气吸双行错置式玉米密植精量排种器设计与试验

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5～10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,...     

光束阻断式小粒蔬菜种子漏充与堵孔同步检测系统研究

针对气力式排种器直播小粒蔬菜种子时易产生漏充与堵孔的问题,设计了一种光束阻断式小粒蔬菜种子漏充与堵孔同步检测系统。该检测系统调用ARM嵌入式系统的中断资源,采用旋转编码器实时测定排种盘转速,实时调整时间窗口与理论脉冲频率;在时间窗口内采集对射型激光传感器的输出脉冲,计算实际脉冲频率;通过对理论脉冲频率和实际脉冲频率实施运算,同步测定漏充率与吸孔堵塞率,并在触摸屏上显示。选用雪白玉萝卜、中双11号油菜和上海青3种蔬菜种子为研究对象,以排种盘转速和吸室真空度为试验因素,以漏充率和吸孔堵塞率为试验指标,在气力式精量排种器上进行该系统与高速摄像同步检测试验验证。试验结果表明,该系统可根据排种盘转速变化自行调整时间窗口,对漏充判断相对偏差不大于1.67%,对吸孔堵塞判断相对偏差不大于0.95%。该方法能够有效实现小粒蔬菜种子漏充与堵孔的实时同步检测,为解析排种器漏播成因与排种器改进设计提供依据。     

扰种齿辅助气吸式大蒜排种器设计与试验

为解决杂交蒜尺寸差异大而导致排种过程中单粒合格指数低及漏播指数高的问题,设计了一种扰种齿辅助气吸式大蒜排种器。以杂交蒜为研究对象,阐述了扰种齿辅助气吸式大蒜排种器的工作原理,基于杂交蒜自身的物理特性和农艺种植要求,构建了扰种齿曲面方程,确定排种器的关键结构参数;在此基础上以取种合格指数为试验指标,基于EDEM软件对排种过程进行仿真分析,确定最佳扰种齿结构参数;最后以作业速度、排种盘转速、真空度为试验因素,以合格指数高、漏播指数低为试验指标,进行了杂交蒜排种性能试验;在回归模型优化的基础上得出,当作业速度为1 km/h、排种盘转速为11.66 r/min、真空度为5 kPa时,取种合格指数为87.1%、漏播指数为8.8%,满足大蒜单粒取种要求。     

安徽省智慧农业发展现状、存在问题及对策

人工智能、物联网以及大数据等现代科学技术在工业、交通和医疗等领域的应用已有所成效,但与农业深度融合发展的智慧农业还处于初级阶段。本文阐述了安徽省智慧农业的发展现状,从智慧农业体系有待完善、高端复合型人才缺乏以及核心技术的研究开发有待加强等3个方面分析了安徽省智慧农业发展存在的问题,从基础研究、人才队伍建设及核心技术的研发等方面提出了相关对策建议,以期为智慧农业的发展提供一些启示。     

农业机械底盘技术研究现状与展望

农业机械底盘是移动式农业动力机械的重要组成部分,其技术发展反映了农业现代化程度和智能化发展水平。本文从传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统、底盘遥控等方面阐述了国内外农业机械底盘技术的发展现状,着重归纳了四轮驱动、无级变速、轮距可调、空气悬架、悬浮车桥、线控转向、制动防滑等新技术在农业机械底盘上应用的进展,并结合不同应用环境阐明了农业机械底盘各系统相关技术的基本原理和特点,最后根据我国农业机械底盘技术研究与应用需求,从加强基础理论研究和关键零部件性能优化、提升底盘平台化与轻量化设计水平、实现底盘智能化控制与信息化管理等方面对农业机械底盘未来研究方向进行了展望。     

耕作土壤沟形测量系统设计与试验

针对耕作部件作业后土壤表面沟形特征参数测量困难,以及传统测量方法存在测量效率、误差难以兼顾的问题,设计了一种基于激光三角法的耕作土壤沟形测量系统。该系统包括便携式硬件结构和交互式软件系统,硬件结构主要由X/Y轴电动导轨、激光测距传感器、旋转编码器、便携式计算机、水平仪和型材支架组成;基于LabView构建的交互式软件可根据运动控制器和旋转编码器信号对X/Y轴电动导轨实现高精度扫描定位,交互式界面实时显示沟宽、沟深及沟形断面轮廓曲线,获取的点云数据通过空间插值和曲面拟合算法得到沟形三维数字化模型。精度测量试验和田间应用试验结果表明:直径方向测量的平均绝对误差为0. 59 mm,厚度方向测量的平均绝对误差为0. 02 mm;与图像检测法对比,系统测量误差最大降低2. 1%,同时随着沟形断面采样次数增加测量值趋于稳定,测量误差呈指数函数下降;与田间人工测量相比,该系统测量相对误差最大为5. 86%,平均相对误差为3. 37%,能够满足农田土壤耕后沟形自动化测量的需要。     

纯电动拖拉机电驱动系统设计与试验

根据拖拉机工作特性与传动特性要求,设计了一种基于丘陵山区耕播工况下拖拉机电驱动系统,包括电驱动传动方案、驱动电机参数匹配、传动机构及动力输出机构特征参数设计等。在搭建的电驱动系统综合性能试验台上对该系统进行外特性、传动效率、噪声及可靠性测试。试验结果表明,该电驱动系统传动效率在72%~94%之间,且在1 000 r/min以内低速工况下,能够稳定输出扭矩;在1 000~3 000 r/min之间能稳定输出功率。满足拖拉机耕播工况和运输工况下的特性要求,验证了电驱动系统设计的合理性。     

大田对靶喷施机器人喷头位置解析与校正

对靶喷施技术是提高药液利用率、减少环境污染的有效手段,针对植保机械在非结构化农田环境中对靶喷施作业准确率低的问题,该研究采用空间误差补偿技术,基于所设计的大田对靶喷施机器人开展喷头位置解析与校正。采用辅助坐标位置关联法,构建基于机器人坐标、航向与结构参数的喷头位置解析模型,采用误差等效变换法,量化耦合误差分解项,最后综合对比各校正方法性能,优选均值校正法对重构的喷头位置解析模型进行校正。平整场地对靶喷施模拟与田间验证试验结果表明：高斯回归建模方法可实现机器人结构参数的准确估计,喷头与定位点的相对高度、相对距离平均偏差分别为4.3和1.3 mm;喷头距靶标中心的响应距离越长,对靶喷施准确率越高,系统稳定性越好;行驶速度为1 m/s时,0、15和30 cm的靶标引导距离下分别有94.4%、96.6%、99.4%样本的对靶喷施精度≤30 mm,对靶喷施准确率的变异系数分别为0.010、0.017、0.010。该研究可为大田机器人的末端执行器精准控制提供思路和方法,为大田植保机械的精准施药技术性能优化提供参考。     

油菜气力盘式精量排种器槽齿辅助充种性能分析与试验

针对油菜气力盘式精量排种器高速排种过程中存在漏播严重和工作负压需求大的问题，该研究提出了一种槽齿定向扰动辅助充种种盘，采用质点动力学分析、EDEM软件、高速摄像技术和正交试验相结合的方法，对不同槽齿型式和槽齿厚度的种群流动性与辅助充种性能进行了研究。使用EDEM软件模拟分析了不同槽齿型式和槽齿厚度对种群流动性的影响，以种群平均动能和种群平均动能总和为量化指标，得出齿厚0.5～1.5 mm的直线型槽齿具有较好的辅助充种作用，有助于改善种子流动性和抑制种群拖带。选用华油杂62为试验材料，进行了槽齿型式优选试验，并以优选出的槽齿型式为对象开展了槽齿厚度、种盘转速和工作负压对充种性能影响的试验研究。结果表明：在工作负压不小于1 500 Pa条件下，作业速度小于6.0 km/h时，3种槽齿型式种盘的充种性能差异较小，当作业速度为6.0～9.5 km/h时，直线型槽齿辅助充种性能优于圆弧型槽齿和无槽齿的平面盘；三因素四水平正交试验优选出槽齿厚度为1.0 mm时充种性能最优，并明确了槽齿厚度、工作负压和作业速度对充种性能的影响规律；在槽齿厚度为1.0 mm、工作负压1 500～2 500 Pa、作业速度2.6～9.5 km/h条件下，种子吸附合格率不低于96%，漏吸率不大于4%。研究结果可为油菜气力盘式高速精量排种器结构优化设计提供参考。     

免耕直播下秸秆还田方式对夏玉米苗期生长的影响

为了研究小麦秸秆还田后玉米免耕播种方式下种床秸秆处理对玉米苗期形态特征、群体整齐度的影响,于2018年6月在安徽宿州市皖北综合试验站进行了田间试验,共设置条带浅耕防堵(ST-X)、侧抛覆秸防堵(SMT-Y)、条带立式浅耕防堵(ST-Z)和条带深松破茬(SST) 4种不同免耕播种方式,测定分析了种床土壤平整度S_(MN)、横向最大垂直高度差Δh、苗期形态特征(叶龄、株高、茎粗、单株根系长)以及苗期群体整齐度Q。结果表明,相较于条带深松对照组SST,ST-X、SMT-Y、ST-Z的土壤平整度平均值分别降低7. 67、16. 33、11. 00 mm,种床土壤平整效果排序为:SMT-Y、ST-Z、ST-X、SST;在相同田间管理条件下,相较于SST,ST-X、SMT-Y、ST-Z的苗期群体整齐度分别提高4. 34、11. 10、10. 18个百分点;随着种床土壤平整效果变差,玉米苗期株高稳定性变异系数呈现递增趋势,其群体整齐度从大到小顺序为:SMT-Y、ST-Z、ST-X、SST;侧抛覆秸防堵(SMT-Y)方式种床秸秆覆盖量大,玉米种子发芽后难以突破秸秆层,苗期的平均株高、茎粗、根系长度均最低。相关性分析结果表明,S_(MN)、Δh与Q之间均呈线性显著负相关关系(P 0. 01),决定系数分别为0. 963和0. 914。综上所述,种床土壤平整效果有助于提高玉米苗期群体整齐度; 4种免耕播种方式中,条带立式浅耕防堵(ST-Z)的免耕播种方式,能够有效改善耕层土壤结构,提供清洁平整的种床,抑制种沟积水涝渍,且促进苗期生长,是淮北平原砂姜黑土区夏玉米免耕直播最适宜的种床秸秆处理方式。