茎秆切碎还田机械发展现状与应用前景

1茎杆切碎还田机械发展现状美国、加拿大等国家的小麦、玉米秸秆大部分用于还田。国外的茎秆还田机具结构大多为立式结构,具有机具结构简单,作业效率高等特点。同时还有对秸秆根部进行处理加工的整株秸秆粉碎还田机具。目前国外茎秆还田机具普遍向宽幅、与大马力轮式拖拉机配套的方向发展,宽幅秸秆切碎还田机具采用液压折叠的方式进行运输。宽幅秸秆切碎还田机具在小范围的工作面内可以单独仿形,保证工作面内秸秆留茬高度一致。如美国约翰·迪尔公司,其茎秆切碎还田机幅宽由1.2m到5.4m,配套动力由50kW到180kW的规格齐全。其工作幅宽为5.4m…     

基于离散元仿真参数的微型薯物料测定

以脱毒微型马铃薯（简称“微型薯”）“大西洋”“中薯5号”和“华薯1号”为研究对象,以离散元软件EDEM中微型薯仿真研究所需的相关参数为目标,测定3种微型薯的物理力学特征参数和接触力学参数。采用响应曲面法设计试验,〖JP+1〗以静摩擦系数、滚动摩擦系数为试验变量,以堆积角为试验指标,将上述测定后的参数输入EDEM进行仿真,求取微型薯之间的滚动摩擦系数。以堆积角为响应值,使用圆筒提升法验证仿真结果的可信度。结果表明：与试验实际堆积角相比,不同品种的微型薯仿真结果差异均低于3%,仿真结果可靠。     

激光切割对马铃薯组培苗移栽后生长指标的影响

以机械剪切方式作为对照,使用以CO_2激光器在垂直照射、离焦量12 mm、光输出功率10 W的条件下的激光,对马铃薯组培苗进行无接触式切割,并对激光切割和机械剪切后马铃薯组培苗的生长情况进行对比试验。试验结果显示:使用激光进行马铃薯组培苗切割不会影响其生物活性;在培养21 d后,无论是单切口茎段还是双切口茎段,激光切割马铃薯组培苗的存活率、株高、节间数、节间长度、茎粗、根长、去根鲜质量等生长指标均优于机械剪切方式。试验结果表明,以激光切割方式代替传统机械剪切方式进行马铃薯组培苗的无接触式切割,极大简化了组培苗移栽时的动作,能有效避免组培苗交叉感染,促进移栽的组培苗茎段成活。     

基于扇环形区域图像分割的小麦秸秆截面参数测量方法

针对小麦秸秆截面显微图像中组织成分的结构和灰度特征,研究了一种扇环型分区域图像分割方法,用于精确分割厚壁、维管束等关键组织结构。小麦秸秆截面的内外侧轮廓构成了一个近似的环形区域。先粗略定位厚壁和维管束所属的圆环区域。依据定位信息,以截面中心为起点向圆环外轮廓画射线,将圆环划分为大量的扇环形小区域。用Otsu算法对各个小区域进行独立的阈值分割,再对分割结果进行拼接等后续处理,得到完整的厚壁或维管束,最后以此为基础精确测量秸秆截面的各种参数。实验结果表明,与传统的Otsu算法相比,该方法对显微图像采集过程中切片、染色、拍照等环节导致的低质量图像具有较高的分割准确性和鲁棒性,在提高了切片样本利用率的同时降低了人工劳动强度。该测量系统对各类参数的测量精度均大于94.6%。     

三角链半杯勺式丘陵山区马铃薯精密播种机设计与试验

针对中国丘陵山区地形复杂、马铃薯机械化水平偏低、种植规模较小等问题,设计了一种可实现施肥、播种、开沟起垄、整形镇压一体化作业的三角链半杯勺式马铃薯精密播种机。将传统的链勺式马铃薯播种机的"上下"2个链轮的传动改为3个链轮的"三角形排列"的传动模式,增加了水平清种区,依靠重力清种,减少种薯的损伤,以及实现单粒精播的要求;将勺式取种装置改为半杯状取种装置,有效增加了取种数量,提高了取种的可靠性;通过分析计算确定了排肥系统、靴式开沟器、排种系统的工作参数,对于丘陵山区土地粘性大造成的起垄高度低、起垄不平整等问题,设计了一套开沟起垄、整形镇压装置。田间试验结果表明,当作业速度1. 9～2. 0 km/h时,粒距合格指数83. 26%,重播指数8. 36%,漏播指数8. 38%,变异系数22. 31%,垄高、垄底宽、垄面宽和垄距的稳定系数均在97%以上,性能指标符合国家标准要求。     

半杯勺式马铃薯排种器的设计与试验

排种器作为马铃薯机械化播种的关键部件,其目前仍存在重漏指数高、作业效率低、劳动强度大且适应性差等问题,针对以上问题,本研究设计了一种排种链呈三角形布置、取种勺为半杯勺式的新型马铃薯排种器。结合农艺要求和理论分析,对排种器的关键部件进行结构设计;搭建了试验台架,对排种器的排种性能进行试验,以主动轮转速、清种角度、杯勺大小为试验因素,排种性能为试验指标进行正交试验,分析相关因素对排种性能的影响,并得到合理的参数组合。结果表明,主动轮转速为37.5r/min,清种角度为-5°,杯勺选取大号杯勺时,排种器合格指数为93.74%,重种指数为3.99%,漏种指数为2.27%,排种性能较好。     

棉花高密度栽培播种方式的关键问题探讨

棉花高密度栽培增产幅度大,经济效益明显,已在兵团各植棉师、植棉团场形成共识.下面从几种常用高密度栽培株行距配置优势分析中,讨论棉花高密度栽培铺膜播种质量应注意的几个关键问题.     

马铃薯跌落碰撞时的接触应力分布特性

【目的】研究马铃薯跌落碰撞时的损伤原理。【方法】采用Prescale感压胶片和高速摄像技术测量在不同跌落高度马铃薯与5种材料碰撞时的接触应力分布特性和规律,确定马铃薯损伤和接触应力分布的关系。【结果】正交试验的响应曲面分析表明,碰撞材料、跌落高度、马铃薯质量对马铃薯碰撞的冲击压缩变形量影响显著,且影响程度由大到小为碰撞材料跌落高度马铃薯质量。研究结果发现,碰撞材料为65Mn钢、跌落高度为300 mm时,马铃薯开始出现损伤,碰撞材料为塑料ABS、土块、马铃薯和丁晴橡胶、跌落高度为400 mm时,马铃薯开始出现损伤。跌落高度200～800 mm,接触应力≤0.50 MPa占主要的接触面积,对马铃薯的损伤起主要贡献作用。马铃薯与不同材料碰撞在跌落高度400 mm (65Mn钢300 mm)时,接触应力≤0.20 MPa的区域占主要的接触面积,在跌落高度≥400 mm (65Mn钢≥300 mm)后,接触应力(0.20,0.60] MPa的区域为主要接触面积,0.20 MPa为马铃薯跌落碰撞损伤的临界应力。跌落高度与接触面积呈高度线性正相关,决定系数(R~2)均大于0.95。接触应力和接触面积的乘积(碰撞冲击力)与冲击压缩变形量呈高度线性相关,R~2大于0.96。【结论】建立的马铃薯碰撞损伤的线性回归模型能够准确预测和评估马铃薯跌落碰撞损伤。     

脱毒微型马铃薯机械物理特性试验

对3个不同品种脱毒微型马铃薯的质量、几何尺寸、密度、滚动稳定角、休止角和含水率等进行了测试并对几何尺寸等参数的分布特性进行了分析。试验测得微型薯质量分布集中在3～6 g,平均值4.83g;球形度平均值0.74;容积密度平均值633.07 kg/m3;粒子密度平均值1 058.29 kg/m3;含水率平均值82.62%(w.b);微型薯在塑料上的滚动特性比钢板上好。     

基于视频流的马铃薯排种器性能检测方法

为实现马铃薯排种器的排种性能指标和播种精确性指标检测,设计一种由铺砂、排种、输送、控制以及图像处理等工作部分组成的马铃薯排种器性能检测系统,并提出相应的检测方法,即排种器固定于试验台上方正常工作,种薯掉落在移动的输送带上,使用工业相机拍摄输送带上种薯的视频。依据输送带运动参数和相机帧率,确定和提取视频的关键帧。通过识别和定位输送带上粘贴的二维码,实现对关键帧的拼接,得到1次测试中全部的、无重复的一幅种薯图像。对种薯图像进行处理和分析,得到每个种薯的中心坐标,继而计算种薯的相对位置信息,以评估排种器性能。试验结果表明,该检测系统测量精度高,大幅降低了人工劳动强度,具有很好的应用价值。