智能马铃薯堆垛机的设计

马铃薯收获后需要对其入库贮藏,目前马铃薯入库堆垛机械的作业效率较低、成本高,需要大量人工辅助作业。针对这一系列问题,设计了一款具有较高作业效率的智能马铃薯堆垛机。该机可根据所需的堆垛高度进行作业,控制方便,伤薯率低,为马铃薯的长时间贮藏提供了保障。对样机做了相关试验,结果表明:该机满足堆垛要求,且堆垛过程中的伤薯率明显降低,可以控制在1%以下。因此,此款机器的设计对解决农忙时节用工荒、提高马铃薯的入库效率及马铃薯的贮藏品质具有重要意义。     

基于Cascade R-CNN的玉米幼苗检测

准确识别玉米幼苗是实现自动化精准除草、间苗、补种等苗期作业的重要前提。为此,针对自然环境下农业机器人对玉米幼苗的检测问题,结合深度残差网络强大的特征提取能力和级联网络连接多个检测器不断优化预测结果的特点,对Cascade R-CNN模型进行改进,使之适用于自然环境下玉米幼苗的检测。模型使用残差网络ResNet-50与特征金字塔网络FPN作为特征提取器提取玉米幼苗图像的特征图,利用区域建议网络生成目标候选框,通过感兴趣区域池化将不同大小的特征图转换为统一尺寸的输出;最后,分类回归模块根据特征图对目标进行分类,并使用边框回归修正候选框的位置和大小,从而完成玉米幼苗目标检测。同时,以3～5叶期玉米幼苗为研究对象,采集其田间图像并制作数据集,用所制作的数据集对Cascade R-CNN模型进行训练,选取AlexNet、VGG16、ResNet18、ResNet50与ResNet50+FPN分别作为特征提取网络进行对比试验,确定所提出的ResNet50+FPN为最优特征提取网络,平均精度均值(mAP)为91.76%,平均检测时间为6.5ms。选取双阶段目标检测模型Faster R-CNN、R-F...     

1-甲基环丙烯对新高梨贮藏品质的影响

研究了500 nL/L和1 000 nL/L的1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)对新高梨(Pyrus pyrifolia Nakai)冷藏和货架期间品质的影响.结果表明,1-MCP对新高梨冷藏期间果实硬度下降速率抑制不明显,但可以维持在冷库中贮藏120、150、180 d后货架期间果实的硬度;1-MCP对新高梨冷藏期间的可溶性固形物含量(SSC)和可滴定酸(TA)含量影响不明显;1 000 nL/L处理可以维持新高梨冷藏期间维生素C含量;此外,1-MCP还可以明显抑制新高梨冷藏期间呼吸作用和乙烯释放速率,抑制前期果实丙二醛(MDA)含量和多酚氧化酶(PPO)活性,显著降低贮藏180 d后7d货架期间新高梨的腐烂率,其中500 nL/L处理的腐烂率低于1 000 nL/L的处理.     

稻麦收获机割台高度自适应调节系统设计

国产收获机智能化程度普遍较低,农田的实际环境因地点和季节的不同存在着较大的差异这就需要不同的工作参数设置,同时还需要驾驶员在收获作业中保持长时间高度警惕,这大大增加了驾驶员的劳动强度。因此,开发一种能够根据地面高度自适应调节割台高度的系统至关重要。本研究通过结合霍尔效应角度传感器和PLC控制系统,设计了一种接触式地面仿形装置,用于精准调控收获机械的割台高度。为验证设计的有效性,采用Recur Dyn高级多体动力学仿真软件,优化仿形板设计并确保其与地面的紧密贴合。基于仿真结果,建立了割台高度与角度传感器读数之间的数学模型,并进一步设计了基于模糊PID控制的自动调节系统,旨在提升农业机械化收获的效率和准确性。     

LZJ-100型联合收割机轮胎装配专用工装的设计

现阶段我国大多数中小型农机生产企业都采用人工装配线。对于联合收割机的轮胎装配而言,目前采用的方法是用人力将轮胎抬至车轴上,然后定位装配。工作劳动强度大,生产效率低,对于部分农业生产企业来说,建造一条全自动生产线投资过于巨大,短时间难以收回成本。LZJ-100型联合收割机轮胎装配生产线专用工装就是针对这些企业而设计的,其具有投资少、操作简单、应用广泛等优点,能减轻工人劳动强度,提高生产效率。     

基于主成分与聚类分析的柿子开发利用预判分析

为建立不同柿子品种间的关系,依据品种类型选择相应加工处理方式,从而更好的确定不同类型柿子用途,以期得到具有高附加值的柿子产品。该研究测定了柿子中单宁、黄酮、绿原酸、水分及灰分含量,对成分指标进行了描述性统计、主成分分析、聚类分析。描述性统计结果表明,测定数据具有一定全面性与代表性。结果表明:提取出的3个主成分,方差累计贡献率为81.28%,包含了绝大多数测定指标所具有的信息。聚类分析结果表明,38个柿子品种可分为两大类,其中,“盖柿”“满堂红”“胎里红”为第一大类;其它35个柿子品种为第二大类。分成2类的柿子品种中,第一类各成分含量普遍偏低,此种类型的柿子可用于初等柿产品如柿饼的加工生产;第二类柿子各成分含量相对较高,此种类型的柿子可用作后续加工生产,如提取其中的活性物质后,依据其性质相应加入到产品中。该研究为柿子品种资源的科学规范利用,为更好地选择柿子相应加工方式提供理论依据。     

纵轴流双螺旋滚筒的设计与试验分析

为解决目前国内大豆机械收获出现的损失率大、含杂率高、破碎率高的问题,设计出一款纵轴流双螺旋脱粒滚筒。由于滚筒工作环境及工作载荷复杂,为防止脱粒滚筒在脱粒工作过程与其他结构引起共振或者谐振而影响脱粒效果和机具损坏,利用ANSYS Workbench对设计的纵轴流双螺旋脱粒滚筒进行模态分析。模态分析结果表明:纵轴流双螺旋脱粒滚筒的1阶固有频率为43.881Hz,远大于滚筒自转和发动机自转产生的激励频率,螺旋滚筒结构是安全的。以收获速度为试验因素,破碎率、含杂率、损失率为试验指标,对纵轴流双螺旋脱粒滚筒与普通齿杆脱粒滚筒的作业效果进行对比试验,得出纵轴流双螺旋脱粒滚筒损失率、破碎率、含杂率最大为0.153 9、4.75、3.86,普通杆齿脱粒滚筒最小损失率、破碎率、含杂率为0.502、6.85、0.29。试验结果表明:设计的螺旋脱粒滚筒的破碎率、损失率均低于普通滚筒,能够满足大豆收获的需求。该研究可以为大豆收获脱粒装置的设计提供参考。     

智能马铃薯出仓机的设计与试验

目前,马铃薯出仓设备研究较少,且存在作业效率低、成本高及需要大量人工辅助作业等问题,机械化、智能化程度较低。为此,设计了一款高效的智能马铃薯出仓机。该机可前后伸缩和左右转动,作业半径可在6～10m之间进行调整,作业适应性强;其收集铲贴近地面,降低了马铃薯在出仓时的伤薯率;同时,采用行程限位开关进行伸缩位置控制,利用液压推杆实现拖车架前后端高低的变化,并通过上料量对后级输送带速度进行自动控制,提高了自动化水平。对样机进行出仓试验,结果表明:该马铃薯出仓机具有出仓效率高、伤薯率低,以及机器故障率低等优点。     

基于VR的农田环境监测机器人研制

农田环境信息是农田管理策略制定及修改的重要依据,但目前农田环境参数监测存在监测范围小,机动灵活性不足。为实现农田环境数据动态采集,采用4G通信技术与TCP Socket通信协议,通过C++语言以及蓝图节点进行功能程序的开发,设计了一款基于虚拟现实(Virtual Reality)技术的环境监测机器人。机器人利用云端服务器接收保存机器人上的Raspberry Pi(树莓派)收集上传的数据,管理者通过本地客户端可将云端服务器数据下载和分析。应用VR手柄能够实现机器人的远程控制,佩戴VR头显可查看虚拟三维控制室中农田环境的可视化数据,利用机器人传回的田间实时影像获得沉浸式体验。测试结果表明:机器人能够高效获取田间环境数据、自主行走、自动采集和上传数据。     

纵轴流辊式组合玉米柔性脱粒分离装置设计与试验

为满足黄淮海地区较高含水率玉米籽粒直收作业要求,解决现有籽粒收获机籽粒破碎率和未脱净率高、玉米芯轴苞叶易堵塞凹板等问题,在分析现有脱粒装置结构特点的基础上,设计了一种“柔性钉齿+双扭簧压力短纹杆”组合式脱粒元件和“六棱孔网格筛+鱼鳞式脱粒橡胶辊”组合式脱粒凹板相配合的柔性脱粒分离装置。对关键部件进行理论分析,确定了影响脱粒性能的主要因素,利用搭建的纵轴流辊式组合玉米柔性脱粒试验台进行单因素试验,得到脱粒性能较好时滚筒转速、辊筒传动比以及脱粒间隙的变化范围。以滚筒转速、辊筒传动比和脱粒间隙为试验因素,以籽粒破碎率、未脱净率为指标进行三因素三水平正交试验。结果表明,对籽粒破碎率和未脱净率影响由大到小均为滚筒转速、辊筒传动比、脱粒间隙;最优参数组合为滚筒转速475r/min、辊筒传动比1.5、脱粒间隙45mm,此时籽粒破碎率为3.76%,未脱净率为0.52%。对该组合进行试验验证,各指标符合国家相关标准要求。