基于电磁振动的玉米种子定向排序输送技术

根据振动送料原理,提出了一种实现玉米种子定向排列输送的方法,对种子的定向过程进行了动力学分析,探讨了定向过程中种子各种姿态的变化过程与力学参数之间的关系。以郑单958玉米种子为试验对象,建立了振动定向试验装置;以台阶高度A、滑槽倾角B、振幅C和频率D作为影响因素进行了正交试验。试验结果表明:台阶高度A、滑槽倾角B及其交互作用对种子定向效果具有极显著影响;通过多重比较分析得出试验条件的最佳组合为:台阶高度为4 mm、滑槽倾角为4°、振幅为0.18 mm、频率为51.5 Hz。在最佳试验条件下分别对顺行和逆行种子进行10次重复试验,试验结果表明:顺行定向成功率为93.5%,逆行定向成功率为89.4%。采用高速摄影技术分别对顺行和逆行的种子进行了观察验证分析,分析表明:种子的实际运动状态与理论分析基本吻合。     

基于Fluent与高速摄影的玉米种子定向吸附研究

玉米定向播种可使玉米长势一致,增加玉米种植密度,提高作物产量。采用真空吸口,将玉米种子按一定方向摆放在纸带上制作成播种处理带,是实现定向播种的方法之一。为了确保种子在吸附摆放过程中不发生方向偏转,设计了种子吸附摆放机构,建立了种子贴合吸附的受力模型。采用Fluent软件,对吸口流场进行仿真模拟,进行了吸口锥角、气孔间距和侧板宽度三因素仿真正交试验,并通过高速摄像进行了试验验证。确定了实现玉米种子定向吸附摆放的最佳吸口参数为:吸口锥角60°、气孔间距1.5 mm、侧板与气孔板外缘距离4 mm,气流速度6~8 m/s。     

基于振动排序的玉米种子胚面定向装置设计与试验

玉米定向播种即种子尖端朝向一致和胚面朝向一致,可明显提高产量。为了实现玉米种子胚面定向,设计了一种基于振动排序的玉米种子胚面定向装置。设计了胚面定向装置螺旋轨道上的选向机构和定向机构,探明了玉米种子胚面定向原理,确定了选向机构和定向机构的尺寸参数和空间位置。采用试验方法对该装置的最佳工作参数进行了优化。以控制器输出电压、翻面机构1终点到侧壁的垂直距离和翻面机构1终点到轨道表面的垂直距离为试验因素,以胚面定向成功率为评价指标,进行了三因素三水平的Box-Behnken旋转正交试验。试验结果表明：控制器输出电压101 V、翻面机构1终点到侧壁的垂直距离4.38 mm、翻面机构1终点到轨道表面的垂直距离7.96 mm为最优参数组合。在最优参数组合条件下,胚面定向成功率为94.82%,且排料速度可达85个/min。为验证玉米种子胚面定向装置对不同品种玉米的适应性,进行了品种适应性试验,试验结果表明所选的玉米品种的胚面定向成功率均大于91%,满足设计要求。     

玉米种子活力逐粒无损检测与分级装置研究

基于近红外反射光谱分析技术,设计了玉米种子活力逐粒无损检测与分级装置,该装置主要由单粒化装置、输送管道、近红外光谱采集系统、控制系统和分级装置等组成。种子单粒化装置由一个带孔的倾斜转盘和一个固定托盘组成。输送管道与固定托盘出种口连接,其末端为光谱采集单元。种子由单粒化装置分离后,经输送管道落至光谱采集区进行光谱分析及活力判断,之后由分级装置对判别完成的种子进行分级。带孔圆盘用于将种子单粒化,其工作效率是提高种子检测及分级速率的关键。经分析得出,决定单粒化装置单粒化效率的因素分别为转盘倾斜角、转盘速度和孔高度。为提高检测速率,对单粒化装置进行了参数分析及优化试验。试验结果表明,当转盘倾斜角为31°、转速为0. 5 r/s、孔高度为2. 2 mm时,种子单粒化效率最优,单通道可达7粒/s。为建立玉米种子活力预测模型,基于该装置分别采集了100粒正常有活力玉米种子和100粒人工老化无活力玉米种子在980～1 700 nm波长范围的光谱数据,对种子原始光谱进行不同方法的预处理,并利用PLS-DA建立种子活力的定性判别模型。几种不同处理方式下的建模对比结果表明,SG-smooth预处理下的建模效果最优,其中校正集的判别准确率为98. 7%,预测集的判别准确率为96%。选取100粒种子对该装置预测模型的稳定性和准确性进行了验证试验,种子活力预测的总准确率为97%。所设计的玉米种子活力逐粒无损检测分级装置单粒化效率较高,光谱数据采集稳定,对玉米种子活力进行实时无损检测及分级具有可行性。     

玉米种子实时检测分选装置设计与试验

针对我国玉米种子人工分选效率低、错分率高、缺少自动检测分选装置等问题,设计了一种玉米种子实时检测分选装置。该装置由进料单元、检测单元、分选单元和控制系统组成。下位机采用MSP430,与上位机实时通信,并控制分选执行机构,上位机采用Matlab 2014b软件对玉米种子图像进行实时处理,并输出识别结果。为了便于采集玉米种子图像,设计了种子分离机构。根据霉变玉米种子与正常玉米种子表面颜色的差异,设计了一种基于HSV颜色空间划分的玉米种子识别算法,并提出了一种玉米种子排序策略,实现了玉米种子的精确分选。该装置对单幅图像的采集和处理时间约为0.7 s,分选速率最高为680粒/min,霉变玉米种子识别准确率为100%,裝置总体分选准确率不低于94%。该装置实现了从玉米种子进料到分选的全自动化,能够对霉变玉米种子进行实时检测和分选。     

玉米种子脱粒装置的结构技术剖析

玉米种子脱粒装置的结构技术一直是农机工作者关心的问题。玉米种子脱粒比普通玉米脱粒要求破碎率更严格,籽粒内部不能有暗伤,否则影响种子的发芽率,而且要求生产率和功率适中,并可脱多种水分的玉米种子。为此,对国内外玉米种子脱粒装置的主要类型进行了结构技术剖析,进而为新型低损伤玉米种子脱粒机的研制提供了参考。     

玉米种子生产技术研究与应用探讨

我国是农业生产大国,玉米是我国重要的粮食经济作物,其产量与质量直接关系到我国诸多区域的农业经济发展水平以及个人收入水平.玉米种子是影响玉米产量与质量的关键,提高玉米种子的生产质量至关重要,因此相关技术人员有必要加强玉米种子生产技术的研究与应用力度,进一步提高我国玉米种子的纯度,为现代农业生产奠定良好的基础.基于此,本文...     

对虾定向输送装置设计与参数优化试验

针对目前对虾预处理的定向环节仍依靠人工操作、缺少对虾定向设备等问题,以去头南美白对虾为研究对象,对虾体的外形结构特征和虾体头尾定向机理进行分析,并结合对虾外形参数设计了对虾定向输送装置.选取中型和大型两种规格的对虾,以对辊间隙、输送推板运动速度和定向辊转速为试验因素,以定向成功率为指标,进行了单因素试验和正交试验,研究...     

玉米种子内部机械裂纹检测与机理研究

为深入研究因脱粒造成的玉米种子内部机械裂纹机理及其对发芽与出苗的影响,构建玉米种子内部机械损伤计算机识别系统,改进玉米种子脱粒原理和脱粒部件参数,研究了盛单216等3个品种玉米种子的籽粒外观特征,并借助体视显微技术分析了内部机械裂纹损伤特征、分布状况与形成规律等,探讨了玉米种子内部机械裂纹的成因。研究结果表明：玉米种子籽粒外形和内部机械裂纹状况差异显著;3种玉米种子普遍存在内部机械裂纹,长裂纹损伤率平均为39.8%;果穗喂入时籽粒冠部受到脱粒部件的冲击是裂纹形成的主要原因,在玉米籽粒冠部形成冲击区并产生裂纹,裂纹向胚部扩展;内部裂纹信息应从籽粒冠部和背面提取。     

基于转动惯量的采后甘蓝自动定向方法研究

针对采后甘蓝人工连续定向效率低、劳动强度大等问题,以“中甘15号”甘蓝为研究对象,提出了一种基于转动惯量的采后甘蓝自动定向方法。首先,建立了采后甘蓝的简化几何模型,对3个惯量主轴的转动惯量及其定向运动稳定性进行了理论分析;其次,建立了定向仿真模型,基于ADAMS软件分析了26种初始姿态的采后甘蓝在定向过程中的位移差值和采后甘蓝中心轴与辊轮轴线的夹角随时间的变化规律;最后,搭建自动定向试验平台,以辊轮直径、轴向间隙、径向间隙和角速度为试验因素,以采后甘蓝中心轴与辊轮轴线的夹角和定向成功率为试验指标,进行了单因素和正交试验。理论分析和仿真结果表明,采后甘蓝在定向运动过程中,逐渐趋向绕转动惯量最小且唯一的中心轴转动,且该运动状态动态稳定,即实现了采后甘蓝的自动定向。试验结果表明,试验因素对采后甘蓝中心轴与辊轮轴线的夹角影响的显著性主次顺序为辊轮直径、角速度、轴向间隙、径向间隙,试验因素对定向成功率影响的显著性主次顺序为角速度、辊轮直径、轴向间隙、径向间隙;最优参数组合为辊轮直径80mm、轴向间隙80mm、径向间隙70mm、角速度6rad/s。在最优参数组合下进行了验证试验,结果表明,采后甘蓝中心轴与辊轮轴线的夹角平均值为（6.72±1.23）°,定向所需时间为6.8s,定向成功率为96%,满足采后甘蓝自动定向及后续高通量处理的需求。     

粳稻定向排种装置种子分离机构仿真分析

为进一步提高超级稻精密育秧播种精度,设计开发了一种定向排种装置,建立了单粒种子分离机构的数学模型,并用Visual Basic6.0语言编写了该机构的辅助分析和仿真程序。同时,分析了主要参数对该机构运动轨迹的姿态和位移的影响:五杆机构中的曲柄长度l1对分离板运动轨迹的姿态无影响,但对分离板在x轴和y轴方向的位移有较大影响;连杆长度l2和摇杆长度l3不仅对分离板运动轨迹的形状和姿态影响较大,而且对分离板在x轴和y轴方向的位移也有较大影响;支架安装角θ1、输出杆长度l5及其与连杆的夹角θ3对分离板运动轨迹的形状影响较小,但对分离板运动轨迹的姿态和在x轴和y轴方向的位移均有较大影响。根据参数影响分析结果,以分离板运动的设计轨迹为优化目标,通过人机交互方式对该机构进行了运动仿真,得到了一组较优机构参数。利用Adams软件对优选后的机构进行了运动学仿真,其输出点轨迹、速度和加速度满足设计要求。仿真结果可为北方粳稻植生带育秧设备定向排种装置的设计提供理论依据。     

马铃薯收获机的定向堆放装置研究

设计了马铃薯收获机的定向堆放装置,重点研究了该装置的工作原理。另外,设计了一款四分区集薯器,从时间、行程、质量3个方面讨论了定向堆放装置的开启方式,并对3种开启方式进行了性能对比:配重开启方式具有方便调节收集薯块质量、结构简单、不需要额外电源等优点,且使得每一次定向堆放的薯块质量大致相同,更适合用在马铃薯收获机上。     

寒地包衣玉米种子压缩特性试验研究

以寒地包衣玉米种子龙丹47为研究对象,对其物料特性进行了测量,得到三轴尺寸长9.287mm、宽7.64 mm、厚5.9 8 mm,休止角3 2.2 0°,自流角2 5.4 0°,千粒质量3 6 9.5 g。利用CTM2 0 5 0微机控制电子万能材料试验机,得到龙丹47玉米种子在平放、立放、侧放条件下的压缩特性曲线,经拟合曲线符合PEAL-READ模型,并获得了最大压缩载荷(平放379.5N、立放124.3N、侧放161.926N)、弹性模量(平放161.528 MPa、立放45.66MPa、侧放1 0 2.8 9 3 MPa)和抗压强度(平放1 0.8 4 4 MPa,立放3.5 5 2 MPa、侧放4.6 2 6 MPa)。结果显示:籽粒平放时的压缩载荷明显高于侧放和立放时的载荷,且平放压缩载荷是立放压缩载荷的2.6倍,是侧放压缩载荷的2.7倍;而侧放与立放的压缩载荷差异不大,表明籽粒在侧放和立放时更易受压缩外力的影响。     

大蒜定向种植扶正入土装置

蒜瓣入土后的最有利于生长的状态是芽部朝上根部朝下的状态,现存大蒜播种机基本可以解决大蒜离开导种管时的朝向问题。但现有装置中蒜瓣在离开导种管到落入土穴的过程中,依旧存在着种种因素干扰蒜瓣朝向。本装置由推送装置、夹持装置以及感应装置三部分构成,安装在现有大蒜自动扶正装置出口处,以解决已经定向的蒜瓣在投穴过程中跌落土中后再次歪倒的问题。     

玉米机械化定向播种技术的现状和发展趋势

玉米是我国的重要粮食作物,提高玉米单产对保证粮食安全具有重要的现实意义.定向播种是指种子在播种的过程中,在一定外力的作用下干预种子方向的一种播种方式.它通过合理排列作物叶片,改善作物田间的光照和通风情况,更好地利用光能,并可以增加种植密度,达到提高单产的目的.在分析我国作物定向播种的历史、现状及机械化定向作业发展的前提下,分析了玉米机械化定向播种的技术难点和解决对策,为实现玉米机械化定向播种技术提供了依据,对促进玉米的高产和稳产具有重要的意义.     

玉米种子机械化脱粒及精选技术特征与发展趋势

种子的品质对于玉米栽培质量和经济效益影响很大,随着种子加工机械化逐步实现,在种子加工过程中应用了大量机械设备,能够完成玉米种子脱粒、精选、包衣、包装等处理。其中脱粒与精选作为种子机械化加工的重要工序,保持其技术先进性十分重要。介绍了近年来我国针对玉米种子脱粒和精选的部分研究成果,说明了玉米种子机械化脱粒的技术特征,总结了现阶段玉米种子加工过程的脱粒与精选关键技术,并对相关技术的发展进行了展望。     

包衣玉米种子离散元参数分析与标定

为确定最优包衣玉米种子离散元仿真接触参数组合,以真实试验和不同参数组合下仿真得到的包衣玉米种子休止角和堆积角的误差为响应值,标定包衣玉米种子离散元仿真参数。采用经典力学理论建立量化描述散体颗粒的运动力学方程,通过分析力学方程确定主要接触参数。通过Central Composite试验建立模型参数与响应值之间的多元二次回归方程,利用遗传算法NSCA-Ⅱ对多元二次方程进行多目标优化,获得最佳包衣玉米种子离散元模型接触参数组合:种间静摩擦因数为0.432、种间滚动摩擦因数为0.082、种间碰撞恢复系数为0.178。结合台架试验和仿真试验,通过斜面滑动试验,得到马齿形玉米种子与有机玻璃间静摩擦因数为0.116 4。验证试验得到堆积角仿真试验结果为27.83°,与实测落种测得堆积角数值之间的误差为1.76%,结果表明,标定的包衣玉米种子离散元模型接触参数准确可靠,可用于离散元仿真试验。     

淡水鱼头尾及腹背自动定向方法

鱼体头尾及腹背自动定向是推进淡水鱼全程机械化加工的重要前提。基于水平振动方法和视觉图像识别技术设计自动头尾和腹背定向装置。通过对鱼体在头尾定向振动台上的受力分析和运动状态分析,阐明鱼体转动原理和头尾前进原理,将鱼体在振动台上的运动状态分为4种,基于此分析了鱼体成功进行头尾定向的条件。结合图像识别技术,创制导向机构、视觉识别系统、剔除机构、V形腹背定向执行机构、V形校正输送机构,实现鱼体自动腹背作业。以鲫鱼、草鱼、白鲢3种典型淡水鱼为试验对象,以鱼体完成定向时间和成功率作为评价指标,探究了鱼体种类、输送带类型、振动幅度、振动频率对鱼体头尾定向效果的影响规律,并探究鱼体种类对腹背定向效果的影响规律。试验结果表明：鱼体在振动台上的头尾前进运动状态理论计算与试验结果一致,证明本文理论计算可以有效指导实际头尾定向作业。输送带为倒三角纹时,鱼体才能完成头尾定向作业。鱼体头尾定向效果随振动幅度和频率增大而提升,当振动幅度大于160mm时整机振动剧烈,因此最优幅度为160mm;当频率大于5Hz,定向效果变化不明显,因此最优频率为5Hz。腹背定向效果由输送带输送速度和机器视觉识别准确率决定,各类鱼体腹背定向时间保持在15s、定向成功率在95%~97%范围内。研究结果可为鱼体自动定向装置工艺参数设计和选择提供技术参考。     

大蒜播种机蒜瓣自动定向控制装置的试验研究

在对蒜瓣外形特征参数进行测量并统计研究等基础上,设计了一种基于大蒜蒜瓣自身摩擦特性、且适应各类蒜瓣不同物理特性的锥形螺旋导种管式自动定向控制装置,并确定了它的参数和结构型式.