一种可连续化进行的胃肠仿生消化装置的设计

胃肠仿生消化是研究食品营养学及药物代谢动力的重要方法。为实现胃肠仿生连续消化,对胃肠仿生消化装置进行了设计,本胃肠仿生模拟消化装置包括胃肠仿生消化桶及仿生模拟消化控制系统,设置了结构相同的中间腔体的胃仿生消化桶和肠仿生消化桶,外围设置有加热仓,消化桶上均设置有搅拌机构、玻璃观察窗、取样装置、酸液存储槽及碱液存储槽、pH传感器、加热管及温度传感器,二号消化桶右侧固定有控制系统单元的配电箱。装置便于实现胃肠仿生模拟消化过程pH值、温度和搅拌速度的控制与调整,以及消化液的取样分析及消化过程的观察监测,可用于食品营养基质或生物活性物质的仿生消化情况的监测。     

射流泵装置性能预测方法

提出了一种射流泵装置性能预测方法,并进行了试验验证.以射流泵试验所得射流泵的流量比与压力比曲线,以及离心泵的流量扬程曲线作为预测初始条件,通过射流泵装置2种吸上高度4.5和9.0 m的性能试验,比较各流量比时装置工况点试验值与预测值精度,发现数值解法整体误差较小,能更好地反映射流泵扬程随流量比变化的情况,但与试验值相比仍存在误差且个别工况点误差较大,需进一步修正.引入预测值与试验值的比值作为修正系数,通过Plackett-Burman试验设计,从吸上高度、面积比、喷嘴直径、流量比、喉嘴距、喉管长径比、泵转速等因子中筛选出对射流泵扬程影响效应显著的面积比及流量比作为修正公式的关键参数,利用遗传算法和公式自动搜索拟合,得到射流泵扬程的计算公式,且相关系数超过0.99.通过射流泵装置在吸上高度为3.5和8.0 m的试验结果比较,表明具有较高的可信度.     

玉米空间分层施肥装置结构优化与试验

针对玉米分层施肥作业中开沟宽度大、回土效果差导致的肥料分层效果不明显、各层肥量难以控制等问题，设计了一种各层肥量可调的空间分层施肥装置，肥料可在土壤中形成半包围种子的分布状态。通过理论分析和设计计算确定了空间分层施肥装置的基本结构参数，明确了影响分层施肥装置内肥料颗粒运动的主要因素。运用离散元法对分层施肥装置工作过程进行仿真分析，选取施肥调节片前端宽度、后端宽度和安装角为试验因素，以上层和中层排肥口出肥量为试验指标，进行二次正交旋转组合仿真试验，建立了试验指标与影响因素的回归模型，仿真结果表明，当施肥调节片前端宽度为3.61mm，后端宽度为21.52mm，安装角为43.23°时，上、中、下3层排肥口施肥量比例为最佳施肥比例3∶3∶4。为验证仿真分析结果，在不同作业速度和不同施肥量条件下，进行了空间分层施肥装置的样机性能试验，试验结果表明，空间分层施肥装置能够实现各层肥量的目标施肥配比，在不同作业速度和不同施肥量下各层施肥量变异系数不大于4.3%，各层肥料深度误差在10mm以内，各层肥料横向距离误差在6mm以内，工作性能稳定。     

油菜覆膜打孔穴播机打孔装置设计与试验

为实现油菜等小粒径作物覆膜种植中膜上均匀打孔的功能,针对传统膜上成穴装置结构庞大复杂、工作时易黏土挑种及撕挑地膜等问题,设计了一种法兰式滚轮与螺纹式圆锥型锥钉组合式结构的打孔装置,确定了其主要结构参数范围;构建了打孔装置运动学模型,分析了打孔锥钉关键点的运动轨迹,确定了膜上打孔过程,并基于轨迹方程分析了膜孔尺寸参数;运用ADAMS运动学仿真,采用四因素三水平正交试验方法,以打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、打孔滚轮半径、机组前进速度为试验因素,以膜孔长度、膜孔间距偏差为试验考核指标,进行了打孔装置结构和运动参数的仿真试验。仿真结果表明:影响膜孔长度的因素主次顺序为打孔滚轮半径、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、机组前进速度;影响膜孔间距偏差的因素主次顺序为打孔滚轮半径、机组前进速度、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径;基于参数优化,获得较优参数组合为:打孔锥钉顶角53°、打孔锥钉直径16 mm、打孔滚轮半径65 mm、机组前进速度4 km/h。以打孔装置较优结构参数组合进行了田间验证试验,结果表明:打孔装置所打膜孔形状较规则,普遍呈类圆形状,膜孔长度均在18 mm以上,膜孔间距较为均匀,与仿真结果基本一致;各行膜孔长度一致性变异系数为4.98%,各行膜孔间距均匀性变异系数为3.44%。结果表明试验参数组合选取合理,打孔装置符合设计要求。     

农药自动混药装置的研究现状与展望

目前,我国农作物病虫害防治主要依靠施用农药,现有的大多数农药剂型需要加水稀释,配制成一定浓度后再施用。近年,我国农业航空迅速发展,对农业航空的智能化农业机械装备的需求变得非常迫切。系统总结了农药自动混药装置类型以及农药自动混药装置特点,通过对农药自动混药装置研究发展概况分析,阐明了国内农药自动混药装置所存在的问题,展望未来农药混药装置的发展趋势,为后续的研究方向奠定基础。     

一种橡胶小蠹虫自制粘捕装置的研制及其田间诱捕参数筛选

橡胶小蠹虫为害重,防治困难。为了探索更加高效的田间防治方法,本研究通过将“牛皮纸+粘虫胶+诱集剂”组配,研究集成了一种橡胶小蠹虫粘捕装置,对其诱捕参数（粘捕装置材质、诱集剂药袋悬挂数量、药液暴露面积以及粘捕装置的间距、悬挂高度）进行了筛选,并与常规诱捕器在重量、成本和诱捕效果方面进行比较。结果表明,在月桂烯、2-甲基-3-丁烯-2-醇、S-(-)-柠檬烯、莰烯、顺式-马鞭草烯醇5种诱集剂的诱集下,自制粘捕带对橡胶小蠹虫的粘捕总数分别为：554、445、341、381、367头;普通粘虫带对橡胶小蠹虫的粘捕总数分别为：260、230、179、202、199头。其中月桂烯、2-甲基-3-丁烯-2-醇、S-(-)-柠檬烯,自制粘捕带的粘捕数量均显著高于普通粘虫带,表现出较好的粘捕效果。采用挂袋法的最佳药袋数为2袋,诱集剂的最佳药液暴露面积为6.6 mm²,粘捕装置的最佳相互间距为50 m,最佳悬挂高度建议在2.5 m。自制粘捕装置在重量、成本以及诱集数量上均优于常规诱捕器,对橡胶小蠹虫防控具有高效成本低、环保可降解、简单易操作等特点。     

高产条件下日光温室越冬茬黄瓜适宜滴灌量研究

为了明确京郊日光温室越冬茬黄瓜高产栽培所需的适宜滴灌量,以黄瓜"津优35"为试材,研究了不同滴灌量对黄瓜灌溉水分配、产量、品质、水分利用效率和经济效益的影响。结果表明:85%农户常规灌溉量处理较对照节水50.8 mm,深层渗漏量减少42.6%,黄瓜产量提高3.6 t/hm~2,可溶性糖含量提高17.3%,硝酸盐含量降低5.0 mg/kg,果实品质提高;水分利用效率提高3.61 kg/m~3,增收1.42万元/hm~2。综合来看,85%农户常规灌溉量处理是京郊日光温室越冬茬黄瓜适宜滴灌量,全生育期灌溉总量为327.9 mm,其中苗期41.7 mm,初瓜期43.1 mm,结果期243.1 mm,当埋深20 cm的土壤张力计读数为-21.6 kPa时需进行灌溉。     

脱二氧化碳装置对循环水养殖系统pH的影响

为了调节循环水系统中养殖水体的pH,根据气体交换原理,设计一种脱二氧化碳(CO_2)装置。采用该装置去除养殖水体中的CO_2,并对由于CO_2含量累积造成的pH下降进行调节,使养殖鱼类处在一个适宜的pH环境中。试验时水温控制在(25±0.5)℃,每1 h取水样测1次pH,每4 h测1次碱度。水样取自养鱼桶内的水,检测前先对水样用40μm孔径针头过滤器进行过滤处理,实验周期24 h。结果显示,循环水系统加装脱二氧化碳装置能有效去除CO_2,使水体稳定在一个适宜的pH范围(7.39~7.42);CO_2质量浓度呈降低趋势,24 h后由开始的13.16 mg/L降低到7~8 mg/L,降低近50%,而不加装脱二氧化碳装置的循环水系统CO_2质量浓度持续上升,24 h后增加到37 mg/L左右,pH持续降低,最终降低到6.72~6.81。研究表明,脱二氧化碳装置能够有效去除水体中的CO_2,使水体pH维持在一个适宜鱼类生长的范围。     

湖北稻茬小麦主茎、分蘖1、分蘖2和分蘖3的成穗率、产量贡献率及主要农艺性状分析

合理的茎蘖组合是提升小麦绿色高效生产的重要因素。为了解湖北稻茬小麦主要茎蘖对产量及主要农艺性状的影响,以大穗型小麦品种川麦104和多穗型小麦品种扬麦15为材料,于2016-2018年在湖北十堰和武汉两地稻茬麦大田条件下,设置低(1.35×106~1.65×106株·hm^-2)、中(2.85×106~3.15×106株·hm^-2)、高(4.35×106~4.65×106株·hm^-2)三种种植密度,分析了主茎(S)、分蘖1(T1)、分蘖2(T2)和分蘖3(T3)(按出现先后顺序)的成穗率、产量贡献率及相关农艺性状的表现。结果表明:(1)湖北稻茬小麦成穗茎蘖农艺性状表现值偏低,除穗长和茎高受品种的影响最大外,其他被测性状受影响程度表现为蘖位>种植密度>品种;(2)在主茎均能成穗的情况下,分蘖成穗率随蘖位和种植密度的升高而降低,大穗型品种川麦104的降幅大于多穗型品种扬麦15;(3)主茎产量贡献率随种植密度的升高而升高(35.12%~54.50%),分蘖1产量贡献率稳定在23.25%~25.50%,分蘖2和分蘖3的产量贡献率随种植密度升高而降低,分别为14.59%~23.22%和5.42%~16.77%;(4)主茎的穗粒数(35.94~44.13粒)和穗粒重(1.44~1.93 g)显著高于其分蘖,茎高、茎蘖收获指数和穗茎节长只在川麦104中、高种植密度下的分蘖3与其他茎蘖差异显著;穗长、可孕小穗数和不孕小穗数有随蘖位和种植密度升高而变劣的趋势。聚类分析得出:湖北稻茬小麦绿色高效生产模式,以主茎成穗为主体,低种植密度下增加分蘖1和分蘖2,争取分蘖3成穗为辅;中种植密度下争取分蘖1+分蘖2成穗为辅;而高种植密度下争取分蘖1成穗为辅。     

悬挂式山药收获机振动挖掘碎土装置设计与试验

针对山药机械化收获整体占比低、作业效率低、收获损伤率高以及人工辅助作业劳动强度大等问题,基于经验设计方法,设计了全液压悬挂式单行山药收获机。研究了山药挖掘收获中关键部件——格栅式振动挖掘铲的结构,综合运用Solid Works的Motion与Simulation插件,对振动碎土装置进行了动力学仿真分析与计算,对该部件的静力学和动力学特征进行了分析。结合山药收获的农艺要求,研究了振动挖掘部分的频率、往复摆动振幅及其相关机械结构参数,确定了最优结构参数,并对其进行了强度分析、计算和校核,最后进行了田间收获试验。试验结果表明,振动挖掘碎土装置的作业效率较高,可实现土壤与山药黏连部分的快速、高效分离,机械收获完好率达到89. 2%,基本满足农户高效收获与低损率的要求。