智能单粒排种装置的研究设计

针对智能播种机市场需求和高质量播种作业发展要求,为适应农业机械智能化发展趋势,创新设计了一种智能单粒排种装置,分析研究了排种盘电驱动技术、漏播监测及其调控技术和重播监测及其调控技术,并利用CAXA软件对排种装置整体和关键工作部件进行了绘制,通过性能检测实验验证该装置的设计是可行的,该装置对提高播种效率、提升播种质量和加快播种作业智能化程度等具有重要现实意义。     

基于EDEM的单粒式谷物水分仪采样机构仿真研究

建立了单粒电阻式谷物水分仪采样机构离散元模型,应用EDEM软件内Hertz-mindlin(no slip)和Hertz-mindlin with bonding两种接触模型对水稻颗粒在水分仪采样机构内的运动及碾压情况进行了仿真,并研究了3种不同的输送辊螺距对采样单粒性的影响,以及碾压辊表面不同的滚花对碾压充分性的影响。仿真结果表明:输送辊螺距越大,其采样效率越低,输送单粒性效果越差。碾压辊表面滚花为p1.2斜纹时碾压较为稳定,充分性最佳。同时,进行了实验验证,结果表明:仿真实验与对比实验结果一致,证明运用离散元法分析采样机构中物料的运动、碾压状态是可行的。     

某大蒜播种机单粒排种装置的研究

基于大蒜的不规则外形、考虑人工种植大蒜的劳动强度大等问题,在对蒜瓣进行结构研究及外形测量基础上,对比国内外排种器结构,设计了一种机械化单粒排种装置,确定了转桶式排种器的参数及结构型式,并对转桶式排种器进行了试验,有效保证了蒜瓣的单粒排种。扇形开合式结构的应用有效避免了蒜瓣的损伤及掉落。     

基于EDEM的谷物分离模拟与试验研究

为代替手工作业,降低劳动强度,以簸箕为原型设计一款水平振动的谷物分离装置,采用离散元软件EDEM对谷物分离过程进行模拟,并且运用响应面方法得到最佳振动参数,最后进行试验验证。仿真和试验结果表明:所设计的谷物分离装置可以较好地实现谷粒与茎秆的分离,所得谷粒体积浓度为99.90%。对振动参数的讨论得出,在二维响应面上,谷粒体积浓度为1的两条等高线所夹区域内任选一点,横纵坐标所对应的频率和振幅作为振动参数,即可实现谷粒与茎秆的完全分离。当振动频率为5 Hz时,振幅应在17.5～22.5 mm范围内选取;振动频率为6 Hz时,振幅可在12.5～20 mm范围内选取。所做研究可为谷物分离设备与工艺优化提供一定的理论参考。     

2BX-234型吸孔式排种装置的研究试验

本文介绍了一种以家用吸尘器为动力气源的新型蔬菜育苗排种装置的研究设计和试验，该装置结构简单适用，基本达到了精量点播、不伤种、适应棚菜育苗的农业技术要求。     

基于图像法的谷物流动特性测试分析

图像法是一种基于图像处理技术的非接触式测试手段,随着计算机技术与图像处理技术的发展,图像法被广泛应用于各个领域的测试工作中.通过对图像法测试技术的研究和对谷物在垂直管道中流动状态的观察与分析,提出了一种利用图像法测量谷物流动特性的新方法,并对所测得的信号进行统计及频谱分析,得到了谷物在垂直管道中流动时的一些特性,为谷物气力输送机械的设计与优化提供了参考依据.     

高压往复泵进排液阀故障分析与改进设计

针对某进口大型高压往复式反应器丁烯进料泵在现场使用中出现的一系列问题,对该泵阀升程、阀隙流速、冲击力、弹簧力等影响因素进行了分析研究和计算,指出阀的结构型式的改变是解决原泵阀频繁出现故障问题、延长其使用寿命的根本途径。对高压往复泵进、出液阀采用双环阀的改良设计方法,圆满解决了所出现的故障问题,并在产品上得以应用。     

阳极溶出伏安法快速测定谷物中的镉含量

建立了一种阳极溶出伏安法快速测定谷物中的镉含量。样品经微波消解后,采用玻碳电极为工作电极,AgAgCl电极为参比电极,铂电极为对电极,测定谷物中镉含量,其检出限为0.4 μgL。采用标准加入法,平均回收率100%～104%;某一浓度样品同时测定6次,其变异系数2.43%。该方法稳定、快速和准确,可广泛用于粮食的安全事件应急监测。      

谷物联合收割机节能减排潜力评估和技术路径研究

分析了我国谷物联合收割机发展水平和燃油消耗整体水平,运用SPSS软件对谷物收割机的油耗水平进行了预测,初步统计出与国外发达国家的差距,并运用IPCC法评估出减排潜力。通过推广鉴定报告中燃油消耗指标定量分析和层次分析法定性研究相结合,分析了谷物联合收割机能耗的影响因素,找到各因素的改进空间及节能减排的技术路径。     

5HGS系列高效、节能谷物干燥机产品试验模型优化参数设计法

文中介绍了我国90年代研制和开发的“5HGS”系列谷物烘干机的性能、特点、阐述了其工艺流程和干燥原理，介绍了该产品设计方法─—试验模型优化干燥参数设计法。     

基于结构光视觉的联合收获机谷粒体积流量测量方法

针对谷物联合收获机工作过程中需要实时测量谷粒流量的问题,提出应用结构光视觉测量技术实现谷物联合收获机测量系统谷粒体积流量的测量。采用普通滑槽作为测量谷粒体积流量的输送器,应用滚轮与编码器测量谷粒在滑槽中的流动速度。根据激光三角法测量原理构建结构光三维视觉系统,测量滑槽中流动谷粒的截面轮廓,应用试验参数标定法建立物长与像素偏移值的关系。在对结构光图像进行预处理的基础上,通过阈值判定法获取谷粒流截面轮廓;采用梯形微元求和法分别建立谷粒流截面计算模型与体积计算模型。试验研究了滑槽倾角和图像采集帧率对谷粒体积流量测量误差的影响,结果表明,当滑槽倾角在15°～30°、结构光图像采集帧率在40～100 f/s时,4种谷粒体积流量的测量误差小于等于5.2%,重复试验变异系数小于等于0.021,均方根误差小于等于1.268 L;当测量体积为17.6 L、滑槽倾角为30°、结构光图像采集帧率为100 f/s时,测量误差最小,为0.74%;当测量体积为39.2 L、滑槽倾角为20°、结构光图像采集帧率为40 f/s时,测量误差最大,为5.2%。采用结构光三维视觉测量系统,应用梯形微元积分求和法建立谷粒流体积计算模型,可以实现滑槽输送谷粒体积的在线测量。     

小麦单粒精密播种机的研制

针对现阶段小麦育种缺乏相应机械,人工点播劳动强度大、效率低、难于满足育种农艺要求等问题,研制了一种基于FPGA控制技术的小麦单粒精密播种机。该机在旋耕平整后的土地上作业,可一次性完成种床平整、单粒播种及覆土镇压作业;利用电机驱动代替地轮驱动,根据作业速度自动调节电机转速,实现等距播种。试验结果表明:整机结构简单、体积小、造价低,能够完成宽苗带单粒播种作业,效率高且适应小麦小区作业的农艺要求,为小区及大田单粒播种提供了理论与实践依据。     

标准差在单粒播种机试验中的应用

单粒播种机试验方法中的标准差与众不同,有很多专业特点,研究它利于提高试验水平,进而利于产品质量的提高。为此,探讨了标准差在单粒播种机试验中的应用。     

CAN总线在干燥设备水分在线测定中的应用

针对干燥设备水分在线测定过程中存在的较大干扰问题,采用边缘电场传感器进行水分在线测定,给出了信号处理的实用方法。将CAN总线技术应用于干燥设备中,确定了干燥设备的组成、节点划分和组网形式。研究出水分传输的用户层协议,采取有效的光电隔离措施,通过设置验收滤波和完善的错误处理机制,保证了传感器与控制主机之间的数据传输质量,并可有效地提高谷物水分在线测量精度和设备的可靠性。     

基于休止角的粮食含水率测量方法的可行性研究

提出了一种基于休止角测量粮食含水率的方法。在特制的试验装置上,对玉米与水稻进行休止角及其含水率的相关性试验,通过分析得出:谷物休止角与其含水率具有显著的对应关系,即谷物休止角随其含水率的增加而增大,且一定含水率区间下,呈现显著的线性特性;同时,得出并验证了4种谷物水分线性预测模型;研究了粮食温度对休止角的影响。这种测量含水率的方法具有简便和易行的特点,为谷物水分测试提供了一种新的途径。     

2 BJZ-2型指夹式玉米单粒精量播种机设计与试验

玉米是我国第一大粮食作物,黑龙江省是我国玉米种植面积最大的省份,玉米播种质量是影响玉米产业发展的主要问题,迫切需要性能优良的单粒精量播种机。为此,设计了2BJZ-2型指夹式玉米单粒精量播种机,创新开发了指夹式排种器、同位仿形播种单体等先进部件,与22~33k W拖拉机配套,适合在玉米秸秆粉碎还田翻埋、混拌整地条件下,完成玉米的圆盘开沟、侧深施肥、单粒播种、电子监控、种床压实及覆土镇压等项作业,即可垄作又可平作。该机具通过了省级产品性能检测,各项技术指标匀优于国家行业标准要求,对提高玉米单粒精量播种机械化技术水平具有重要意义。     

基于CAN总线的粮食数量测量系统节点设计

针对实时测量粮仓中储粮数量的需求,在粮仓底面及侧壁排布压力传感器,通过压强值拟合出粮食数量;提出了一种基于AT89C51和SJA1000的CAN总线数据采集节点的设计方案,实现了测量数据的实时可靠传输,完成了节点的硬件平台设计和通信软件的开发。经过实际测试表明,该系统完全可以测量粮仓中的储粮数量,达到了预期的设计目标。为实现粮食数量的实时监控奠定了理论与实验基础,具有较好的应用价值。     

水稻茎秆对稻田净灌水量测量值的影响

为快速准确测算稻田净灌水量,采取小区试验与大田同步验证的方法,分析直接量测与观测分析2种方法所得小区净灌水量间的差异及原因,并引入偏差系数K(即用2种方法测量值的比值表示直接量测法的偏差程度)。结果表明:水稻茎秆对田面水层的填充作用,会对直接量测法所测净灌水量产生影响;与观测分析法相比,直接量测法所测稻田单次净灌水量偏大1.4%~11.7%,且此偏差在水稻生育初期较小,至生育末期逐渐增加至最大;茎面积指数SAI与K成明显线性关系,采用SAI对直接量测法所测结果进行校准,可减少稻田总净灌水量测算偏差2.3%~6.3%。     

基于ECA-FV-CNN的水稻单籽粒质量分级方法

为解决传统水稻质量分级依靠人工分拣,工作量大、错误率高、分级标准不严格等问题,本文提出一种基于ECA改进的双流卷积神经网络模型对水稻单粒质量分级进行研究。首先,获取每组水稻单籽粒(本文以7颗水稻单籽粒为1组)正视和俯视图像,对于5种简单的监督模型(朴素贝叶斯、决策树、随机森林、最邻近结点算法、支持向量机)、基于遗传算法和投票机制优化的模型(GA-SVM)、集成模型(RF+GA-SVM),通过图像预处理轮廓检测分离出单籽粒图像,利用颜色矩、LBP(Local binary pattern)和Canny算子提取籽粒颜色、纹理和边缘特征,并采用PCA(Principal component analysis)降维后进行训练;而对于单流卷积神经网络模型、双流卷积神经网络模型(FV-CNN)以及本文提出并构建的基于ECA改进的双流卷积神经网络模型(EA-FV-CNN),则使用预处理后的图像进行训练。将上述多种模型进行对比分析,发现基于ECA改进的双流卷积神经网络模型性能最好,其在单粒质量三分级、四分级和五分级准确率分别达94.0%、92.3%和71.0%。实验结果表明,使用基于ECA改进的双流卷...     

土壤剖面水分线性尺度测量方法

针对现有土壤水分点尺度下测量的局限性,提出了一种线性尺度下的土壤剖面水分测量方法,并设计了一种基于驻波比法的土壤剖面水分信息测量传感系统。借助HFSS高频电磁场仿真软件与网络矢量分析仪对传感器环形探头的电场强度分布情况与阻抗特性进行了分析研究,确定了环形探头适应性与敏感区域。以2种不同质地的土壤作为试验样本,对土壤水分传感器的输出与对应的测量值进行了多项式拟合,决定系数均达到了0.99以上,传感器的稳态与动态性能均能满足土壤剖面水分的测量要求。通过多层水分土柱穿层试验与对比试验表明,该系统能够满足线性尺度下土壤剖面水分的实时测量需求,具有较高的测量精度与稳定性。设计的土壤剖面水分线性测量系统的各项指标均达到实际应用的需求,具有较高的应用推广价值。