旋耕机总体参数的CAD系统

在分析、研究旋耕机总体参数与作业质量、功率消耗、结构合理性之间关系的基础上，建立了旋耕机总体设计的ＣＡＤ系统。该系统是在ＡｕｔｏＣＡＤ软件支撑下开发而成，由若干模块组成，可方便得出旋耕机总体设计参数     

旋耕机正确作业方法与使用调整技术

正确操作旋耕机可以提高农业生产效率、延长旋耕机运行寿命。结合旋耕机的作业特点,简要介绍了正确操作旋耕机的重要价值,提出旋耕机正确作业方法与使用调整技术要点,避免旋耕机在后续运行期间出现严重的故障,进一步满足我国农业经济的可持续性发展需求。     

蔬菜棚室用自走式微型旋耕机的研究

为适应蔬菜大棚的大规模发展对农机具的需求，在分析无驱动轮旋耕的力学机理和功率消耗的基础上，根据蔬菜棚室内作业对农机具的要求和目前菜农的技术条件与经济条件，设计和研制了一种微型旋耕机。该机用无驱动轮旋耕的工作方式，采用立轴式小型汽油机和蜗轮蜗杆传动，机架和传动箱体为薄钢板冲压成型，扶手架上下、左右可调，耕深为１０．７ｃｍ，生产率为０．０９ｈｍ^２／ｈ，重量仅为生产率相同的国内其它旋耕机的１／２～１／５。     

航空施药旋转液力雾化喷头性能试验

无人机航空喷雾将会在未来几年的植物病虫害防治作业中发挥重要作用。为实现无人机低空、低量、高功效的喷洒需求,该文针对兼备液力雾化和离心雾化优点的旋转液力雾化喷头进行了性能试验研究,利用喷头雾化性能测试系统对喷孔直径、喷雾压力、电机转速因素对喷头雾滴粒径、沉积分布、喷幅和功率消耗的影响进行了试验研究。结果显示,喷头旋转电机电压相比喷孔直径、喷雾压力参数对雾滴粒径影响更显著,随着电机电压增加,雾滴粒径变小,雾化效果好;电机电压对幅宽也有明显影响,随着电极电压增加,喷雾角度变大,幅宽明显增加,雾滴沉积量在喷幅范围内呈现正态分布。通过试验结果优选出适合无人机的旋转液力雾化喷头的最佳工作参数:电机电压为10 V,喷雾压力为0.35 MPa,喷嘴孔径是0.7 mm,该工作参数下,液泵功率消耗率最低,雾滴平均粒径为112.35μm,喷幅为3.88 m,电机功率消耗为8.6 W。该文的研究结果为开发适用于无人机的新型喷洒雾化装置,提高无人机作业质量和喷洒功效提供理论依据和技术支持。     

潜土逆转旋耕刀数学模型及参数优化

该文对潜土逆转旋耕机刀片的切削过程进行了受力分析,建立了同时含有两种设计参数(刀片的几何参数和旋耕机的基本速度参数)的功耗模型。并以功耗最小为目标,运用遗传算法对所建模型的参数进行了优化,确定了最佳参数组合。优化结果与实验数据相吻合     

浅析旋耕机作业创新性技术要点

针对旋耕机作业创新性技术问题,结合实践经验总结分析,对旋耕机作业创新技术要点进行论述,并提出旋耕机作业效果控制的策略。经耕种实践检验,积极引入现代化技术手段,围绕耕种全过程做好严格的把控,对保障机械化作业目标的实现,能够起到积极的作用。     

凹形铲刀逆转刀辊升抛土能力的模糊预测研究

该文研制了逆转刀辊与开式推土铲组合的切抛土部件。应用模糊试验分析方法，对其升抛土能力进行了模糊分析及预测。试验表明，凹形铲刀逆转刀辊与开式土铲组合的切抛土部件，一次可完成切、碎、升、抛、平整土壤等项作业，简化了盐田铺膜机的整机方案；该研究为新型农田逆转旋耕机和盐田铺膜机设计提供了优良的切抛土部件。     

自走式微型旋耕机质量调查的模糊综合评判

为了多方面评价微型旋耕机产品质量,满足用户需求,许多产品技术规范要求对产品用户进行质量调查,收集用户意见,获取微型旋耕机在使用中反映出的质量信息和用户对产品的潜在技术要求.由于调查的项目多数涉及定性的问题,比较模糊,不像产品质量性能检测那样,能获得被测对象的准确值,因而,对产品使用中反映出的质量问题进行综合评价非常困难.采用模糊数学综合评判理论,根据自走式微型旋耕机的特点,结合产品技术标准,选择了微型旋耕机的适应性、可靠性和经济性作为一级质量指标,以耕作效果、作业效率、田地适应性、平均无故障工作时间、平均故障维修时间、维修费用、单位油耗、产品价格作为二级质量指标,以耕深、耕后地表平整度、植被覆盖率作为耕作效果的三级质量指标.把模糊数学最大隶属度原理应用到评价中,构造综合评判模糊数学模型,通过实例计算和分析,验证了此模型的可靠性.研究结果对自走式微型旋耕机的产品选型和质量评价等具有重要的应用价值.     

加大耕深型正转旋耕机研究设计初探

为满足市场需求,研究开发加大耕深型正转旋耕机,综合运用现行土壤机器动力学和旋耕机设计理论及经验,采用适当加大刀滚直径、降低刀滚转速、设计非标准弯刀、增加刀滚每一切土小区圆周内刀片排列数、减缓机组前进速度、附加牵引切土部件、利用土壤适耕状态等专门措施,并采用增强机械传动系统、增大机架强度刚性的共性措施于设计、制造和使用环节,达到机组合理配套、控制负荷和功耗、保持机组功率平衡、实现目标耕深、满足农艺要求的效果。     

基于拉格朗日法的悬臂输送槽阻尼摆模型构建与验证

为准确分析联合收割机输送槽在作业时产生的不平衡摆动现象，该研究建立了基于液压缸支撑的联合收割机悬臂输送槽阻尼摆模型。首先对悬臂输送槽系统进行受力分析，并基于拉格朗日法建立其动力学微分方程。为进一步确定动力学微分方程中的参数，利用有限元法和模态分析法对液压缸刚度和阻尼进行参数标定；并进行田间试验获取输送槽所受外界激励。利用二次积分与快速傅里叶变换（fast fourier transform，FFT）处理田间试验采集到的加速度信号，得到悬臂输送槽振幅及振动的主频成分，为动力学微分方程的验证提供依据。最后求得悬臂输送槽角速度和摆角的表达式，将理论得到的初始状态下悬臂输送槽摆幅与田间试验实际摆幅进行对比。结果表明：稳定状态下，理论求解得到的同一水平位置两测点对应的摆幅分别约为0.0979、0.0957mm，与试验实际摆幅误差约为1.11%和4.30%，验证了该联合收割机悬臂输送槽阻尼摆模型的准确性。研究结果可为长江中下游地区水稻联合收割机悬臂输送槽结构优化提供理论依据。     

免耕播种机玉米根茬处理装置作业功耗试验研究（简报）

为找出影响免耕播种机玉米根茬处理装置的功率消耗的主次因素,对新研制的免耕播种机玉米根茬处理装置进行了室内土槽试验研究,对影响作业功耗的因素采用二次旋转回归正交试验,建立了玉米根茬处理装置的功耗模型.分析表明,在影响功率消耗的主要因素中,入土深度影响最大,其次是刀轴转速;机组前进速度、刀轴转速以及入土深度之间的交互作用对功率消耗的影响较小,单组根茬处理装置单组工作时功率消耗为1.55～2.35 kW.研究结果为开发新型免耕播种机以及选择配套动力提供理论依据.     

不同母质发育水稻土N2O消耗潜力及环境影响因素

土壤是N2O的源和汇,在淹水和厌氧条件下具有消耗N2O的能力。稻田土壤长期处于淹水状态,为N2O的消耗提供了有利的环境,从而减少了N2O排放。目前,有关稻田土壤N2O排放的相关研究已有很多,但关于稻田表层土壤N2O的消耗能力及其与环境因素之间的关系研究较少。研究采集了第四纪红壤母质发育的壤土、湖积物砂土发育的砂质壤土、冲积土发育的粉砂质黏壤土3类土壤的各3个表层(0～5 cm)水稻土,风干后将其回填至具有5 cm深土柱的培养装置内,在土柱底部添加N2O和添加氦气(He,对照)两个处理,于28℃下恒温淹水厌氧培养96 h。培养期间监测各土壤N2O、N2的动态变化,以及培养前后土壤养分的变化,量化N2O消耗量和N2增量,以期揭示稻田表层土壤N2O的消耗能力及其与环境因素之间的关系。结果表明,土壤剖面积累的N2O有95.01%～99.92% 被稻田表层土壤吸收,其中被还原为N2的N2O量占总消耗量的64.50%～83.64%,表明淹水厌氧状态下,不同的水稻土均具有很强的N2O吸收和消耗能力。研究还发现,3类土壤N2O的消耗存在一定差异,其中影响砂质壤土N2O消耗的主要环境因子为土壤砂粒含量,且两者之间存在显著的线性相关关系(R2=0.964,P=0.000);土壤黏粒、粉砂粒、pH是粉砂质黏壤土N2O消耗的主要环境影响因素,其中土壤黏粒与其消耗量呈显著线性相关(P<0.05);土壤速效钾和铵态氮增加量是影响壤土N2O消耗的主要环境因子,其消耗量与速效钾之间在0.01水平上显著正相关。这些结果表明,土壤可溶性有机碳、土壤质地、土壤速效钾等是影响稻田土壤N2O消耗的重要环境因子,且不同土壤N2O消耗的环境影响因子存在差异,这将为调节土壤N2O排放提供重要参考。     

基于机器学习的奶牛饲料消耗状态预测模型

饲料作为奶牛重要的营养来源,预测饲料消耗状态对于保障奶牛的健康和提高生产管理效率具有重要意义。然而,由于饲料消耗状态数据呈现出非线性和非平稳的特点,导致预测精度较低。为解决此问题,该研究基于经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）和长短期记忆网络（long short-term memory,LSTM）,提出了组合改进的自适应噪声完全集成经验模态分解（improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN）、随机森林（random forest,RF）与改进的LSTM（improved LSTM,ILSTM）的模型,即ICEEMDAN-RF-ILSTM,来预测饲料消耗状态。其中,ILSTM是对LSTM的改进,其通过调整遗忘门的输出值范围以增强模型的特征学习能力。首先,使用ICEEMDAN对饲料消耗状态数据进行分解,得到多个相对平稳的分量。其次,考虑到每个分量具有不同的特性,采用不同的方法来建模不同的分量,以进一步提升预测效果。具体而言,为了提升模型的精度以及泛化能力,使用RF建模频率最高的分量;同时,使用ILSTM建模其余分量,以捕获序列数据中的长期依赖性。最后,将所有分量的预测结果相加得到最终的预测结果。基于自建数据集的试验结果表明,ICEEMDAN-RF-ILSTM对于饲料消耗状态预测具有较高的准确度,其决定系数R²、平均绝对百分比误差MAPE与均方根误差RMSE指标分别为0.993、2.576%和0.596%,表明其能有效预测饲料消耗状态,同时其性能优于ICEEMDAN-LSTM模型。该研究为评估饲料消耗状态提供了可行的方法,为制定调度决策提供了科学的技术支持,并为牧业智能化建设提供借鉴。     

仿生玉米掰穗装置掰穗速度与功耗试验

目前国内外采用的玉米摘穗装置均存在着籽粒破损率高、含杂率高和功率消耗大等问题,为解决上述问题,该文采用模仿人工收获玉米果穗的方式,设计了仿生玉米掰穗装置。首先进行拉力测试试验,分别在静态与动态2种条件下对传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获玉米果穗所需力进行测量,验证仿生掰穗方式可行性;然后设计仿生玉米掰穗装置试验台并进行掰穗速度与功率消耗的综合试验,得到掰穗手速度与纯功率消耗的关系。试验表明:静态传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获玉米果穗平均所需力分别为435和41.4 N。动态传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获果穗平均所需力分别202.5和20.7 N。仿生掰穗比传统摘穗所需力大大减少。与传统玉米收获装置相比(正常工作速度1.2 m/s),该装置功率消耗低,约为36 W,小于传统一对摘穗辊消耗的纯功率(240 W)。该研究为玉米收获机摘穗部件的改进提供了参考。     

孤岛型低压微网中改进型无功分配策略

为了解决基于传统下垂控制的孤岛型低压微网无功分配不合理及公共连接点(point of common coupling,PCC)电压降落严重这2个问题,在详细分析传统下垂控制中无功分配机理的基础上,提出一种改进型无功分配策略。通过引入虚拟感抗使得低压微网线路中有功无功解耦以满足所提策略的实现条件,将分布式电源(distributed generation,DG)单元空载电压幅值与PCC电压幅值的差值引入传统下垂控制中以形成闭环控制。对改进型无功分配策略实现过程中用DG单元接入点电压幅值来代替PCC电压幅值所造成的无功分配相对偏差进行了具体的量化分析。仿真结果表明,该改进型无功分配策略既可以实现无功的合理分配,又可以大大降低PCC电压降落。当空载输出电压幅值设定为155.5 V,2个DG单元共同承担负载的条件下,采用传统无功分配策略时PCC电压幅值为141 V,而采用改进型无功分配策略时PCC电压幅值为152 V。该研究可为微网实际运行控制提供参考。     

稻田节水少耕技术及机具的初步研究

该文论述了一种全新的水田耕整地方式,即采用专用旋耕机并以特定模式进行带状旋耕整地以取代传统翻耕或旋耕整地的新型耕作方法。该耕整地方式的特点为：(1)大幅度降低动力消耗及费用。由于采用新的带状少耕润田插秧的整地方法,取消了传统水耙田、人工扬肥、耢平、沉浆和捞残茬五项作业环节,降低了动力消耗并节省了50%～60%的整地费用。(2)泡田用水相对传统整地方法可节约30%～40%,是一项水稻生产的高效节水新技术。(3)作业周期由原来的10～15 d减为1～2 d即可。(4)实现了少耕和根茬及部分秸秆还田的保护性耕作方式。(5)增产增收,平均增产幅度为8.4%～12％,该技术对水稻生产的发展具有推动作用,是一项创新技术。     

三种类型温室建造的生命周期评价

为了确定温室建造过程对环境的影响程度及最大影响因素,该文应用生命周期评价(LCA)方法对3种温室建造过程造成的环境影响进行了评价。结果表明:3种温室建造对环境影响较大的是矿石资源消耗、化石燃料消耗、全球变暖和光化学烟雾4个方面;产生影响的阶段主要集中在建材生产阶段,占整个环境影响的90%以上;3种温室的建造所产生的环境影响类型是不同的,总的来说,考虑到不同温室类型使用年限的不同,在单位面积单位时间内芬洛温室在化石燃料消耗、矿石资源消耗、全球变暖、酸化、光化学烟雾以及灰尘对环境造成的影响最小,砖墙钢架日光温室在淡水资源消耗、木材消耗、水体富营养化及固体废弃物对环境造成的影响最小,但考虑到不同影响类型的权重,总体上砖墙钢架日光温室对环境的影响则是3种温室类型中最大的。该研究结果可为评价温室生产的资源消耗和环境影响提供方法借鉴,为设施建设选材提供参考。     

西北半干旱区林地土壤水分动态研究

研究结果表明,影响半干旱区林地土壤水分的主要因素为降水量及树种适宜性。土壤有效水日益降低,土层不断干化,其程度与林木生长发育状况呈负相关。林分对土壤水的消耗量大于自然补偿量,灌木林适应性较乔木强,生育状况较乔木好。对土壤水的消耗和干化程度亦较乔木严重。各土层含水量随降水而波动,波动幅变随深度增加而变小,林地土壤含水高峰在9～4月,低峰在7～8月。西北半干旱区造林应选择抗旱灌木,发展聚流灌溉,降低造林密度,除个别树种外,成林密度在200株(丛)/亩以下。     

管道泵不稳定压力及振动特性研究

为了找到引起管道泵振动的原因,该文研究了一比转速为59的管道泵叶轮-蜗壳的动静干涉所引起的压力脉动现象,及其对泵振动特性的影响。该文通过对比数值计算方法与试验方法获得的能量特性曲线,验证了计算模型的有效性;在此基础上分析管道泵蜗壳内的脉动压力场,通过数值计算有效研究了蜗壳周向不同位置处43个监测点在不同流量下的压力脉动幅值,特别在叶片通过频率下,蜗壳内的压力脉动特征与流量及蜗壳内监测点位置的关系。同时,通过振动试验,获取泵4个监测区域内25个监测点在不同流量下的振动幅值,通过快速傅里叶变换对振动信号进行频谱分析。计算和试验结果共同表明,隔舌区域的压力脉动幅值最大,叶片通过频率210Hz是压力脉动的主导频率;压力脉动及泵振动均在叶片通过频率下达到最大峰值,进一步论证了叶片通过频率是管道泵产生振动的主要频率值,由该频率引起的压力脉动冲力是管道泵产生振动的主要作用力;泵的压力脉动幅值和振动幅值均高于设计工况;4个监测区域内的振动幅值从大到小依次为:管道支撑,电机,泵体,底座。研究结果可为管道泵低振动的设计提供参考。     

基于粗糙度定标的IEM模型的土壤含水率反演

为研究基于粗糙度定标的模型进行土壤含水率反演的可行性,该文利用2幅不同时相的高级合成孔径雷达ASAR影像,以经验相关长度(lopt)代替相关长度l,实现对积分方程模型IEM(integral equation model)的粗糙度定标,以改进IEM模型对后向散射系数的模拟。在此基础上模拟了后向散射系数与土壤体积含水率(Mv)、lopt、均方根高度(hRMS)的关系,以组合粗糙度Zs(hRMS2/lopt)代替lopt与hRMS,建立土壤含水率反演的经验与半经验方法。对比2个不同时相的土壤含水率反演值与实测站点观测数据表明,经验方法下应用2004年8月18日、2004年8月24日2个时相的反演值与实测值的相关系数分别为0.785、0.837,半经验方法下则分别为0.900、0.863,表明半经验方法精度更好。该研究为利用两幅不同时相的ASAR影像获取两幅土壤含水率数据提供依据。