基于离散元的柔性作物茎秆振动响应仿真

建立考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学模型，对探索谷草分离机理、分析谷物分离过程和联合收获机参数优化具有重要意义。本文提出考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学仿真模型，研究了作物茎秆的动力学响应特性。首先，给出了作物柔性茎秆的动力学模型和动力仿真方法；以成熟期小麦第3节间为例，测量了茎秆的内外径、单位质量密度和弹性模量等参数；对茎秆的横向弯曲振动和纵向拉伸振动进行仿真，研究茎秆的动力学响应特性，并与理论计算结果进行比较。通过仿真获得长度108mm、外径3.7mm、内径1.9mm、弹性模量5.27GPa的小麦茎秆的横向振动频率和纵向振动频率分别为164.28、7633.59Hz，与理论计算结果的相对误差分别为0.28%和0.12%。最后，通过谷草分离仿真实验，验证了柔性作物茎秆模型的实用性。     

基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统

为解决目前丘陵地区果树灌溉技术中存在的过度灌溉、浪费水资源等问题,以实现丘陵果园节水灌溉,结合无线传感器网络技术,设计开发了一种基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统.系统以ATmega128L单片机为控制核心,由上位机、汇聚节点、无线传感器节点、土壤水分传感器和电磁阀等组成,其中土壤水分传感器和电磁阀连接到无线传感器节点上,汇聚节点与传感器节点之间数据采用无线方式进行传输,汇聚节点通过RS-232串口线与上位机相连.系统能实时监测葡萄土壤含水率的变化,根据土壤含水率来判断葡萄是否缺水,并发出灌溉指令实施对葡萄精确灌溉,系统实现了葡萄园灌溉的自动化控制.通过试验,选定25 cm深度的土壤含水率为灌溉启动监测量,启动灌溉的监测阈值设定为26.8%;选定50 cm深度的土壤含水率为灌溉停止监测量,系统停止灌溉的监测阈值为45.5%.试验表明：系统可以达到精确灌溉要求,结合葡萄的生存阈值可以实现节水灌溉.     

基于悬空压裂法的油菜角果抗裂角力测试试验

为寻求出油菜角果不易炸裂的优良品种,在分析已有油菜角果抗裂角力测试方法优缺点的基础上,采用悬空压裂法在WDW-300型万能试验机上对不同品种油菜角果的抗裂角力进行了试验研究,分析油菜品种、角果大小、角果含水率、角果成熟度等因素对油菜角果抗裂角力的影响。结果表明:加载速度为10 mm/min时,载荷随位移的增加先迅速上升,在得到一个峰值力后瞬间下降,呈曲线变化状态,峰值即为角果的抗裂角力。试验测得了28个品种油菜角果抗裂角力范围为0.898～3.035 N,同一品种的油菜角果含水率越高,角果尺寸越小时抗裂角力越小。油菜角果大小差异明显时,同一品种角果尺寸大其抗裂角力大;品种相同含水率不同时,含水率大的角果抗裂角力大。该试验也为研究油菜角果抗裂角力提供了一种新的测定方法,操作简单、快捷。     

蔬菜穴盘育苗底部气吹式钵体松脱装置设计

针对蔬菜穴盘苗直接拔苗费力又损伤大的问题,设计了一种有助于穴盘苗移栽的气吹式钵体松脱装置。利用直线模组移位单元和双联气缸升降单元组合成输送系统,驱动气嘴排从穴盘底部的穴孔排水口逐排顶吹穴盘苗钵体,实现穴盘苗钵体与穴孔壁之间非机械接触式放松,利于移栽时人工轻松拔苗或机械快速夹取。对关键部件进行设计,使用排气孔直径为5mm的气嘴,能确保气体射流从128穴孔排水口有效顶吹穴盘苗钵体而不顶盘,根据亚声速自由气体射流动力学原理计算表明:当气嘴口空气射流压力大于0.098 MPa,不超过0.235 MPa时,所设计的气嘴能将穴盘苗吹松而不破坏苗钵根土结构。开展气力顶钵松脱多因素试验研究,结果表明气流喷射压力高度显著影响苗钵完整率,钵体含水率对完整率影响显著,其他苗龄、气流回路流量、气嘴头有无海绵密封等试验因素没有统计学显著性影响。当气嘴回路中气流喷射压力控制为0.2 MPa,钵体含水率为55%～60%,黄瓜苗龄为25 d,气流回路全开,气嘴没有海绵头铺垫时,对穴盘苗顶吹作用达到既能将穴盘苗钵体顶松脱离穴孔壁粘附,又最大程度保证钵体完整度的效果。开展验证性试验,苗钵气力松脱完整率达到96%以上,完成整盘苗放松约48s,满足实际需要。该研究可为开发省力的穴盘苗钵放松装置和边松脱边取苗的高效无损自动取苗机构提供参考。     

温室穴盘苗自动移栽机设计与试验

针对种苗从高密度穴盘移植到低密度穴盘,或者从穴盘直接移植到花盆的温室穴盘苗移栽生产需要,设计了一种轻简型自动移栽机。利用成熟的直线模组和无杆气缸组合设计出自动移栽机械臂,驱动取苗末端执行器往复于来源盘和目标盘进行取苗、移苗、栽苗操作,采用双排链传动实现穴盘和花盆输送,对穴盘苗的夹取操作采用气动两指四针钳夹式夹钵取苗方法。根据所设计的移栽机工作要求,构建电气控制系统。试制样机,开展试验研究。采用直线位移传感器系统检测分析机器取苗移栽移位性能,结果显示对于128/72孔穴盘苗,移栽效率分别达到1 221株/h和1 025株/h,运用单样本t检验法分析得到实测取苗移位间隔与理论设定穴孔间隔无显著差别,标准差低于0.5,整机工作精度准确。以当地自行培育的种苗为移栽对象,进行温室穴盘苗移栽生产试验,对比分析自动取苗移栽效能,结果显示多种穴盘苗移栽成功率平均达到90.70%,苗钵夹取破碎率低于5%,自动取苗移栽效果较好。     

不同醋糟有机肥与无机肥配施对土壤及莴苣品质产量的影响

通过设置5个不同的醋糟有机肥与无机肥的配比试验,系统研究了不同有机、无机肥配比对土壤有机质、N、P、K含量,以及莴苣品质(蛋白质、可溶性糖、硝酸盐和维生素C)和产量的影响.结果表明,处理Ⅲ的土壤有机质、N、P、K含量比其他处理含量高;品质方面,处理Ⅲ莴苣的蛋白质含量、可溶性糖含量和维生素C含量最高,硝酸盐含量最低;处理Ⅲ产量也最高.     

高温胁迫对水稻拔节期净光合速率·SPAD·叶绿素荧光动力学的影响

[目的]研究高温胁迫对水稻（Oryza satva L.）拔节期净光合速率、相对叶绿素含量（SPAD）和叶绿素荧光动力学参数的影响。[方法]供试水稻品种为江苏省镇江市常用品种镇稻6号。温度具体设定（一天按24 h计）如下：10：00为36℃,11：00为38℃,12：00为39℃1,3：00为40℃1,4：00为38℃,15：00为35℃。[结果]与对照组相比,高温胁迫下水稻的净光合速率、相对叶绿素含量和叶绿素荧光主要参数（Fm和Fv/Fm）均明显降低,并且随着胁迫温度的升高及胁迫时间的延长,下降幅度也逐步增大。[结论]高温显著降低了PSⅡ的Fv/Fm和Fm,说明高温抑制了光合碳代谢的电子供应,这与水稻叶片的净光合速率以及相对叶绿素含量指标变化情况相一致。     

高温胁迫及恢复对水稻叶绿素荧光动力学特性和保护酶活性的影响

[目的]研究高温胁迫对拔节期水稻（Oryza sativa L.）叶绿素荧光动力学参数及保护酶活性的影响。[方法]水稻品种为镇稻6号。试验设1、3、5 d高温胁迫处理和高温胁迫处理5 d后恢复2 d处理,另设1个常温对照。一天中高温胁迫温度设定为：10：00,36℃;11：00,38℃;12：00,39℃;13：00,40℃;14：00,38℃;15：00,35℃。[结果]与常温对照相比,高温胁迫下水稻叶绿素荧光主要参数F0变化不大;与常温对照相比,高温胁迫1、3、5 d处理Fv/Fm明显降低,但高温胁迫3、5 d处理Fv/Fm相比高温胁迫1 d处理升高,高温胁迫处理5 d后恢复2 d处理Fv/Fm与常温对照差异不大。与常温对照相比,高温胁迫1 d处理的过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性明显增强,丙二醛（MDA）含量增加,但随着胁迫时间的延长其均逐渐降低,接近对照水平。[结论]夏季高温对水稻PSⅡ反应中心造成可逆性伤害,并在保护酶的作用下逐渐修复,适应性逐渐增强,常温恢复2 d后可接近正常水平。     

基于光照的温室加热系统模糊PID控制

为了给冬季作物提供适宜的生长环境,综合考虑自然光和节能因素,提出了一种基于光照的温室加热系统模糊PID控制方法。首先,根据温室的光照强度和天气预报信息,建立温室内温度的设定模型;然后,结合常规PID控制算法简单、鲁棒性好及可靠性的优点,采用模糊控制思想对PID控制参数进行调整,使控制系统可以依据不同的偏差相应地调整;最后,使用Mat Lab中Simulink对控制算法进行了仿真试验。结果表明:该控制方法稳定性高、动态响应好、抗干扰能力强,为提高温室生产的经济效益提供了理论依据。     

采摘机器人末端执行器研究现状与展望

简述了国内外末端执行器的发展现状,对非夹持与夹持类的果实获取方式和拉、折、剪、热切割等不同分离方式进行了分析与比较,对吸盘、推杆、安全杆等附加机构的功能与配置方式进行了归纳,并介绍了末端执行器中视觉、距离、接近等传感器的集成应用情况,进而指出了末端执行器研究中仍存在的问题。同时,对采摘机器人末端执行器的发展进行了展望。