可调行距插秧机秧箱调节机构丝杠疲劳寿命预测

为预测可调行距高速水稻插秧机秧箱调节机构梯形丝杠的使用寿命,应用相关疲劳理论和方法,推导梯形丝杠螺纹牙的疲劳寿命计算公式。利用Adams软件和Ansys软件建立调节机构的刚柔耦合模型并仿真,得到梯形丝杠最大轴向载荷为53.8 N,并在Ansys软件中建立螺纹牙的有限元模型,通过静力学分析得出最大范·米塞斯应力为188 MPa,小于材料的屈服极限。以静力学分析结果为初始条件,利用Ansys/fe safe软件进行螺纹牙疲劳分析,得出梯形丝杠工作寿命为3 598 h,满足插秧机工作性能要求。     

密度和空间布局种植方式对夏玉米穗位叶光合生理性状的影响

为探明夏玉米适宜种植方式的光合生理机制,采用裂区试验设计研究了种植密度(9.3万,8.1万,6.9万,5.7万株/hm~2)、空间布局(等行距1穴1株,等行距1穴3株和宽窄行1穴3株)以及它们的交互作用对夏玉米郑单958开花后不同生育时期(开花期、抽丝期、灌浆前期、灌浆后期和完熟期)净光合速率及其相关性状的影响。结果表明:宽窄行1穴3株能显著降低夏玉米开花期和完熟期穗位叶净光合速率,而8.1万株/hm~2密度下的净光合速率不受空间布局的影响;等行距1穴1株空间布局下,种植密度不会显著影响穗位叶净光合速率。种植密度、空间布局以及它们交互作用对类胡萝卜素含量影响显著。等行距1穴3株空间布局下,9.3万株/hm~2种植密度显著降低前3个观测时期类胡萝卜素含量,而6.9万株/hm~2在宽窄行1穴3株以及5.7万株/hm~2在等行距1穴1株空间布局下显著降低完熟期类胡萝卜素含量。种植密度、空间布局及其交互作用均对PSⅡ最大光化学效率无显著影响。综上可知,8.1万株/hm~2种植密度不受空间布局的显著影响,而等行距1穴1株空间布局不受种植密度的显著影响,均能保证夏玉米郑单958植株的净光合作用及其相关指标维持在较高水平。结果也为从光合物质基础和光合水分生理基础方面(色素含量、荧光特性、净光合速率和蒸腾速率)解释种植方式-光合产物源-产量库之间的关系提供了理论数据。     

不同行距配置方式对夏玉米冠层结构和群体抗性的影响

为探究行距配置方式对冠层微气象因子及群体抗逆性的影响,明确夏玉米适宜的行距配置方式,在方城和辉县设置大田试验,以3个不同株高类型的玉米杂交种为材料(中秆品种郑单958、高秆品种先玉335和矮秆品种512-4),设置2个种植密度(60 000株 hm^-2和75 000株 hm^-2),研究了5种行距配置方式(50 cm、60 cm、70 cm、80 cm等行距和80 cm+40 cm宽窄行)下冠层结构和群体抗逆性的变化。结果表明,不同株高类型杂交种在相同密度下,随行距扩大,株型变得松散,穗部叶片叶向值减小,并偏离种植行,向种植行垂直方向发展,冠层温湿度降低,群体抗逆性增强,但冠层光照截获率降低,产量也随之减少。对比发现,不同品种和密度下,60 cm等行距能够较好地协调冠层微气象因子与玉米产量的关系,叶片分布适宜,冠层温湿度和光能分布合理,显著提高了中下部的光能截获率,病虫害和倒伏的发生率较低,获得最高产量的频率最高,且适宜机械化田间作业,建议作为适宜黄淮海地区推广的种植方式。     

水稻株行距配比的优化和株高密度模型的建立

为了探讨水稻高产栽培合理的株行距配比和栽插密度,在分析水稻株高与栽插密度关系的基础上,提出了确定水稻合理株行距配比的黄金分割优选法,即依赖于水稻株高（x,cm）的株行距配比为：行距（cm）=0.309 x,株距（cm）=0.191 x,建立了水稻株高密度（y,穴/m^2）的幂函数模型：y=169437x^-2（R^2=1）。应用该方法确定的目前生产上具代表性水稻品种的株行距和栽插密度,符合当前水稻高产栽培要求。     

常用精量排种器分析比较

排种器的性能是实现精量播种的关键因素。介绍水平网盘式、窝眼轮式、指夹式、垂直勺轮式、气吸式、气压式、气吹式排种器的工作原理及特点。比较各排种器的性能,为精量排种器的设计改进提供有益的参考。     

玉米叶片定向生长栽培研究

玉米叶片生长习性为互生,叶片生长方向受数量性状遗传和种胚发育特性双重因素控制。通过人为干预种胚在土壤中的空间位置,可实现玉米叶片的定向生长。试验通过不同种植密度,不同种植行向,不同品种类型对玉米叶片定向生长的影响进行研究。结果表明,人为控制种子种胚的播种方位,可有效提高叶片生长的定向率,进而合理增加种植密度至13.5万株hm2,提高产量15%左右。种植行向对定向率无影响,紧凑型品种定向率高于半紧凑型和平展型。      

插秧机株距无级调节系统设计与实现

原有插秧机的插秧株距调节为挡位调节式,田间作业过程中操作不便且为有级调节。为此,设计了一种插秧机株距无级调节系统,该系统可以根据插秧机行进速度和插植传动轴转速无级调节插秧株距。采用液压系统取代原有插秧机株距调节的挡位调节方式,单片机作为CPU,结合接近开关、编码器以及直流电机,设计了插秧机株距无级调节系统。试验表明,该系统可实现插秧机株距无级调节,作业质量符合农艺要求,且性能稳定,可用于后续的插秧机全自动控制研究中。     

穴播与条播对夏谷产量及相关性状的影响

研究了穴播和条播对不同株型谷子产量及相关性状的影响。结果表明,在不同试验地点穴播与条播相比籽粒产量水平相当或有所提高;穴播可以解决谷子单籽出苗顶土力弱的问题;通过研制穴播机可以实现谷子的精量播种,少间苗或不问苗。     

不同株行距对甘薯生长和产量性状的影响

在0.8~1.0 m行距和0.15~0.25 m株距条件下,采用9种不同株行距配置方式,在海南省种植短蔓型甘薯品种广薯79,结果表明:加宽行距有利于提高分枝数、单株鲜薯重、干物率、薯干产量和淀粉产量;缩小株距有利于提高鲜薯产量和薯干产量;加宽株距有利于提高分枝数、单株结薯数、单株鲜薯重和大中薯比率。在9个处理中,0.8 m×0.15 m株行距配置方式收获最高的鲜薯产量,(0.9~1.0 m)×(0.15~0.20 m)株行距配置方式获得较高的薯干产量和淀粉产量。     

Development of a row guidance system for an autonomous robot for white asparagus harvesting

The special cultivation features of white asparagus pose new challenges to the research and development of the row guidance control. This paper presents a row tracking system of a two-layer structure for an autonomous robot developed to harvest white asparagus. At the low level, two independent speed control loops are suggested to ensure the actual revolutions of the drive motors to follow their demanded values. A cascade control structure, consisting of an inner orientation error controller and an outer lateral offset controller, is proposed for the high level to drive the robot to track the desired trajectory. The most important advantage of the cascade structure is that the inner loop directly regulates the most significant error (the orientation error), which minimizes the impact of the external disturbances upon the outer loop. Moreover, the cascade scheme allows the orientation angle to be limited within a given range. That ensures a collision-free tracking. The controllers are designed based on the traditional proportional-integral-derivative (PID) algorithms. The control parameters are selected by using root locus analysis, which guarantees the system stability. The effectiveness of the proposed control regime is evaluated by numerical simulations and validated by experiments. The experimental results demonstrate that with the suggested row guidance strategy a satisfactory tracking accuracy of ±0.5 cm is achieved.