气吸式小白菜播种机开沟器设计与试验

目前,我国小白菜多采用人工撒播的播种方式,不仅机械化水平低,而且劳动力成本高。针对这一问题,设计一款气吸式小白菜播种机,并对开沟器进行研究。通过计算,确定开沟器的关键参数,入土角为123°、滑刀刃口角为35°、滑刀的刀刃曲线函数y=0.002x2+0.7x。为提升开沟器的开沟性能,设计Ⅰ型和Ⅱ型两款开沟器,采用EDEM软件模拟两款开沟器在土槽中的开沟状况,对比后最终确定Ⅰ型开沟器的开沟性能较优。通过ANSYS有限元分析软件对Ⅰ型开沟器进行静力学分析,验证开沟器的设计符合材料的强度要求。最后,对整机进行田间试验测试,测出整机播种量为4.08 kg/hm2;各行播量一致性的标准差为0.12 g,变异系数为3.1%;总播量稳定性的标准差为0.97 g,变异系数为28%。试验结果表明该播种机播种均匀性良好,能为小白菜等播种机械的设计提供理论参考以及提高青菜种植业的生产效率。     

土壤宏观力学结构与精准耕作

土壤宏观力学结构是土壤结构体概念的延伸,在尺度上高于土壤团聚体结构1－2个数量级,且具有更高的时空动态特征,其内容涉及土壤物理组构、力学评价指标、力学发生机理及力学应用4个方面,是精准耕作研究的理论依据。评价土壤宏观力学结构的指标包括抗剪强度、圆锥贯入阻力、平板下陷量和断裂强度等,而弹塑性力学、断裂与破碎力学和土壤流变学模型决定着结构动态的发生机理。土壤精准耕作通过对土壤宏观力学结构的测试、评价及模型描述,建立结构动态与外加机械力模式和强度指标之间的关系,运用精准技术手段实现土壤结构、作物秸秆、种子和水肥的精确调控与投放,改善土壤耕性、增强土壤结构力稳性、提高车辆通过性、增大土壤承载力、同时优化土壤－作物－水肥系统和土壤－机器系统。     

畜牧信息智能监测研究进展

畜牧信息主要包括养殖环境信息、动物行为信息及健康指标信息。准确高效地采集养殖环境参数是反馈控制养殖环境的基础,是为动物构建良好生存环境的前提。动物行为是动物生理健康状况的外在表现,动物行为监测、分析有利于及早发现疑似发病牲畜个体,降低经济损失。目前国内主要依靠人工观察方式监测畜牧信息,主观性强且精度低。随着现代信息技术的不断发展,智能化畜牧信息监测技术也在快速发展和不断更新。阐述了音频分析技术、机器视觉技术、无线传感器网络技术及射频标识（RFID）技术在畜牧信息监测中的应用研究现状,展望了智能化畜牧信息监测的后续研究方向。     

高时空分辨率及高通量的稻茬麦苗期表型指标动态特征研究

稻麦轮作系统周年土壤干湿交替决定着稻茬麦种植特有的生态特征,需要专门的耕种技术设计。为了用更高的时空分辨率表型方法描述稻茬麦的生长动态,使用扫描仪与图像处理软件Image Pro-Plus对自然平展态的冬小麦苗期表型指标进行测量,分析冬小麦苗期表型指标动态变化特征。结果发现,在更加精细的时空观测尺度上,基于单株及器官水平的表型指标定量有利于区分不同耕作处理引起的稻茬麦植株表型的细微变化及动态。免耕与旋耕2种耕作处理对部分茎叶指标在稻茬麦部分生理期内引起显著性差异,但这些差异在年度间的表现并不稳定。使用平均变化率指标描述>84d后的茎叶指标发现,总叶长与单株叶面积的数值最大,总根长次之,而耕作处理对总根长平均变化率的影响显著,两个年度的动态图都反映出免耕处理的小麦在播后60d左右平均叶倾角突然下降。因此,运用软硬件结合的精细时空尺度大田作物表型技术能够鉴别田间复杂环境因子对稻茬麦苗期茎叶指标动态的影响。     

农田原状土壤压实测试系统的设计及操作方法

使用土压力传感器监测土壤压实状况的优势是可以直观反映土体内的应力过程,但是传统的操作方法费时费力,因此设计一种全新的农田原状土应力测试系统,该系统以30°倾斜角打洞埋设土压力传感器,并配合平板下陷同步测试地表下陷位移、平板加载力及土体内的应力传递。在水稻土中的应用结果表明,系统的设计参数合理,最大限度地减小了原位土壤的扰动,土压力传感器的安放深度以及测试结果都达到了预期效果,能够满足短时间内进行多点测试的要求。     

果园对靶喷雾红外探测系统的设计与试验

为了减少农作物非对靶喷施造成药液浪费和环境污染,对具有一定株距非连续种植的农作物采用自动对靶喷雾,将连续性施药转变为间歇性对耙施药,设计了一种基于模拟正弦调制的红外靶标探测系统,并对实际植株进行探测试验.结果表明,所设计的系统可对农作物靶标进行自动探测,探测距离范围为3.2～4.4m,探测间距平均值为0.22 m.     

基于角测量技术的麦秸/聚丙烯复合材料微观结构定量分析

为了分析麦秸/PP复合材料老化后表面微观结构及其宏观力学性能之间关系,采用角测量技术（angle measure technique,AMT）方法研究了不同老化周期下复合材料表面微观结构电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）图像的AMT尺度图谱,分析了图谱中特征角度、特征尺度与复合材料宏观力学性能随老化周期延长的变化关系。结果表明,随着老化周期的延长复合材料各项力学性能总体呈下降趋势,而其AMT图谱的特征角度和特征尺度总体则呈上升趋势。秸秆/PP复合材料表面的微观结构SEM图像AMT尺度图谱的特征角度、特征尺度与其诸多宏观力学性能存在着高度或极高的相关性。尤其是特征角度与弯曲强度具有高度相关性,两者的相关系数达到了-0.975。运用主成分分析方法对各老化周期平均角度（mean angle,MA）图谱数据的研究进一步证实了AMT方法的有效性和可分性。该研究证明,AMT方法能够较好地定量化描述复合材料微观结构的图像纹理复杂性,在测量信号、图像纹理复杂性定量描述和分析中具有极高的应用价值。     

花生穴播器强制开启机构的设计与试验

为解决2BHM–2型花生覆膜打穴播种机穴播器鸭嘴不能及时或充分打开、压板引起地膜破损的问题,设计了一种鸭嘴强制开启机构。强制开启机构由活动鸭嘴、固定鸭嘴、拨杆、限位块组成。工作时,活动鸭嘴在拨杆和限位块的带动下能实现与固定鸭嘴的开启与闭合,从而完成定点播种。根据农艺要求,在分析穴播轮滚动状态基础上,确定了开启机构的结构参数:鸭嘴宽30 mm,高50 mm,拨杆长臂89.7 mm,短臂37.6 mm,限位块距离轮盘圆心119.4 mm。样机模型与原有压板式开启机构进行的田间对比试验的结果表明,压板式开启机构受土壤条件限制,穴粒数合格率最低值仅为85%,而强制开启机构的均达到90%以上,比压板式的提高了5.8%;压板式开启机构对地膜破损较严重,而强制开启机构对地膜几乎无破损。