,折合产量分别为40.5、41.1 kg/m~3,净利润分别为3.79万、4.69万元,产出投入比分别为1.22、1.35,收益率分别为21.99%、34.51%。IPA养殖杂交黄颡鱼,每个养殖槽放养量7.5万~10.0万尾,在一个养殖周期内净增重量可超过7 800 kg。在市场接受黄颡鱼规格的范围内,选择投放较小规格的鱼种,可获得较快的生长速度、较高的增重倍数和较好的饲料利用效率。     

Co含量对CoAPSO-5分子筛膜制备的影响

采用原位水热合成法在多孔α Al2O3上制备了连续致密的CoAPSO 5分子筛膜,并考察了Co含量对成膜过程的影响机制。通过XRD、SEM及ICP检测,证明所合成的为致密、均一、无取向CoAPSO 5分子筛膜,同时分析了合成液中进入分子筛的Co含量及其对CoAPSO 5分子筛膜的晶形、厚度及完备性的影响,并通过气体渗透法验证所合成的分子筛膜为无缺陷的。     

长江中下游地区Venlo型温室空气温湿度以及黄瓜蒸腾速率模拟研究

根据温室能量和质量平衡的物理学原理,建立了一个以温室外气候条件(太阳辐射、温度、湿度、风速等)为驱动变量,以温室结构、温室覆盖材料、温室内作物(高度、叶面积指数)为参数的温室小气候模拟模型,并利用上海Venlo型温室的三季试验数据对模型进行了检验。结果表明：模型能较好地预测中国长江中下游地区Venlo型温室内夏季和冬季空气温度、湿度以及作物蒸腾速率。模型对该地区夏干季节(2001年8月,三伏天)、夏湿季节(2002年6月下旬至7月中旬,梅雨季节)和冬季(2002年1月27日~2月5日)温室内空气温度、湿度以及作物蒸腾速率预测值与实际观测值的决定系数(R²)和标准误(SE)分别为：0.89,0.75,0.52;1.1℃,4.4%,0.040 g·m^-2·s^-1;0.80,0.84,0.77;1.5℃,4.4%,0.018 g·m^-2·s^-1;0.84,0.59,0.73;1.6℃,6.0%,0.012 g·m^-2·s^-1。该研究为进一步探讨温室环境的优化调控提供了理论依据和决策支持。     

美国大学农业工程学科论文产出比较分析——以美国五所大学为例

美国农业工程学科经历100多年的发展,为美国农业现代化做出重要贡献,对比跟踪美国该学科的发展,对我国农业工程学科的发展具有一定的借鉴意义。以美国康奈尔大学、普渡大学、爱荷华州立大学、加州大学戴维斯分校及伊利诺伊大学香槟分校五所大学2013—2016年发表的被Web of Science收录的论文为基础,通过数据聚类分析及统计等方法,分析美国该学科论文产出数量的变化趋势、该学科的研究热点、主要发表的刊物等。研究表明:美国一流高校农业工程学科论文产出相对稳定,年人均发表2~3篇SCI论文;面向科学问题的研究如模型、机理研究仍是学科研究热点;本学科所在学会的会刊是发表相关论文最多的刊物。本研究可为我国农业工程学科的规划发展提供借鉴与参考。     

温室小气候测量试验设计及其夏季蒸腾研究

温室内小气候环境参数的有效观测关系到温室小气候模拟模型的精度，而温室内作物的蒸腾既影响到潜热和显热交换，又是确定温室作物肥水灌溉的主要依据。本研究设计了一套用于温室小气候和作物蒸腾测量的试验装置，并在夏季南方现代化温室内进行了观测。结果分析表明，试验装置可以用于温室小气候的测量，且波恩比法适于对夏季高温、高湿条件下南方现代化温室中作物蒸腾的模拟，夏季温室内蒸腾速率随净辐射和空气饱和冠层水汽压差的增加而线性增大，蒸腾速率对冠层以上不同高度水汽压差的变化不敏感。