丘陵山区烟草井窖式打孔投苗机设计及试验

针对当前南方丘陵山区烟叶生产中背负式打孔劳动强度大、与井窖式打孔配套的投苗作业“无机可用”的现实问题,并结合贵州黔南烤烟移栽的农艺要求,研制了一款适合丘陵山区使用的烟草井窖式打孔投苗机。该机以电机为打孔动力单元,人工推动机器作业,由打孔装置、投苗装置、机架、前轮转向机构等部分组成,一次性完成起垄覆膜后的单垄单行烟地打孔和投苗两道工序,实现了由背负式作业转为自走式作业,从而减轻了劳动强度,提高了综合作业效率。通过在贵州省瓮安县、长顺县、福泉市三个地方开展田间试验,试验结果表明: 井窖式打孔投苗机一次性完成了井窖式打孔和人工辅助投苗作业,打孔参数及质量符合当地烟草移栽农艺要求,平均作业效率680穴/小时。研究成果对丘陵山区烟草移栽环节的机械化作业具有较好的装备支撑作用。     

基于改进YOLOv5s的自然环境下茶叶病害识别方法

针对现有目标检测模型对自然环境下茶叶病害识别易受复杂背景干扰、早期病斑难以检测等问题，该研究提出了YOLOv5-CBM茶叶病害识别模型。YOLOv5-CBM以YOLOv5s模型为基础，在主干特征提取阶段，将一个带有Transformer的C3模块和一个CA（coordinate attention）注意力机制融入特征提取网络中，实现对病害特征的提取。其次，利用加权双向特征金字塔（BiFPN）作为网络的Neck，通过自适应调节每个尺度特征的权重，使网络在获得不同尺寸特征时更好地将其融合，提高识别的准确率。最后，在检测端新增一个小目标检测头，解决了茶叶病害初期病斑较小容易出现漏检的问题。在包含有3种常见茶叶病害的数据集上进行试验，结果表明，YOLOv5-CBM对自然环境下的初期病斑检测效果有明显提高，与原始YOLOv5s模型相比，对早期茶饼病和早期茶轮斑病识别的平均精度分别提高了1.9和0.9个百分点，对不同病害检测的平均精度均值达到了97.3%，检测速度为8ms/幅，均优于其他目标检测算法。该模型具有较高的识别准确率与较强的鲁棒性，可为茶叶病害的智能诊断提供参考。     

酒用高粱种子离散元仿真参数标定

为获得酒用高粱种子离散元仿真参数,以仁怀市大坝镇地区的茅梁糯2号高粱种子为研究对象,完成了物性参数的测量种子-尼龙、种子-ABS及种子颗粒间接触参数的标定。首先,采用物理试验测出高粱种子的三轴尺寸、密度、泊松比、弹性模量、剪切模量及休止角等参数,且获取高粱种子-尼龙与高粱种子-ABS的静摩擦因数、滚动摩擦因数和碰撞恢复系数;其次,采用Box-Behnken法设计三因素三水平试验,得到高粱种子颗粒间接触参数与休止角的二阶回归模型;最后,以实测休止角29.14°为优化目标值,求得高粱种子颗粒间的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.422、0.504、0.074,代入EDEM中得到仿真试验结果为28.39°,与实测值的相对误差为2.57%,进一步验证了仿真试验的可靠性和有效性。酒用高粱种子物性参数测定和接触参数标定可为高粱播种机仿真分析及优化设计提供一定参考和依据。     

基于无人机遥感影像的收获期后残膜识别方法

针对人工评估农田残膜劳动强度高、效率低等问题,以及收获期后残膜识别困难的问题,提出了一种基于颜色特征的残膜识别方法。为了克服光照对残膜识别精度的影响,首先分析了阳光直射区、阴影区残膜和土壤RGB与HSV颜色分量灰度差异;然后,选择最佳颜色分量进行残膜图像分割,分别对比分析了手动阈值法、迭代阈值法、最大类间方差法、最大熵值法、K-means均值聚类法和脉冲耦合神经网络法的分割效果,结合原始图像残膜分布特点,优选出基于脉冲耦合神经网络的分割法;结合图像形态学算法,最终提取了烟地残膜面积与分布。结果表明,B分量可从背景中分割出直射区残膜,但不能分割阴影区残膜; S分量可从背景中分割出直射区和阴影区残膜;基于S分量的脉冲耦合神经网络分割法效果最佳,利用该方法对不同时期的农田残膜进行识别,6叶期、烟叶收获后、烟杆拔除后和冬季空闲期的识别率分别为96.99%、69.47%、93.55%和88.95%,地膜覆盖周期的平均识别率为87.49%。本文方法可快速准确地识别出秋后的农田残膜,提供残膜时空分布信息及变化特征,可为农田环境健康评估提供决策依据。     

茶叶理条技术及机械研究进展

茶叶理条技术是扁形茶和针形茶加工过程中一道关键技术,对茶叶的外形和品质有重要影响.为此,综述茶叶理条技术及机械研究进展,重点从理条机的传动结构、U型槽结构设计、加热方式、控制方式4个方面总结其存在的问题及研究现状,由此指出茶叶理条机存在机构创新不足、热能利用率低、加工标准不统一等问题.同时展望应加大理条机研发力度、选用...     

贵州省烟叶生产机械化发展模式研究及应用

针对贵州烟叶生产机械化推进过程中,烟地先天禀赋较差,农村劳动力的"断层",烟草农机配置无据可循及公共服务能力滞后等问题,提出一种适于贵州丘陵山区烟叶生产全程机械化建设模式,并将这一模式在贵州3个基地单元进行试点,试点情况分析表明:减工效果显著,减工最高的起垄环节减工率高达76.9%。试点的成功经验为贵州丘陵烟区进一步推进烟叶生产全程机械化提供了科学依据。     

背负式幼苗移栽井窖制作机性能测试分析

为了实现幼苗移栽井窖制作机与农艺的进一步融合,满足高效、高质井窖制作的需求,在分析井窖制作成穴原理的基础上,在遵义县开展了背负式井窖制作机田间测试试验。结果表明:试验机工作效率高、运行成本低、噪声低;高速段工作,所制井窖质量较好,整机振动较小;土壤水分及是否覆膜对井窖尺寸影响较大,当土壤含水量低于15%或高于30%时,不适宜制作井窖。覆膜后的井窖质量好于同等条件下未覆膜井窖质量;干燥条件下机具的防挂膜性能较高湿条件好,但干燥条件较高湿条件回土情况差,且同等土壤湿度条件覆膜较未覆膜回土情况好。根据测试结果及分析,对井窖制作机提出了改进建议。     

面向大窝移栽的螺旋成穴装置设计与试验

针对大窝移栽穴制作机成穴装置工作过程中成穴头振动过大、所制窝穴表面粗糙及窝穴合格率不高等问题,设计了一种带有圆锥芯螺旋成穴头的成穴装置,实现所制窝穴在不经任何处理的情况下窝穴表面有较平滑的弧度及较高的合格率。成穴装置核心部分由螺旋成穴头和防护罩组成,二者皆连接在输入轴上。基于螺旋升土原理,成穴头主轴设计成圆锥芯,外表面增设双螺旋叶片,可有效增加成穴装置的稳定性。运用EDEM软件对成穴过程进行仿真分析,验证了上述设计的可行性。田间试验表明:基于螺旋升土原理设计的成穴头,所制窝穴平均窝径为23.84cm,平均窝深为19.4cm,窝穴合格率为87%,各项指标均能实现大窝穴移栽穴制作机螺旋成穴头的预期要求。     

丘陵山区辣椒机械化移栽适应性分析

针对当前丘陵山区辣椒生产中手工栽植劳动强度高、机械化移栽"无机可用"的现实问题,结合贵州辣椒种植的农艺要求,以某型号的吊杯鸭嘴式移栽机为试验机,在绥阳县开展了田间辣椒移栽作业试验,完成了株距、栽深、撕膜情况及田间垄面平整情况等方面测试。结果表明:移栽后株距合格率100%,变异系数为12.2%,栽深合格率为80%,变异系数为14.6%,株距和栽深不稳定;纵向撕膜口平均尺寸为139.2mm,是移栽苗平均苗冠99.67mm的1.4倍,相对苗冠较大;垄面纵向高度差异性较大。根据测试样机田间试验结果与山地作业适应性分析,提出了升降底盘、栽深自动控制系统及鸭嘴栽植器关键部件的改进建议。研究结果对丘陵山区辣椒机与移栽农艺的融合发展具有一定的指导意义。     

仿生凸包起垄刀表面特征参数优化设计

起垄机在作业时发现起垄刀粘附严重,为了解决在黏性土壤环境下起垄刀粘附问题,以土壤动物蜣螂头部表面非光滑凸包结构为仿生对象,通过白光干涉仪获得凸包微观结构的特征参数完成仿生起垄刀设计。基于EDEM仿真分析仿生凸包起垄刀的减粘脱附效果,探索凸包减粘机理,通过田间试验验证仿真分析的有效性。试验结果表明：仿生凸包起垄刀减粘脱附效果由小到大依次为Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ,试验结果与EDEM仿真中得到的结果相一致,验证了仿真的可靠性。其中,仿生起垄刀Ⅱ的减粘性能最好,在18.73%、22.91%、26.87%含水率下的平均粘附量相对于原型刀具分别减少了12.45%、24.64%、6.19%。研究结果可为起垄机减粘脱附仿生设计提供可行的研究方法。