勺链式马铃薯排种器漏播检测与补种系统的设计与试验

针对勺链式马铃薯排种器作业过程中普遍存在的漏种问题,该研究以高性能ATmega16单片机为核心,设计了由定位和测薯模块组成的漏播检测系统以及由固态继电器和电磁铁组成的速动补薯装置。定位模块主要由小磁钢和霍尔传感器构成,当携带小磁钢的种勺到达霍尔传感器所在位置时,系统会立即启动由红外检测电路组成的测薯模块工作,如发生漏播,控制系统将迅速发出补薯指令,速动补薯装置将待补薯种击打至预定位置,从而实现自动补种。试验表明:排种器线速度在0.3至0.8 m/s间变化时,最终漏播率和补种率变化较小,最终漏播率2%,补种成功率在85%以上;设计的马铃薯漏播检测及自动补种系统工作稳定,可以解决勺链式马铃薯排种器作业过程中的漏种问题。     

粪草比对干式厌氧发酵产沼气效果的影响

弄清粪草比对干式厌氧发酵产气效果的影响,对改进干式厌氧工程具有重要意义。该文按A、B、C、D设计了4组试验：A组为单独猪粪,B组为单独稻草,C组为猪粪与稻草质量比2︰1,D组为猪粪与稻草质量比1︰2。试验进行了62 d,反应温度设定为（35±1）℃,各组反应的TS（总固体）浓度均为30%。结果显示,产气曲线出现拐点的时间A组在第48 d,B组在第40 d,C组在第26d,D组在第25 d。C、D两组总产气量分别为15715 mL和13186 mL。而根据A、B两组单独原料产气量推算,C、D两组的产气潜力分别为15168 mL和13838 mL。实际测量值与计算值没有显著差别。调节粪草比可以从原料转化速率方面促进发酵效率,并不能提高原料的产气潜力。因此,粪草比改善的优势可能是改良原料结构和调节原料营养,而不是改善发酵原料的转化潜力。     

用于污泥厌氧消化的温室-太阳能热水器组合增温系统

利用温室-太阳能热水器组合增温工艺提高和保持厌氧消化反应器的消化温度,实现厌氧消化反应器在中温（春、秋、冬季）和高温（夏季）条件下高效稳定运行。以剩余污泥为原料,考察了该组合工艺一年四季的保温效果和污泥厌氧消化产气性能,并对各季节的能源产出和消耗情况进行对比分析。结果表明：与自然环境下的反应器I相比,温室内反应器II的温度在春夏秋三季分别提高了13.0～28.5℃、15.0～26.5℃和10.7～12.2℃,具有良好的增温和保温效果。春夏秋三季污泥厌氧消化的累积产气量分别提高了176.1%、98.8%和109.9%;总固体（TS）和挥发性固体（VS）去除率分别提高了6.8%～27.1%和7.5%～24.1%。通过能源产出和消耗情况分析,发现反应器II在春夏秋三季度的能源转化效率比反应器I提高了21.0%、38.5%和30.3%,冬季的耗能大于产能,但能保证厌氧消化的持续高效运行。     

基于光照无关图的农业机器人视觉导航算法

完成沿作物行的行走作业是农业机器人视觉导航系统的一个基础功能,但是由于田间环境的复杂性,比如阴影的存在和天气的恶劣变化等外界因素的影响使导航参数的提取变得困难。该研究针对农业机器人视觉导航中存在的阴影干扰问题,采用基于光照无关图的方法去除导航图像中的阴影,然后采用增强的最大类间方差法进行图像分割和优化的Hough变换提取作物行中心线,最终通过坐标转换获得导航参数。最后,通过作物行跟踪试验表明,基于光照无关图的阴影去除方法不仅满足了导航实时性的要求,而且使农业机器人在光照变化的情况下导航参数提取的鲁棒性有了更大的提高。     

Interference by Iron in the Determination of Boron by ICP-OES in Mehlich-III Extracts and Total Element Digests of Tropical Forest Soils

Boron detection in soil extracts by inductively-coupled plasma optical-emission spectrometry (ICP-OES) can be influenced by iron interference, particularly in strongly weathered tropical forest soils. Boron concentrations in Mehlich-III extracts of 230 soils under lowland tropical forest in Panama were markedly overestimated at the most sensitive ICP-OES wavelength (249.772 nm) compared to a less sensitive but interference-free wavelength (208.957 nm) due to iron interference. Hot-water extracts contained insufficient iron to interfere in boron detection, but boron quantification in total element digests was affected strongly by iron interference at 249.772 nm. The relationship between boron overestimation and iron was used to correct a database of 300 Mehlich-III extractable boron measurements made at 249.772 nm for soils from a large forest dynamics plot. We recommend that boron measurements in tropical forest soils by ICP-OES should use the less sensitive 208.957 nm wavelength to avoid interference by extracted iron.     

微量元素对餐厨垃圾厌氧发酵的影响实验

针对餐厨垃圾厌氧发酵效率和稳定性较低的问题,采用CSTR反应器在中温（37±1）℃下探究了微量元素Fe、Co、Ni、Se、Mo、W对餐厨垃圾厌氧发酵的影响。结果表明当水力停留时间为40d,有机负荷为3g/(L·d)时,添加微量元素溶液的处理组和未添加微量元素溶液的对照组的平均甲烷日产量分别为7.1、6.7L/d,两者的甲烷体积分数分别为62.7%和61.6%;当有机负荷为4g/(L·d)时,对照组甲烷体积分数下降为19.5%,而处理组稳定在60%左右,且对照组的pH值由7.35下降为5.24,厌氧发酵失败,而处理组的pH值保持在7.2左右,厌氧发酵仍能稳定运行。实验结果表明,微量元素能够在一定程度上提高餐厨垃圾厌氧发酵的产甲烷效率和稳定性。     

取料机械手结构设计以及操作设计

本设备主要于油压机配合使用,用于从油压机内部取出加工完成的工件。为与油压机的动作配合,建立了与油压机的信号通讯,本设备主要由横行运动单元、上下行运动单元、吸盘组件及机架等组成。自动完成取件的全部过程,以压缩空气作为气缸动力的动力源,由气动电磁换向阀控制,结构简单,工作可靠,是一个自动化程度很高的设备,适用于现代自动化生产的要求。     

基于ARM的过滤器控制器的研究

在简介自动清洗过滤器工作原理、控制发展设计需求的基础上,比较分析了国内外成熟应用自动反冲洗控制系统,并找出目前控制系统存在问题,针对存在的问题提出基于ARM7的自动反冲洗控制系统,利用模块化结构、触摸式人机界面和丰富通讯接口,满足不同灌溉规模水处理需求。其相关技术产品研发与应用,能够摆脱过国外滤器厂商对控制器的垄断,将进一步促进我国自动反冲洗过滤器控制和产业化水平。     

蔬菜自动移栽机对置秧盘交替自动取投苗机构研究

针对现有蔬菜自动移栽机茎秆夹持式和钵体顶出式取苗方式的缺点,基于顶出-夹取结合式取苗方式,设计了一种适用于对称布置可弯曲秧盘的交替式取投苗机构。阐述了该机构工作原理、关键点运动轨迹和结构组成。分析了关键因素对秧苗夹持点运动轨迹的影响方式并优选了取值：驱动曲柄转速10r/min,取投苗摇杆长度为 309mm,驱动气缸伸出速度25mm/s,0.8s内完成拔苗,伸出时刻为提前0.4s。该参数组合下秧苗夹持点在拔苗阶段最大横向位移9.6mm,累计横向位移0mm,理论提升高度44mm,满足取投苗作业理论要求。以苗龄45d的辣椒秧苗为作业对象,进行了栽植频率70~120株/(min·行)的取投苗性能试验,试验结果表明,该交替取投苗机构在栽植频率100株/(min·行)时可实现取苗成功率93%,投苗成功率95%,总体成功率88%,满足取投苗作业要求,验证了该取投苗机构的可行性。     

农用智能移动作业平台模型的研制

智能移动作业平台是实施“精细农业”的基础。自动导航控制技术是智能移动作业平台的重要技术之一。为了开展农田智能移动作业平台及其导航控制技术研究,将计算机技术、传感器技术、GPS技术和数据通讯技术等集成与融合,研制了一种以蓄电池为电源,电动机为动力的农用智能移动作业平台模型。在平台模型的基础上,开发了基于GPS和电子罗盘的导航控制系统。详细论述了导航控制系统的工作原理、控制方法。试验结果表明,该平台模型能按预定的路线行走,直线行走偏差在1 m以内,弯道行走偏差在2 m以内。通过对导航误差进行分析,提出了进一步改进的方法。该研究为“精细农业”作业平台研究进行了有益的尝试。