木薯收获过程中机械损伤及减损方法探析

木薯是重要的粮食作物和能源作物,用途广泛,木薯收获机械化技术与装备的研发有效提高木薯生产效率,然而木薯机械化收获过程中造成木薯损伤,是木薯采后易迅速腐烂变质的诱因之一,影响产品品质、限制机械化收获技术的推广应用.机收减损是降低农作物生产环节损耗浪费的重要措施,是我国当前节粮减损的关键环节之一.本文探析了木薯田间机械化收...     

便携式油茶果实采收机构设计

针对油茶机械采收的难题,设计了一种便携式油茶果实采收机构,包括快速定位机构、夹紧机构和收集机构。试验结果表明,该机构能较好的采收油茶果实,且不损伤油茶枝叶,为油茶果实采收提供了便利。     

推动跨区机收向纵深发展

本文总结了近几年来河北省跨区机收工作取得的成绩和成功经验，分析了跨区机收所面临的新形势和存在的问题，提出了推动河北省跨区机收向纵深发展的思路。     

荸荠机械化采收装置设计

由于荸荠特殊的生长环境,其采收仍然采用传统的手工挖掘和水枪冲击捡收,劳动强度大、效率低。通过研究分析荸荠生长环境,设计了一款能够实现荸荠挖掘、荸荠与泥土分离、荸荠收集一体化的荸荠采收设备,详细介绍了挖掘、分离、传送和动力等关键部件。制作试验样机并进行了田间试验,结果表明,此款荸荠采收装置能够成功实现荸荠采收功能,并且采收率高、破碎率低。项目研究成果为荸荠规模化种植和机械化收获研究提供了技术参考。      

机械化挖掘收获部件发展现状与展望

挖掘部件是块茎类收获机械最重要的组成部分,对挖掘铲形状的研究是挖掘部件首要的研究内容。为此,首先提出了挖掘部件的设计要求,对国内外挖掘铲的形状进行了综述与归纳,分析了它们各自的优缺点,然后对收获机械中常用的摆动式挖掘部件中不同摆动方式的收获机械的结构及工作原理进行了分析。同时,分析了目前正在研究的新式挖掘方式——组合式挖掘部件的工作原理,并对挖掘部件今后的研究方向进行了展望。     

振动式林果采收机的机械化试验研究

为深入掌握振动式林果采收机的工作机理,最大限度发挥采收机的作业效率,根据我国林果采收特点及采收机工作机理,给出采收激振的理论模型,建立了林果采收机激振装置的三维物理模型,并针对其智能监控系统展开实地试验。试验结果表明:当激振频率控制在19~20Hz时,林果的平均采净率可达到88%以上,林果树枝损伤率可控制在60%~62%之间,可确定振动式采收机的最佳作业效率发挥范围;且振动式林果采收机的理论模型与实地试验误差控制在6%范围内,验证了此机械化试验的可行性,为高效利用振动式林果采收机提供了参考。     

白芦笋选择性收获机末端执行器作业分析与试验

为实现白芦笋高效、低损伤采收,设计了一种适用于白芦笋选择性收获机的末端执行器,并推导出一种驱动力的计算方法。为驱动末端执行器完成入土、剪切、夹持、拔取等动作,需对其入土驱动力、剪切力以及夹持力等控制参数给出定量描述。首先,针对入土驱动力问题,利用DEM仿真建立末端执行器-土壤离散元模型,研究末端执行器与土壤作用过程,分析末端执行器入土驱动力;其次,从切割白芦笋和土壤两方面分析末端执行器的剪切力,利用万能试验机与DEM仿真建立白芦笋-末端执行器-土壤的互作用模型,借助万能试验机模拟末端执行器的刀片切割白芦笋过程,确定白芦笋剪切强度,结合从DEM仿真角度测得末端执行器刀片切割土壤所需的剪切力,确定末端执行器剪切力参数范围;再次,通过万能试验机模拟末端执行器夹持白芦笋过程,确定白芦笋抗压强度,结合从DEM仿真角度分析末端执行器在土壤中完成夹持动作所需的夹持力,确定末端执行器夹持力参数范围。最终,确定末端执行器入土驱动力FRT195 N、剪切力FJQ1.8 N、夹持力FJC13 N的参数范围。根据确定的末端执行器的参数范围,选取几组参数组合进行田间采收试验,试验结果表明:在入土驱动力200 N、剪切力2 N、夹持力11 N的参数组合下,白芦笋的采收率大于99%,损伤率小于3%,损伤率的数值在可接受范围内,符合白芦笋低损伤采收的要求,为白芦笋选择性收获机实现选择性、低损伤采收提供了一定的理论支持。     

红花丝机械化采收研究现状分析

介绍了新疆和国内外红花丝机械化采收的研究现状,对比了不同采收机械的特点,分析了当前机械化采收存在的问题,提出了提高红花丝机械化采收水平的建议,为新疆红花丝采收机械的研究提供参考。     

基于机收的棉花覆膜播种机设计及试验

介绍了2BMJ-4型棉花覆膜播种机的主要结构及工作原理。该机一次进地即可完成苗带干土清理、开沟、施肥、播种、铺膜、压膜及覆土等作业工序,创新设计的刮土板能够把棉花苗带上0~5cm含盐碱量极高的表土层刮到苗带以外,提高了盐碱地棉花的出苗率,还能够加大种床与膜床的高度差,延长棉苗在地膜下的生长时间,使放苗时间更加集中,可节省大量劳动力。田间试验表明:该机作业效果能够达到设计要求。     

收获方式对菜用大豆机械损伤的影响研究

为深入研究不同收获方式对菜用大豆籽粒破碎及机械损伤的影响,采用割晒机+脱粒机脱粒和联合收割机脱粒2种收获方法对辽宁主栽菜用大豆品种进行脱粒试验.结果表明:2种收获方式的菜用大豆籽粒存在严重的机械损伤;对于沈鲜3号和沈鲜特早来说,割晒机+脱粒机收获比联合收割机收获损伤严重,而日丰1号则相反.     

基于变形能的机械采收钙果果实碰撞损伤评估

为了评估机械采收钙果与设备碰撞导致果实内部损伤严重程度。通过建立果实变形量与变形能关系方程,以变形能大小评价果实损伤程度。钙果果实准静态压缩试验表明,变形能＜28.56×10-3 J时,果实轻度损伤。变形能为（28.56～195.57）×10-3 J时,果实产生不同程度的中度损伤、重度损伤和破裂损伤;钙果动态下落碰撞试验表明,随着钙果质量的增大,反弹高度按二次曲线规律下降（r2=0.880 7）。随着下落高度的增大,反弹高度按三次曲线规律增大（r2=0.825 5）。变形能均线性增大（r2≥0.994 2）,最大为43.9×10-3 J,重度损伤等效下落临界高度为2.97 m。该研究可为钙果采收机械结构、作业参数的选择提供参考。      

平原区耕作单元地块细碎化对小麦机收效率的影响分析

平原区耕作单元地块细碎化是影响小麦机收效率的重要因素。以河北省定州市韩家庄村为例,从分析平原区耕作单元地块的细碎化特征入手,定量评估了地块面积对小麦机收效率的影响程度,在此基础上分析了耕作单元地块合并后小麦机收效率的提升状况。研究发现:平原区耕地以权属细碎化为主,耕作单元地块面积小且分散,地块总体狭长,目前不适合大型农机作业;小麦机收效率受耕地面积影响较大,小麦机收的总作业效率、纯作业效率均随着耕地面积的增加而增加,总作业效率理论上可以达到0.430 1 s/m~2,纯作业效率理论上可以达到0.304 9 s/m~2;平原区开展土地整治时,建议切实推行耕作单元地块权属调整及耕地流转,使耕地连片面积达到一定规模,可以明显提高小麦机收效率。     

浅谈采摘机器人在农业中的应用

采摘机器人技术处于农业机械化研究的前沿领域,一些发达国家已取得了较大的成果。文中对国外采摘机器人的研究现状进行了综述,列举了国内采摘机器人的研究进展,并分析了国内外采摘机器人的发展趋势。     

温室青椒中2.4 GHz无线电波传播特性研究

为解决温室中无线传感器网络的规划和部署问题,探讨作物对无线电波传播特性的影响,研究了种植青椒的温室中2.4 GHz无线信号在不同方向和高度下的传播特性。通过试验实地测量了3个方向和2个高度下接收信号强度和丢包个数,并通过Matlab对试验数据进行回归分析。结果表明:不同方向和高度下,青椒中无线信道传播特性符合对数路径衰减模型,拟合相关系数在0.900 7和0.947 3之间;传感器节点在青椒中的不同高度决定着青椒中2.4 GHz无线电波的传播特性,对无线信道传播特性的影响较为显著,而传播方向对青椒中无线信号的影响较弱。同时得到了青椒中传感器节点最宜部署在青椒冠层及以上位置,为无线传感器网络在种植青椒的温室中的节点部署提供了技术支持。     

白芦笋采收机器人视觉定位与采收路径优化方法

依据笋芽出土状态的选择性收获是目前白芦笋公认的最佳收获方式。针对采收过程中机器视觉识别笋尖存在笋尖与垄面纹理和颜色相近等识别难题,本研究提出了一种变尺度感兴趣区域（ROI）检测方法,融合图像色域变换、直方图均值化、形态学和纹理滤波等技术,研究了笋尖识别与精准定位方法;在定位多笋尖坐标基础上,提出了多笋芽的采收路径优化方法,解决了因采收路径不合理导致的采收效率低的问题。首先,通过机器人视觉系统实时采集采收区域图像并进行RGB三通道高斯滤波,采用HSV色域变换并进行直方图均值化处理。在此基础上,对笋尖、土壤进行特征聚类分析,根据笋芽抽发程度研究变尺度ROI检测方法,对采集图像中笋尖的形态学以及笋尖和土壤的纹理进行统计学分析,设定笋尖的似圆度阈值,并参考纹理特征参数,判定笋尖位置,计算其几何中心,获得笋尖轮廓中心坐标。其次,为实现白芦笋的高效采收,根据多目标点与集箱点的位置分布,本研究设计了一种基于多叉树遍历的采收路径优化算法,以获得多个目标笋尖的最优采收路径。最后,搭建采收机器人试验平台开展了笋尖定位与采收验证性试验。结果表明,视觉系统对白芦笋的识别率可达98.04%,笋尖轮廓中心坐标的定位最大误差X方向为0.879 mm,Y方向为0.882 mm,采收笋的个数在不同情况下,采用路径优化后的末端执行器运动距离平均可节省43.89%,末端执行器定位成功率达到100%,在实验室环境下的白芦笋采收率达到88.13%,验证了采用视觉定位的白芦笋采收机器人选择性采收的可行性。     

玉米联合收获机械化技术

玉米联合收获技术是利用玉米联合收获机收获玉米的机械化技术。装备类型主要有背负式玉米联合收获机、自走式玉米联合收获机和玉米割台3种。介绍了作业注意事项、提高机械作业效率的方法、常见故障排除方法、不同环境因素下玉米收割机的操作技术以及安全生产要求,以期为用户提供有益的帮助。      

基于CFD的辣椒烘干箱的结构优化设计

为了有效地达到烘干辣椒的效果,建立了辣椒烘干箱的三维计算流体力学模型和基于CFD分析的辣椒烘干箱的结构优化模型,并对辣椒烘干箱内空气的流场进行了模拟。然后,根据模拟的结果进行多参数的结构优化,得出较为合理的结构和参数,即入口角度在60°情况下,前后挡板高度为34cm时,上间隙为10cm前凸形挡板效果最佳。     

不同地下水埋深时甜椒需水量及作物系数试验研究

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,甜椒需水量和地下水利用量的变化规律及与外界环境因子的关系。分析和模拟了甜椒作物系数,并与FAO-56推荐作物系数值进行了比较。结果表明,地下水埋深为0.6~0.9m时,地下水与降雨利用量占需水量的40%~50%,灌溉量较低。地下水埋深较浅时,需水量与地下水利用量与蒸发量、气温和地温具有显著的线性关系。地下水埋深较深时,需水量主要受降雨的影响,与环境因子的相关性较小;地下水利用量与蒸发量、气温、地温及饱和水气压差仍具有显著的线性关系。甜椒全生育期作物系数为1.35,与移栽后旬数、地温和需水系数分别表现出3次、2次和3次多项式的关系。生长中期和后期,作物系数分别为1.25和1.25~1.1,高于FAO-56推荐值。研究结果为蔬菜类作物节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。