马铃薯全程机械化生产技术与装备研究进展

在国家倡导马铃薯主粮化战略背景下,农机、农艺相互适应与融合,实现马铃薯生产全程机械化与装备智能化迫在眉睫。为此,以马铃薯种植农艺和全程机械化技术与装备为切入点进行梳理总结与展望,指出了现有种植、中耕和收获机械所存在的一些问题,并建议以种床的高质量整备、种植装备智能化、田间管理多功能、高效低损联合收获以及安全储藏保鲜等技术作为今后马铃薯生产全程机械化研究的参考方向。     

果蔬采摘机械臂结构设计与性能测试

针对作业空间较小的大棚果蔬采摘环境,研制了串联式4自由度关节型果蔬采摘机械臂。采用SolidWorks建立了机械臂的3维模型,在拉格朗日法建立动力学分析模型的基础上,利用ANSYS和ADAMS分析软件,对机械臂进行静态结构分析和运动学、动力学仿真分析。静力学仿真结果表明,机械臂的最大应力为8.181 8 MPa,最大形变为0.000 329 11 m,结构设计合理,强度符合要求;运动学仿真结果表明,机械臂可以精确到达目标位置,运动过程平稳;动力学仿真结果表明,各关节的最大力矩均在安全合理的范围。为进一步验证设计的合理性,对研制的果蔬采摘机械臂进行了性能测试,结果表明机械臂定位精度最大误差±2.5 mm,平均误差±1.1 mm,带载能力3 kg,机械臂运动平稳,可以满足果蔬采摘作业要求。      

一种茶叶鲜叶分级机的研制

在茶叶生产过程中,鲜叶原料分级是其中重要工序之一。当前,茶叶生产企业普遍采用传统滚筒式鲜叶分级机进行分级,对于机采作业而然,存在着鲜叶分级等次少、分级效果差、损伤率高、不方便收集等系列问题,难以适应机采鲜叶的分级要求。针对于这一情况,我们设计了一种新型螺旋导向鲜叶分级机构。本设计增加了筛筒长度,将鲜叶筛选分为四级,增加了分选等级;同时,通过筛筒内设置的双螺旋导向叶片的阻隔作用,延长筛选时间,提升筛选质量,通过改变筛筒形状结构,选用新型复合材料和不锈钢材料,降低机械对鲜叶的损伤率;其次,采用抽屉式的收集结构,更方便筛选后鲜叶的收集。此外,采用风机进行初步分选,减少了鲜叶分级后短碎叶含量,提升了后续分选效果,通过这一系列的改进设计,有望整体提升鲜叶筛选的效率及分级效果,从根本上解决机采鲜叶的分级问题。     

成熟期苹果树冠层器官异源图像配准

为精确构建果树冠层彩色三维空间结构,以成熟期苹果树冠层为研究对象,将PMD摄像机及彩色摄像机相结合获取冠层器官异源图像,开展异源信息配准技术研究。将SIFT算法应用于异源图像特征点提取研究中,并应用目标函数优化RANSAC算法完成同名点提纯以保证特征点匹配的有效性,避免了异源图像尺度变化及果园自然光照的影响;在分析异源图像成像效果基础上,确定了应用双线性映射模型求解异源图像空间映射关系,有效克服了应用仿射变换模型求解异源图像空间映射关系的不精确性。果园不同自然环境下的配准实验表明:提出的混合算法适用于苹果树冠层器官异源图像的配准,晴天顺光环境下的正确配准率为88.2%,晴天逆光环境下的正确配准率为84.2%,阴天环境下的正确配准率为72.7%。     

大孔吸附树脂纯化生姜提取物中6-姜酚工艺优化

比较了6种大孔吸附树脂对6-姜酚的吸附和解吸性能,在静态吸附研究基础上筛选出效果较好的树脂进行动态试验,并通过HPLC-UV和GC-MS对纯化前、后的成分进行了定性和定量分析。结果表明:D101型大孔树脂更适合纯化姜油树脂中的6-姜酚,其纯化的最佳工艺条件为:上样液质量浓度2 mg/mL,流速2 mL/min,3 BV去离子水洗脱,然后用体积分数80%乙醇以2 mL/min的流速洗脱4 BV,可以使6-姜酚的纯度从1.54%提高到71.32%。     

醇类燃料发动机排气管保温降低醇醛排放研究

通过对发动机排气管隔热保温,在JL368Q3型电喷汽油机上开展了醇类燃料发动机排气管保温降低醇醛排放的研究,采用气相色谱-氦离子化检测器(PDHID)快速检测方法检测发动机的醇醛排放。结果表明:与排气管保温前相比,排气管保温后醇排放降低,低负荷工况下(Tc850 K)醛排放变化不大,中高负荷工况下(Tc≥850 K)醛排放降低,醇醛排放降幅随排气温度升高而变大。排气管保温延长了排气在高温下的反应时间,有利于未燃醇、醛的快速氧化,转速为4 000 r/min、负荷高于21 N·m时(Tc≥900 K),排气管保温后未燃醇、醛排放降低70%以上。排气温度和高温下的氧化反应时间对醇醛的氧化影响较大。     

基于LBV变换与小波变换的OLI图像融合方法

以陕西省榆阳区2013年6月9日的Landsat 8 OLI图像为基础数据源,对比分析LBV-Wavelet RF等5种图像融合算法的使用效果。对图像预处理后,分别采用HIS变换、Brovey变换、HPF变换、PCA变换和LBV-Wavelet RF方法进行融合和SVM监督分类,然后从目视评价和定量评价两方面对比分析各种融合算法的使用效果。在目视评价方面,判读融合前、后9种地类光谱特征的一致性;融合后图像是否具有全色波段图像的空间结构特征,是否存在细节模糊。在定量评价方面,采用灰度均值差、灰度均方根差评价融合后图像对多光谱信息的保持性能;采用相关系数均值、相关系数均方根差评价融合后图像对高空间分辨率信息的融入度;采用总体分类精度、Kappa系数评价融合前、后SVM监督分类精度差异。结果表明LBV-Wavelet RF方法能够使融合后图像在保持原多光谱图像光谱信息的同时,增强纹理结构特征,提高对细小地物的辨识能力;融合后图像SVM监督分类的总体分类精度和Kappa系数分别为84.01%和0.787,较原多光谱图像分别提高13.45%和15.91%。     

无源无线轮胎压力监测系统研究

轮胎压力监测系统(TPMS)不仅能作为一种预警系统,有效预防轮胎爆胎事故,而且可以降低汽车油耗,保障整车的性能与寿命,能够产生巨大的经济效益和良好的绿色环保作用。首先报告了三种类型的无源TPMS及其优缺点,着重调查了SAW技术(Surface Acoustic Wave)的谐振型和延迟线型TPMS的研究现状,指出了无源无线TPMS实用化有待解决的问题,最后展望了TPMS未来发展的主流趋势。     

基于Solidworks起膜铲设计及模糊评价

对钉刺式残膜回收机中的起膜铲进行了改进设计,并对起膜铲刀进行了受力分析。本文所设计的铲刀,是由14片铲刀组成的起膜装置。同时,对起膜铲的参数进行了详细分析,得出影响起膜铲的主要参数和影响因素。最后,运用模糊分析法对起膜铲进行了模糊综合评定,通过详细的分析计算,得出起膜铲刀的综合评定为8 1.8 9分。     

高压共轨柴油机喷油控制策略研究

通过对高压共轨柴油机喷油控制的需求分析,发现在转速突变时进气系统具有明显的迟滞性,这种迟滞性表现为进气增量跟不上喷油增量,所设计的转速变化主喷油量修正算法能够重新修正原喷油量,以获得合理的空燃比,改善燃烧过程。多次喷射会造成轨压波动,经过多次喷射轨压波动油量修正算法对喷油量脉宽进行预修正,可以提高喷油执行精度。利用ETAS公司的ASCET建模软件工具和自主开发的ECU电路板,在YN33CR型高压共轨柴油机上进行了台架试验。试验结果表明:该喷油控制策略符合预期效果,能够有效改善喷油控制。