旱地穴盘苗自动取苗机构的研究

旱地穴盘苗自动移栽机在国内仍是空白。我国对旱地移栽机械的研发主要以半自动移栽机为目标,由人工完成喂苗后再由机械完成栽植,由于受人工喂苗的速度限制移栽效率不能满足要求。为此,以穴盘苗在旱地移栽作业为背景,重点针对取苗这一关键技术,研究开发自动取苗的原理、技术与装备,为实现穴盘苗移栽自动化、开发出旱地自动移栽机做好技术准备。所设计的自动取苗机构适应性好,取苗效率达80株/min,结构简单、紧凑且仅需一个原动力即可实现整套机构的配套连续动作。     

保护性耕作的本质与发展前景

论述了传统耕作与保护性耕作的发展背景和本质，绍了保护性耕作的工艺技术体系与关键机具，对传统耕作与保护性耕的优缺点作了较全面的对比分析，出改变我国传统的精耕细作为保护性耕作，对农业的可持续发展具有重要意义。     

以水稻生产机械化为例 探索农机设计中应考虑的几个农艺问题

农业部南京农业机械化研究所 创建于1957年,是国内农业工程技术领域科研实力雄厚、唯一保留“农业事业单位”的国家级农业科研机构。现拥有研究员12人、高级工程师63人、工程师71人。经过40多年的建设,现已形成农业耕作、种植与收获机械工程、植保机械工程、农产品加工工程、节水农业与保护性耕作工程、农业资源开发及设施农业工程和农机化发展等主要优势学科。建所以来,共获得各类科研成果1300多项,各类科技奖励160多项,其中国家、部、省级奖励120多项,国家发明和实用新型专利近百项。     

基于机器视觉的大豆机械化收获质量在线监测方法

针对大豆机械化收获过程中缺少联合收获机作业质量(破碎含杂率)在线监测装置的问题,提出了基于机器视觉的大豆机械化收获图像采集系统、大豆成分分类识别算法和谷物联合收获机作业质量监测方法。采用改进分水岭算法对大豆图像进行有效分割,筛选RGB和HSV颜色空间特征值,基于颜色特征值对分割后大豆图像各闭合区域进行分类识别,构建了量化评价模型,测试了算法的准确性,并进行了相关的田间试验。结果表明,R、S、H分量一阶矩特征值对大豆各成分具有较好的特征分离性,通过这3个分量颜色阈值能够很好地进行大豆成分分类;系统大豆完整籽粒查准率为87.26%、查全率为86.17%,大豆破碎籽粒查准率为86.45%、查全率为79.42%,大豆杂质查准率为85.19%、查全率为83.69%;在田间测试过程中,本文设计的检测方法对谷物联合收获机作业质量性能评定结果与人工检测一致。本文所提出的算法能快速、有效、稳定地识别完整籽粒、破碎籽粒和杂质,量化模型能准确计算出破碎含杂率,从而实现大豆机械化收获质量可视化监测与报警,可为智能谷物联合收获机参数在线监测及自适应控制策略研究提供技术支持。     

链夹式移栽机立苗机理分析与试验

针对链夹式移栽机用于油菜移栽时存在的对土壤适应性差、易倒伏等问题,对链夹式移栽机结构、栽植部件工作原理及秧苗在栽植过程中的运动特性进行分析。运动特性分析结果表明,在零速投苗位置,秧苗夹持部位绝对运动轨迹为摆线,而根部轨迹为余摆线,上部为短摆线,即秧苗有向机具前进方向倾斜的趋势,特别是对于较大株高的油菜苗更加明显。针对现有移栽机存在的这一问题,采用对比试验的方法,对投苗角度与立苗率的关系进行研究。改变相关零部件的设计参数,设置了提前投苗、零速位置投苗、滞后投苗3种情形的对比试验。结果表明:提前5°投苗,秧苗的优良率为45.6%、倒伏率5.3%,均优于零速投苗,且明显优于滞后投苗情形下的相应指标。试验结果与运动学分析结果一致。     

大豆联合收获机气力卸粮装置的设计与试验

针对现阶段大豆联合收获机传统螺旋运输器卸粮过程中籽粒破碎率较高的问题,设计一种大豆联合收获机气力卸粮装置。以叶轮转速、风机转速、卸粮软管内径为试验因素,破碎率及卸粮效率为试验指标进行三因素三水平响应面试验。结果表明:3个因素对破碎率影响程度的主次顺序为,风机转速、叶轮转速、卸粮软管内径,对卸粮效率影响程度的主次顺序为,叶轮转速、卸粮软管内径、风机转速;通过多目标参数优化分析得到适合气力卸粮的工作参数为,叶轮转速15r/min、风机转速3 166r/min、软管内径100mm,此时破碎率为1.49%,卸粮效率1.3L/s。该装置能有效降低联合收获机卸粮过程对大豆造成的损伤。     

大豆收获机纵轴流柔性脱粒装置脱出物分布规律

为探究纵轴流柔性脱粒装置工作参数对脱出物分布的影响以及脱出物分布规律，在自行研制的纵轴流脱粒分离清选试验台上，以滚筒转速、脱粒间隙、喂入量和导流板角度为试验因素，对纵轴流柔性脱粒装置脱出物在轴向和径向的分布变化进行单因素试验，结果表明:1)随着工作参数的变化，轴向和径向脱出物分布趋势变化不明显；2)纵轴流柔性脱粒装置的轴向脱出物、籽粒分布规律符合指数函数分布，豆荚、轻质杂余分布规律符合三次函数分布；3)径向脱出物、籽粒、豆荚、轻质杂余的分布规律符合系数不同的多项式形式。     

双级胶辊式大蒜破瓣装置的试验研究

为满足大蒜制种和深加工需要机械化破瓣的需求,借鉴物料撕搓法破壳原理设计了双级胶辊式大蒜破瓣装置。为此,阐述了该装置的结构形式与工作原理,并对大蒜在破瓣过程中的受力情况进行了分析。以大蒜的破瓣率与破损率为试验指标,进行了考虑交互作用的正交试验。试验结果表明:当辊子直径为130mm、辊子间隙为15mm、大蒜喂入量为100g/s、辊子的转速比为1∶2时为最佳方案,此时大蒜的破瓣率为91.6%,破损率为1.6%。同时,增加二级对辊对大蒜二次破瓣,当二级对辊间隙为15mm、胶辊直径为130mm、转速比1∶2及一级对辊取最佳方案进行破瓣时,双级辊式大蒜破瓣装置的破瓣率为95.9%,破损率为3.7%。     

大豆机械收获损失的研究现状

大豆收获是大豆生产过程中一个关键环节,采用适当的收获机械适时完成大豆收获作业是大豆丰产丰收的重要保障。大豆机收损失一直是大豆机械化收获存在的一个严重问题,国内外针对损失问题进行了多年的研究,损失率也在不断的降低,但仍不能满足需求。为此,从减少大豆机收损失出发,对大豆割台、输送装置、脱粒清选装置等关键部件的研究现状以及大豆收获方式、机理研究方法等方面的研究现状进行了梳理和总结,并在此基础上,提出了大豆收获机械今后的研究重点。