果园除草机研究现状与发展趋势

果园杂草是影响果树产量、果实品质的重要因素。重点阐述了典型果园除草机械的国内外研究现状，分析了典型果园除草机械的结构特点、工作原理和适用范围等，并指出目前我国果园除草机械化存在的问题和发展趋势，为我国果园全程全面机械化的发展提供参考。      

豌豆机械化收获技术研究现状与研究趋势

随着现代农业技术的发展,农产品机械化收获技术在我国越来越受到重视。近年来,豌豆产业发展迅速,配套收获机械的研发成为推进我国豌豆产业现代化进程中最重要的一环。为此,介绍了我国豌豆生产种植的实际情况并以此为出发点,阐明豌豆收获机械完成收割作业需具备的特点;然后,结合研究实例分析了豌豆收获机械国内外研究现状,比较国内外豌豆收获机械的优缺点后分析了它们在我国豌豆种植条件下的可行性;结合豌豆收获机械的发展与推广,指出了当前豌豆收获机械在功能和结构等方面存在的问题,并提出了豌豆收获机械的研究趋势。     

用动态图层融合与纹理-灰度梯度能量模型的果树行识别

为解决果园机器视觉导航中果树行识别易受果园复杂环境干扰的问题,该研究提出一种采用动态选取融合因子对彩色图像与深度图像进行图层融合并采用纹理-灰度梯度能量模型进行图像分割的果树行视觉识别算法。首先,通过搭建立体视觉系统获取果园彩色图像与对应的深度图像,并基于饱和度（S）通道图像的灰度值选取动态融合因子,实现对果园彩色图像与深度图像的图层融合;然后,分别计算融合图像的纹理特征图像与灰度梯度特征图像,并建立纹理-灰度梯度结合的能量模型,基于模型能量最小原则进行树干与背景的分割;最后,以树干与地面交点为果树行特征点进果树行直线拟合,完成果树行角度的识别。并对上述算法分别进行果树行识别试验与移动作业平台视觉对行导航试验。果树行识别试验结果表明,该研究算法果树行角度识别平均偏差为2.81°,与基于纹理、灰度梯度特征的果树行识别算法相比识别平均偏差分别降低2.37°和1.25°。移动作业平台视觉导航试验结果表明,在作业平台速度为0.6 m/s时,对行行驶最大偏差为12.2 cm,平均偏差为5.94 cm。该研究提出的视觉导航算法可以满足果园移动作业平台视觉对行导航需求,研究成果将为基于机器视觉的果园自动导航系统的研究与优化奠定基础。     

电动农机发展现状与趋势

随着我国国四国六排放标准的颁布实施,研发更低排放、更高效节能的农机产品成为行业发展的热点。重点阐述国内外电动化农机发展的研究进展,分析典型电动农机发展趋向。在系统总结和分析我国农机国情特点和发展趋势的基础上,指出现阶段我国电动农机技术发展难点,并提出小型化、自动化、智能化是电动农机的研究重点,为我国电动农机发展提供参考。     

气流引导式果园注肥机设计与试验

针对目前果园液态肥注肥作业存在易伤果树根系、肥料利用率低、注肥不均匀等问题,为实现果园液态肥高利用率、横向均匀扩散施用,设计了一款气流引导式果园注肥机,以高压气流疏松土壤引导液肥扩散。分析了果树注肥作业要求及气流引导注肥作业原理,对注肥装置、注肥气液管路、注肥下压装置进行理论分析及设计。通过气流引导参数注肥参数交互试验进行分析,确定了最优的参数组合为：通气压力0.8MPa,注肥压力1.5MPa。基于虚拟样机技术完成气流引导式果园注肥机的建模并完成样机的试制,在果园进行了田间试验。试验结果表明,注肥机作业效果稳定,无液肥上溢现象,液肥纵向扩散范围264~320mm,横向扩散范围250~270mm,作业效率0.10~0.12hm2/h,满足果园液态肥作业要求。     

自走式豌豆割晒机设计与试验

针对我国豌豆收获缺少适合机具的现状,为实现豌豆作物机械化收获,设计了4SZ-1.2型豌豆割晒机。首先,深入了解我国豌豆种植制度现状和豌豆收获技术要求,分析了机械收获作业过程中容易出现的切割困难、输送堵塞、铺放缠绕等问题,设计的4SZ-1.2型豌豆割晒机主要由切割装置、防缠绕拨禾装置和输送铺放装置组成,能够有效实现豌豆作物的切割、输送和铺放作业;然后,利用二次回归正交旋转试验进行分析,确定了最优的参数组合为前进速度1.03 m/s、割刀速度1.19 m/s、输送速度1.22 m/s、拨禾轮转速45.97 r/min;最后,进行了田间试验验证,结果表明,割晒机作业条铺整齐、割茬统一,漏割率为4.78%,收获损失率为4.96%,作业效率为0.185 hm²/h,能够满足豌豆收获要求。     

拖拉机驾驶室内非常规污染物排放的CFD模拟与试验

为探究农机驾驶室内非常规污染物分布特征,该研究以东方红1804型拖拉机为对象,通过Fluent仿真与实际测试进行非常规污染物排放研究。结果表明：23℃静止密闭状态下,驾驶室横截面呼吸带和进风口中间截面区域内苯的平均质量分数仿真值为2.70 和3.03 μg/m3;拖拉机驾驶室内检测出的挥发性有机物包括烷烃、烯烃、醇、醛酮、酯类及其他化合物共241种,检测出的苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯的浓度分别为3.08、30.49、46.84、8.39和2.43 μg/m3,低于相关标准规定的最大限值;驾驶室内人体呼吸区域的苯浓度试验值与仿真值误差范围在7.7%～10.0%之间,挥发性有机物浓度的变化趋势与仿真结果大致相同。研究结果可为进一步研究农机驾驶室内的空气质量提供了理论依据。     

采用TRIZ理论的豌豆割晒机械装备设计与试验

针对目前豌豆收获机械化技术在国内研究较少,为实现中国豌豆收获机械化配套作业,减轻劳动力投入,设计了一款豌豆割晒机械装备。首先对豌豆特性进行研究,分析了豌豆收获作业存在的问题。然后基于TRIZ理论中"物-场模型"分析方法进行了切割系统及输送系统的"物-场模型"功能分析,同时采用"冲突解决原理"解决割晒系统中涉及的矛盾冲突,获得合适的解决方案,并依据豌豆植物特性对割晒机主要机构进行了创新设计。完成了豌豆割晒系统中割晒装置、防缠绕拨禾装置、输送铺放装置等关键设计方案求解。最后基于虚拟样机技术建立豌豆割晒机模型结构,并加工出样机,在河南南阳、内蒙古商都、北京平谷3处试验田进行田间试验。田间试验结果 1表明,割晒机有较强的适应性,割茬高度小于40 mm,收割效率达到0.13~0.19 hm^2/h,北京平谷区试验中收割损失率仅4.96%,漏割率为4.78%。所设计豌豆割晒机作业效果满足农户需求,可为后续豌豆相关收获作业机械装备研究提供参考。     

基于实际作业工况的拖拉机能效评价

为深入了解拖拉机实际作业的能效情况，该研究提出基于实际作业工况的拖拉机能效评价方法，对拖拉机整体能效进行全面度量。基于距离最短分区原理，通过K-means聚类与成对比较矩阵方法进行拖拉机发动机常用工况点提取；通过对186台162 kW的拖拉机能效分析，提出拖拉机能效等级划分标准，确定能效限值和各级能效比限值，并对不同作业环节的平均能效进行分析。研究结果显示：拖拉机发动机实际8工况点和ISO稳态8工况点区别较大；不同拖拉机能效差异较大， 50%的拖拉机能效值分布在3.20～3.65 (kW·h)/kg区间；162 kW拖拉机实际能效合格限值为3.07 (kW·h)/kg；拖拉机不同作业环节的平均能效值差异大，旋耕作业的平均能效值最高，最低是行走模式。研究结果可为发动机节能减排技术升级提供数据基础，也可为农机节能考核、与绿色化作业水平挂钩的应用补贴方法研究等提供参考。