自走式高密度智能辣椒移栽机的研制

针对山东地区辣椒春播秋收为主的一年一作传统种植方式存在的土地利用率低、经济效益差、半自动移栽机作业效率低、劳动强度大等问题,基于农机农艺融合提出了"大蒜(或小麦)+辣椒"新型轮作种植模式及高密度辣椒栽培方式,并设计了适用于该模式的可一次完成开沟、自动送苗、自动取苗、自动栽植及覆土等功能的自走式高密度智能辣椒移栽机。田间试验结果表明:该机可以较好地实现高密度栽植且栽植株距稳定,当设定株距为16cm时,株距变异系数为4.1%,整体栽植合格率为91.4%。机具各项指标符合行业标准要求,可满足实际使用需求。     

传送带式蔬菜移栽机的设计与研究

为解决当前我国蔬菜移栽机存在的结构复杂、配件繁多、操作麻烦且投苗率低及伤苗率高的问题,设计研究了传送带式蔬菜移栽机。该机结构简单、使用方便、工作效率高且对秧苗损伤小,使用时由拖拉机牵引,人工投苗,可实现半自动化移栽。通过更换从动链轮可对株距进行调节,通过调整传送带支架及固定架的数量及其在底盘上的位置可实现移栽行数、行距的改变,从而满足不同地区不同蔬菜的移栽农艺的要求。     

双行手扶式大蒜联合收获机设计和试验（英文稿）

为解决大蒜机械化收获时损伤率与损失率较高的问题，结合大蒜物理特性和种植模式，该研究设计了一种双行手扶式大蒜联合收获机，主要由挖掘装置，矫正装置，夹持装置，切割装置，收集装置等组成，可一次完成大蒜的挖掘，姿态矫正，夹持输送，茎根切割，低损收集等作业工序。为提高大蒜收获作业质量，采用Box-Behnken中心组合试验方法，以前进速度、挖掘深度、链条距离为试验因素，以损伤率和损失率为评价指标，进行参数优化试验。建立各影响因素与指标之间的回归数学模型，分析各因素对响应值的交互影响，获得最优参数组合为：前进速度0.51 m/s、挖掘深度97.2 mm、链条距离7.6 mm，对应的损伤率、损失率分别为0.65%、1.28%，对优化结果进行验证试验，试验结果表明在最优参数组合下，损伤率为0.63%、损失率为1.25%，各评价指标与预测值均很接近。研究结果可为大蒜联合收获机进一步完善结构设计和工作参数优化提供参考。     

“翻转课堂”创新型线上教育在研究生课程中的应用

通过研究翻转式教学方法、教学策略和教学内容,针对线上教学,开发相应学习资源,提出教学引导独立学习的有效改革措施,完善、提高创新型人才培养的质量。利用翻转课堂的教学模式,建立完善和牢固的知识体系,培养良好的创新能力和创新思维;同时提高教师的指导能力和科研能力。通过基于翻转课堂模式的创新人才培养研究,提高研究生教学水平,促进研究生培养水平的整体提高。      

高地隙自走式喷雾机电控液压转向系统设计

以高地隙自走式喷雾机为试验平台,设计了一套电控液压转向系统。该系统以三菱PLC作为主控制器,通过控制电磁换向阀接通液压缸实现车辆不同行走模式和不同转向模式的切换,使车辆在工作及运输过程中可以灵活地进行转向、行走和避障操作。最后,通过在3WP-2600G高地隙自走式喷杆喷雾机上的成功应用,验证了该系统具有较高的可靠性和反应灵敏度,对大型植保机械行走及转向系统的设计具有一定的参考价值。     

成熟期大蒜茎秆力学特性的试验研究

针对大蒜联合收获机设计时缺乏必要的数据支持等问题,对成熟期大蒜茎秆力学特性进行了试验研究。采用农业田间数理统计方法对大蒜的几何特征进行分析,得出了大蒜主要几何特性指标值的变化区间和分布频率;利用万能试验机及拉伸试验对成熟期大蒜茎秆抗拉强度、挤压强度、起拔力等力学特性进行测试,研究了茎秆直茎、含水率、加载速度对大蒜茎秆拉断力的影响;应用Design-Expert软件分析,得出了松土位置参数优化组合。结果表明:直径对大蒜茎秆的拉断力影响最大,其次是含水率,最后是加载速度;大蒜最小起拔力的最优组合为挖掘深度9~18cm和挖掘距离2~10cm,所需起拔力小于53.1N,不会发生漏收现象;大蒜茎秆的挤压强度平均值是0.78MPa,所以在设计皮带夹持过程中挤压强度最大不能超过0.72MPa,为研制大蒜联合收获机关键装备提供了基础理论依据。     

基于Unity 3D的大蒜全程生产技术数字模拟系统开发

由于大蒜机械化生产设备价格昂贵,且受场地因素制约,传统的大蒜农机操作培训往往达不到预期效果,而虚拟仿真技术是解决上述问题的关键。为此,结合大蒜全程生产技术数字模拟体系系统要求,采用四层软件架构体系,使用Unity 3D作为开发工具,构建和优化三维模型,并进行虚拟仿真交互设计,开发从种植、田间管理到收获全过程的大蒜全程生产技术数字模拟系统。该系统已成功应用于济宁市金乡县大蒜农机操作培训,实践结果表明,基于Unity 3D的大蒜全程生产技术数字模拟系统运行稳定,场景逼真,操作简单,易于使用,具有一定的应用价值。     

我国大葱收获机械及关键技术研究现状

大葱是我国的传统种植经济作物,大葱收获工作是一个繁重的工作。近些年随着大葱收获技术的进步,我国的大葱收获机械也有很大的提升,鉴于此,进一步促进大葱收获机械的发展,介绍国内市场上代表性的大葱收获机以及每个机型涉及的关键核心部件。     

基于Jetson Nano处理器的大蒜鳞芽朝向调整装置设计与试验

为满足大蒜定向播种的农艺要求,针对现有大蒜鳞芽调整方法对杂交蒜适应性差的问题,该研究设计了一种基于Jetson Nano处理器的大蒜鳞芽朝向自动调整装置。采用双卷积神经网络模型结构,其中一个神经网络模型对大蒜是否被喂入进行实时监测,检测到大蒜喂入调整装置后,一个ResNet-18网络模型对蒜种鳞芽朝向进行判断,当鳞芽朝上时大蒜鳞芽调整机构打开Y型料斗使大蒜以鳞芽朝上的姿态直接落下,当鳞芽朝下时大蒜鳞芽调整机构翻转180°带动大蒜一起翻转后以鳞芽朝上的姿态落下,实现大蒜鳞芽朝向实时调整。神经网络模型推理及舵机控制采用英伟达边缘计算处理器Jetson Nano进行处理。利用离散元分析软件EDEM结合正交试验方法对调整装置的关键结构参数进行优化,并以杂交大蒜为试验对象进行台架试验,试验结果表明:大蒜鳞芽调整成功率为96.25%,模型推理时间0.045 s,平均每粒大蒜调整时间为0.785 s,满足大蒜播种机播种要求。该文研究结果可为解决杂交大蒜直立播种问题及边缘计算在精密播种设备中的应用提供有益参考。     

扰动下铡草机切碎辊负荷控制器设计与试验

为提高铡草机切碎作业的控制性能、作业质量及减小能耗,基于线性预测控制并结合铡草机切碎作业特点建立目标函数,由切碎运动学误差模型推导采样周期以解决控制鲁棒性,切碎动力学模型推导控制时域及预测时域以提高控制响应性,设计了铡草机切碎辊负荷控制器。Simulink仿真表明：经计算和回归优化选出的预测参数组采样周期、预测时域、控制时域为0.8、15、2 s时,其控制精度及鲁棒性最好、作业能力最大、对扰动的响应速度最快、抑制能力最强及能耗(9.27×10⁶ J)最小。现场试验结果表明：该优化预测参数组模型控制器,能够对铡草机切碎负荷有效跟踪控制,产品质量符合标准要求,同时实现了铡草机作业能力的提高,使系统控制响应更迅速,生产效率更高和单位作业能耗(1.382×10⁷ J)更小。该控制器参数模型建立方法为类属饲草作物收获机控制系统的设计提供了参考。