气动球果采摘柔性手爪设计与实验

针对球形果实采摘问题,采用气动多向弯曲柔性驱动器设计了2种规格带有回转腕部功能的多自由度3指采摘柔性手爪。该采摘柔性手爪采用中心对称结构,其柔性手指与驱动器复合一体,在气压下可产生贴合球果表面的弧状变形,3指协同配合运动抓取球果,并通过腕部旋扭分离方式完成采摘。研究了“刚柔耦合”驱动器的材料和制造工艺,建立了柔性驱动器形变模型,获得了其气压下的形变特性,并进行了相关实验验证。试制了采摘柔性手爪物理样机,研究分析了柔性手爪的工作空间、抓取模式和采摘时的力学性能,并在实验室搭建的采摘平台上进行了多种球果模拟采摘实验。结果表明,该采摘柔性手爪具有3种抓取模式,物形适应性好,抓取柔顺可靠、动作灵活,采摘主动安全、损伤小,适于多种球果的采摘。该柔性手爪采摘球果的尺寸范围为30~130 mm,三指交错强力握取球果的最大质量为1.28 kg。     

马铃薯清选机气力悬浮薯石分离装置设计与试验

针对以联合收获为主的北方马铃薯主产区,马铃薯收获后薯石分离人工捡拾工作量大、清选效率低,且清选洁净率较低等问题,利用薯块和石块密度不同的特点,采用气力悬浮输送技术设计了马铃薯清选机气力悬浮薯石分离装置,并基于该装置研究了不同参数调整条件下的清选特性。利用高速气流悬浮与振动筛的摆动作用,发挥气力悬浮和振动筛分离的双重优势,使薯块与石块在运动过程中实现自动分离。试验表明：当气流速度为35m/s、筛面倾角为18°和曲柄角速度为30rad/s时,马铃薯选出率均值为96.71%,清选洁净率均值为98.34%,各项性能指标均满足马铃薯清选作业要求。     

高留茬玉米秸秆复式割台粉碎还田装置设计与试验

为了在玉米摘穗的同时,将秸秆上半部分回收作饲料,下半部分实现高质量粉碎还田,在4YZQ-2B1型穗茎兼收玉米收获机割台的下方增加了锯盘式玉米秸秆粉碎装置,通过对圆锯片运动及切割机理等的分析,利用ADAMS对此复式割台进行了参数优化和运动分析,并在Pro/Mechanica中,对锯盘刀轴进行了有限元模态分析,得到其固有频率。确定采用平面锯身整体式横截圆锯片,直径为180~380mm,厚度分为1.2、1.5、2mm 3种,锯片间距为50mm,齿形为等腰三角斜磨齿,齿高为7.5mm,两刀辊中心距为760mm。高留茬玉米复式割台田间试验结果显示,当机组的作业速度为2m/s,刀辊转速为850r/min时,秸秆粉碎长度合格率为92.14%,留茬高度平均值为52.18mm,均满足秸秆还田机作业标准,能够对玉米秸秆离地粉碎,减轻了刀具的磨损、提高了玉米秸秆还田质量。     

横轴流式玉米柔性脱粒装置设计与试验

针对黄淮海地区玉米籽粒直收过程中籽粒破碎率和未脱净率高的问题,结合现有玉米脱粒滚筒的结构特点,设计了横轴流式玉米柔性脱粒装置。该装置内置柔性脱粒滚筒,脱粒元件采用柔性钉齿和弹性短纹杆组合结构,实现了玉米果穗的柔性低损伤脱粒。研究了滚筒关键设计参数对脱粒性能的影响,建立了该脱粒滚筒关键结构参数的设计方法;利用ADAMS软件进行了动平衡模拟仿真,开展脱粒系统的动平衡试验,保证了整机工作的可靠性;选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素进行了室内台架正交试验,确定较优参数组合:喂入量为8 kg/s,滚筒转速为450 r/min,凹板间隙为40 mm。在该条件下,玉米果穗的籽粒破碎率为0. 65%,未脱净率为0. 59%,符合国家相关标准要求。     

气动柔性果蔬采摘机械手运动学分析与实验

采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论,根据柔性驱动器形变规律,建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型,研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指输出力与气压的关系,并进行了相关实验验证。制作了机械手样机,并在实验室环境下进行了多种果蔬模拟采摘实验,结果表明,该果蔬机械手具有多种抓取模式,且动作灵活、柔顺可靠、易于控制,适用于球形和圆柱形果蔬自动化采摘作业。     

半径间隙对水润滑轴承轴心轨迹的影响

为了研究海水淡化高压泵水润滑轴承半径间隙对转子系统稳定性的影响,设计了3种不同半径间隙的水润滑轴承,采用数值模拟和试验研究相结合的方法,对不同半径间隙时的干、湿转子轴心轨迹进行研究.结果表明:随着轴承半径间隙的增大,干转子的涡动中心明显向X,Y轴负方向漂移,而湿转子由于系统的阻尼增大涡动中心变化不明显;湿转子的涡动振幅明显大于干转子的;数值计算的结果与试验结果基本吻合,在轴承间隙较大时,干转子系统稳定性较差,半径间隙为0.1 mm时,润滑效果最好.研究结果为海水淡化高压泵水润滑轴承参数的优化设计提供必要的参考依据.     

辣椒根系分泌物的化感作用及其化感物质分析

 利用生物测定和GC-MS分析的方法,研究了辣椒根系分泌物各组分的化感作用及其优势组分的化感物质。结果表明：辣椒根系分泌物各组分对莴苣的化感作用不同,以乙醚洗脱组分的化感作用最强;对乙醚洗脱组分进行再分离,最后得出80%乙醚＋20％乙酸乙酯洗脱组分的化感作用最强;对80%乙醚＋20％乙酸乙酯洗脱组分进行GC-MS分析鉴定,确定辣椒根系分泌的主要化感物质为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸-丁基-环己烷基酯、邻苯二甲酸-丁基-异丁酯、邻苯二甲酸二叔丁酯、二苯胺、4,4’-叔丁基二苯酚、苯萘胺、邻苯二甲酸,其中,邻苯二甲酸二丁酯的含量最高。     

不同化感物质对番茄根系吸收矿质元素的影响

以番茄为试材,研究了邻苯二甲酸、邻苯二甲酸二丁酯和二苯胺3种化感物质对番茄幼苗根系吸收矿质元素的影响。结果表明,邻苯二甲酸、邻苯二甲酸二丁酯和二苯胺均能影响番茄幼苗根系对N、P、K的吸收。随着邻苯二甲酸浓度的增加,其对番茄幼苗根系吸收N、P、K的抑制作用增强;低浓度的邻苯二甲酸二丁酯可以促进番茄幼苗根系对N的吸收,抑制对P、K的吸收,高浓度时对N、P、K的吸收均起抑制作用;低浓度的二苯胺可以促进番茄幼苗根系对N、K的吸收,抑制对P的吸收。从整体来看,这3种化感物质对P的吸收影响最大。     

流式细胞术在水生生物DNA含量和倍性分析中的应用

利用流式细胞仪对鲤鱼、银鲫、黄颡、牙鲆等淡水和海水鱼类进行了DNA含量测定或倍性分析。通过几百个样品的测定和分析,认为流式细胞仪在DNA相对含量测定和倍性分析上结果比较稳定一致,可以用于大量样品的测定分析。同时对待测样品的保存、处理及上样量等进行了一系列比较研究,找出最好的保存方法、最简便的样品处理方法和最少的上样量。流式细胞仪在水生生物的遗传育种、种群分化等方面有很重要的应用价值。     

易涝易渍农田地下水动态特征

地下水动态是评价易涝易渍农田生产稳定性的重要指标,基于湖北四湖流域大量调查观测资料对此进行了研究。结果表明,易涝易渍农田地下水位存在明显的年、季差异,呈现出一定的波动性,在不同季节以及不同水平年间波动幅度不大,绝对偏差一般只有1 0~2 0 cm左右,最大不超过4 0 cm,地下水位呈现出在高水位上波动的特点;从微地形地貌看,沿江地势较高的农田其地下水平均埋深和地下水位波动与地势低洼的滨湖农田明显不同,前者明显大于后者。在较大尺度上当降水很接近时,农田地下水埋深随微地貌分异并不显著;对于水网密织的南方平原湖区,农田地下水位变化与周边水体相联系并受其影响,在农田涝渍防治中必须处理好农田与周边水体的关系。