基于加速度补偿的土壤紧实度测量方法与传感器设计

针对目前基于圆锥指数的土壤紧实度测量中,无法消除土壤摩擦力对紧实度测量的影响,要求检测传感器匀速贯入土壤,因此存在使用不便、精度不高的难题。为了提高土壤紧实度实时测量方法的精度及可操作性,在圆锥指数方法基础上,设计了土壤紧实度实时检测传感器,并加入了加速度的同步测量,消除了使用过程中金属杆插入速度不均造成的误差,提高了土壤紧实度测量精度。通过大量试验验证了自制传感器具有较好的静态性能和动态性能,其测量范围为0~900 k Pa,灵敏度为0.041 896,稳定性测量标准差为5 k Pa,测量精度为±0.02%FS,超调量为7.81%,过渡时间为0.632 s。与美国SC-900型土壤紧实度仪对比其准确性的线性拟合决定系数均达到0.96以上,结果表明设计的土壤紧实度传感器与SC-900型土壤紧实度仪在实际测量中性能相当,且使用更方便、价格更低廉。为农林生产、环境保护及生态监测提供了一种具有自主知识产权、精准获取土壤紧实度的有效手段。     

圆锥贯入过程的离散元仿真

以室内矾土颗粒、玻璃球和Toyoura砂的贯入试验结果为参考,利用离散单元法对圆锥贯入过程进行了数值仿真.数值仿真与室内试验结果对比表明:数值仿真得到的颗粒集合的贯入曲线与室内试验的结果较吻合,说明离散元法能够很好地模拟圆锥贯入过程中颗粒之间、颗粒与圆锥间的相互作用,并得到合理的宏观特性.仿真和室内试验都指出,随着孔隙率的增大,贯入阻力的数值随之减小.最后,就细观参数、贯入速度、试样颗粒数量及颗粒形状等因素变化对数值仿真结果的影响进行了分析.     

拖拉机田间行走对土壤特性及冬小麦生长的影响

农业机械的过度使用、密集轮作以及不适当管理等都会造成土壤压实。试验研究了拖拉机行走对土壤特性和小麦生长的影响。试验所使用的耕作机械包括轮式、履带式和手扶式三种拖拉机,分析了土壤压实对小麦生长以及土壤结构不连续性的影响。试验数据表明,土壤密度、土壤阻力以及土壤水分一般会随拖拉机行走次数增加而增大。同时,文中给出了小麦根系与秸秆间蕴涵的机理关系。试验数据还表明,小麦发芽率在显著性水平P≤0.05时,不同处理组之间无明显差异。但是,2、4、6、8、10、12、18周以及收割时的小麦秸秆高度在显著性水平P≤0.01时,各处理组之间却存在显著差异,其中轮式和手扶式拖拉机处理组高于履带式拖拉机处理组。当显著性水平分别为P≤0.05和 P≤0.01时,不同处理组的小麦根长度和密度间也存在显著差异,其中轮式和手扶式拖拉机处理组同样表现出更好的结果。总之,拖拉机行走会显著影响干物质、谷物产量等小麦生长参数。然而,作物产量不仅受土壤压实的影响,同时很大程度上也取决于天气以及土壤初始压实等因素。     

圆锥齿轮差速器优化设计

以差速器体积最小为目标函数，采用内点惩罚函数法寻求最优值，对其进行优化设计。     

集中式排种系统中分配器的设计及试验研究

根据种子的物料学特性和分配器的设计要求,设计制造了I型分配器,并计算其压强损失.试验结果表明:如果其它条件不变,分配器安装分流圆锥要比不安装分流圆锥时的变异系数低2%左右;由于不能保证分配器内腔斜面的平整光滑和斜度的一致性,导致变异系数偏大.     

滚动轴承的正确使用

正确地使用与维护滚动轴承 ,是减少其损坏与磨损 ,延长使用寿命的重要途径。因此 ,在拖拉机、联合收割机等农业机械的维护修理中 ,一定要正确地拆装轴承 ,搞好轴承润滑 ,并及时对可调式轴承进行间隙调整。1 .滚动轴承的拆装。拆卸轴承时 ,应使用合适的拉力器将轴承拉出 ,不要用手锤、铁棒或铳头等工具乱敲猛打。安装轴承时应根据轴承结构及其尺寸大小以及部件间的配合性质而决定安装方法。其总的原则是 :安装压力应直接加在紧配合的座圈端面上 ,不得通过滚动体间接地传递安装压力。安装轴承一般采取以下方法 :①压入安装。轴承的内座圈与轴…     

基于球面曲线的空间非匀速行星轮系分插机构逆向设计

针对目前非圆锥齿轮行星系分插机构运动轨迹、姿态设计中存在的对机构参数选择和参数对设计目标影响的不确定性问题,提出一种基于球面曲线的空间行星轮系机构逆向设计方法。在利用样条曲线描述光滑、连续、封闭理想平面插秧轨迹的基础上,采用保测地曲率投影方式将平面轨迹映射到给定球面获得目标球面轨迹;由二杆三自由度空间开式机构复演球面轨迹,并根据杆件的空间几何关系建立行星轮系机构的总传动比反求模型;通过在杆件上依附非圆锥齿轮、非圆齿轮,实现基于给定运动要求的各级传动比分配和齿轮节曲线再现;利用Matlab编写反求程序,并在高速水稻宽窄行分插机构的设计中,实现非圆齿轮—非圆锥齿轮行星轮系宽窄行分插机构的参数反求。最后,通过设计并加工机构实物进行台架试验,由高速摄像技术测试并得到了与给定球面轨迹一致的插秧轨迹,验证了方法的可行性,为宽窄行分插机构设计提供了新的方法。     

菝葜属圆锥菝葜组的RAPD分析及系统发育研究初报

利用随机扩增多态DNA(RAPD)分析技术,选取13个10bp长度的随机引物,对菝葜属圆锥菝葜组的6种菝葜及其近缘种进行了DNA多态性研究,对扩增产物用DPS2000可变类平均法进行聚类分析.结果表明:①该组植物DNA的随机引物扩增多态性较丰富,13个引物共得到273个条带,组内种间表现出较近的遗传距离,体现出具有共同祖先的特征;②同种不同个体具有相对一致的条带,也最早聚合,表明RAPD在种内是相对稳定的,具有一定的系统学意义;③海南岛产的材料具有一定的独特性,值得进一步研究;④马达加斯加的菝葜(Smilaxanceps)和外类群薯蓣科的薯蓣、百合科的油点草总是首先聚合在一起,表明了马达加斯加菝葜的独特性,以及在分子水平体现的共同祖征.也说明菝葜的起源可以追溯到地球板块分离以前.在板块分离后,该种菝葜在马达加斯加独立生长,保留了更多与其他近缘单子叶植物的祖先性状,而保留在亚洲大陆的其它菝葜种则不断演化,出现了DNA结构上的分化,表现出与薯蓣、油点草较低的同源率;⑤RAPD在菝葜属的分类上有一定的应用前景.     

基于嵌入式力学传感器的圆锥指数仪设计与试验

为消除在测量过程中因圆锥杆受被测材料摩擦力所产生的测量误差,改进了圆锥指数仪设计,将微型力学传感器嵌入到圆锥杆下端,实现了对土壤和青贮玉米饲料压实度的精确测量.试验结果表明,测量2种土壤压实度过程中,原有圆锥指数测量方法因圆锥杆受摩擦力作用所产生的测量误差可忽略不计.而在青贮玉米饲料压实度测量过程中,2种不同紧实度样本中圆锥杆受摩擦力约占压力传感器测量值32.56％和34.05％,当圆锥头不受阻力时,嵌入式力学传感器测量值为零,而压力传感器测量值约为110 N和280 N,表明原有测量结果存在较大误差.     

基于离散元法的贯入圆锥对沙土颗粒运动特性分析

为了预测土壤颗粒在圆锥指数仪贯入沙土过程中的运动特性,该文通过建立一个三维长方体料床模型用离散元法模拟了圆锥贯入沙土的全过程,讨论了料床指定初始位置上颗粒的运动轨迹,还将料床的位移场按照位移量大小分成4个区,分析了料床的横向、纵向以及合成的位移场,最后给出了不同贯入深度的料床速度场及力链分布规律。研究结果显示:受到圆锥向下贯入和左右壁面阻挡的共同作用,大多数颗粒在圆锥贯入过程中以纵向移动为主,横向上体现为近似线性梯度的受限扩散式移动,尤以锥尖附近的横向位移最明显;颗粒在纵向上均经历了先向下运动再向上运动的过程,在圆锥贯入过程中料床的纵向位移场,作为向上和向下位移区的分界线,一条"衣领"带状区域的颗粒近似静止;越靠近锥尖附近的颗粒接触力和速度越大,且随着贯入深度的增加,锥尖处的接触力增大。该文的研究为土壤圆锥指数实地测量时测量点间距的取值提供理论依据。