基质块苗移栽机挡销式自动送苗分苗装置设计与试验

针对叶类蔬菜自动移栽送-分苗成功率低和伤苗率高的问题,该研究以甘蓝基质块苗为对象,设计了一种输送带+挡销组合式送-分苗装置,结合甘蓝基质块苗力学特性,开展送-分苗过程理论分析,确定装置稳定送-分苗条件和关键机构工作参数。搭建试验台进行单因素试验,确定关键因素参数范围,选取前输送带电机转速、后输送带电机转速和挡销频率为主要试验因素,以分苗成功率和基质块破损率为评价指标进行Box-Behnken中心组合试验,建立二阶回归模型,分析各影响因素对指标的影响关系并进行综合优化。试验结果表明：前输送带电机转速104 r/min、后输送带电机转速75 r/min、挡销频率1.85 s/次时送分苗效果较优,台架验证试验分苗成功率92.73%、基质块破损率4.09%,田间验证试验分苗成功率91.81%、基质块破损率4.62%,两指标的两次验证试验与优化结果相比误差值均小于2%,表明该装置具有较高的稳定性。该研究可为蔬菜自动移栽装备的设计提供参考。     

巨菌草种茎辊式排种器结构优化及排种动力学仿真与试验

针对目前巨菌草种植机普遍存在的重、漏播率高、人工劳动强度大、种茎易破损等问题,该文设计了一种槽型辊式排种器。先分析排种过程中的种茎受力状态,推导出种茎的受力角为目标值的函数,确定送种辊入种槽长宽尺寸为20 mm×20 mm;其次,采用弹性垫料改善送种辊排种进程,基于受力角为目标的函数,优化求解得到垫料侧边垫料厚4 mm、底部垫料厚8 mm;最后采用虚拟样机软件ADAMS建立了种茎排种动力学模型,对其排种过程进行仿真,并在此基础上进行了实验室台架试验和田间排种试验。台架试验表明,排种器实现种茎有序地排种,垫料有效地提高排种流畅度;田间试验过程中排种作业稳定,排种合格率均值为93.33%,排种间距变异指数均值为13.63%,平均漏排和重排指数均值为4.1%和2.5%,各项指标均符合巨菌草种植要求。该研究可为同类排种器和巨菌草种植机的研制提供参考。     

基于OpenCV的低能耗植物工厂照明系统设计与试验

为解决植物工厂照明系统能耗大的问题,设计了基于OpenCV的低能耗植物工厂照明系统,通过对LED光源进行二次光学设计,将发散的LED光线聚集成圆形光斑对植物进行补光,减少植物未栽种区域的光能浪费。同时,对照明系统的机械结构与控制系统进行设计,基于树莓派上的OpenCV设计图像识别算法,实现光斑大小随植物生长的动态变化,提高系统的自动化程度。以奶油生菜为供试品种,以普通照明系统为对照进行栽种试验。结果表明:设计的照明系统较普通照明系统的能耗降低了55.8%,电能利用效率提高了72.7%,可见设计的照明系统具有较好的节能效果与较高的电能利用率。     

基于农用氢能的Ag/Co-B/CTAB催化氨硼烷产氢性能研究

氢能作为推动全球能源转型的一种清洁能源,逐渐成为世界能源领域的研究热点,研究发现氢气在农业能源应用、植物信号感知等领域具有重要意义.制备了一种高效催化剂(Ag/Co-B/CTAB)用以催化氨硼烷(AB)水解制氢,通过FTIR、XRD、XPS等技术表征Ag/Co-B/CTAB催化剂的物理化学性质,分析不同温度、催化剂含量...     

基于粒子群算法的LED植物光源最优光照区域确定

针对LED植物光源光照分布的不均匀问题,首先建立了红、蓝光LED组合分布的植物光源阵列光照度分布及光照均匀度模型。综合考虑照明区域的光照均匀性及面积大小2个因素,构建出光照区域优劣评价函数,以矩形结构的LED植物光源为例,应用粒子群算法确定出最优的光照区域。在光照均匀性与面积2个因素的影响比重为7∶3条件下,得到了最优区域是光照平面中央位置面积为21.5462cm×18.1cm的矩形区域,红、蓝光均匀度均达到了0.862 2。与采用传统方法模拟的光照度分布情况对比,结果表明:应用粒子群算法确定LED植物光源的最优光照区域的方法是有效可行的,并且能够自动实现寻优功能。该方法可为LED光源下植物最优培养区域的自动跟踪提供重要的技术支撑。     

基于作物光照需求的温室光调控系统

针对传统的温室光照环境控制方法粗糙、易造成作物光照不足及能源浪费的问题,考虑作物生长对光照的需求,基于光合速率模型,分析环境温度对作物生长光照需求的影响,推导创建了温室补光模型;同时,应用无线通讯技术设计了一个基于作物光照需求的温室光环境远程控制系统,介绍了系统的软硬件结构;最后,针对秋冬季节温室环境在1天内的实际变化情况,对系统的光照调控方法进行验证。结果表明:该方法能够根据环境的实时变化采取不同的光照控制措施,既满足作物生长的需求,又能更有效地利用能源。     

“一体两翼”农业工程专业人才培养体系研究与实践

近年来我国农业工程高等教育的蓬勃发展,有效地促进了农业现代化和乡村振兴战略的实施。为紧跟学科的发展和新经济、新产业的兴起步伐,分析了现有农业工程专业分布、课程体系、实践教学及教学方法与手段等存在的不足,遵循新工科专业建设的思路,在人才培养全过程、各环节融入"创新性、全周期"工程教育理念,搭建"一体两翼"的人才培养体系,即以农、机、电、控制专业知识复合为主体,以创新能力和社会责任感育成为两翼的农业工程专业人才培养体系。优化专业结构,制订师资评价标准与教师发展机制,建立人才培养和师资队伍协同发展新模式。该体系经实践取得了良好的成效,可为农业工程专业和相关工科专业的建设提供有益借鉴意义。     

模式可调智能振动压路机动力学特性的建模与仿真

分析了智能振动压路机多模式调整原理;并根据其结构特点,提出一种基于水平振荡和垂直振动的整体动力学模型.以XG6133D型智能压路机为例,研究了压实进程中振动轮、机架在多模式下及减振系统参数发生变化时的动力学响应特性.仿真结果表明,在压实进程中应主动控制减振器参数和调整激振模式,以提高压实效率及改善驾驶舒适性.     

基于均流板原理的通风墙型植物工厂循环送风系统设计与模拟

植物工厂是当前可控农业环境的最高形式之一,但植物工厂内温度、气流空间分布不均,不同栽培架之间存在一定温差、气流速度差。为解决气流植物工厂内局部环境因子差异大的问题,该研究对植物工厂进风口设置进行改进,在侧进上出气流循环模式下,借鉴均流板原理设计了一款全网孔通风墙型植物工厂,并通过计算流体力学软件(computational fluid dynamics, CFD)进行模拟,分析该类型工厂下温度、气流速度、CO₂浓度、相对湿度、适宜风速占比、空气龄、指定流线速度变化情况,以评价全网孔通风墙对植物工厂内局部环境差异的改进效果。该设计平均空气龄为7.5 s,是无全网孔通风墙条件下的1/9,空气更新效率有效提升。研究表明全网孔通风墙型植物工厂能有效提升植物工厂内环境因子分布均匀性。     

茶园开沟施肥覆土一体机的设计与试验

针对丘陵山区茶园机械化较为落后,大型茶园管理机体积庞大、机动性欠佳、维护成本较高,小型茶园管理机动力不足、耕作深度不合格,设计符合丘陵山区茶园作业的开沟施肥覆土一体机.介绍机具的工作原理,对开沟部件、施肥机构、仿形陷深装置等关键部件进行设计,分析开沟刀具的设计和工作过程,确定满足工作的结构要求及满足农艺要求的施肥覆土;...