基于关节力传感器的并联六自由度机构标定方法

提出了一种基于关节力传感器的并联六自由度机构结构参数标定方法.从力学角度出发,通过测量并联六自由度机构各关节驱动力,利用并联六自由度机构自身的运动学和动力学模型构造相应的辨识模型,实现其结构参数的标定.通过标定仿真验证了该方法的实用性和有效性.     

新型具有力感知的柔性果蔬采摘机械手研究

研发了基于设施农业的果蔬采摘机械手,包括具有3个旋转关节自由度的采摘机械臂及具有力反馈功能的三指果蔬采摘末端执行器,并对其控制系统进行了开发。通过采摘模拟试验,验证了其作业性能、采摘效果。试验结果表明:采摘机械手各关节与控制系统配合良好,运行稳定;采摘末端执行器手指控制灵活,传感器响应灵敏,能够实现稳定抓取并不损伤果实,具有推广价值。     

长春市城市化进程中耕地变化分析

为了给有关部门在土地合理利用和耕地保护方面提供有效地决策参考依据,基于统计数据,利用统计分析软件对长春市耕地原始数据进行归类汇总预处理,进而对研究对象作定量分析研究。2002年初至2008年末,长春市耕地总体呈波动增长态势;耕地变化比较活跃,且流入速率约是流出速率的2倍;林地和草地是耕地主要去向,新开荒地是主要来源;从空间分布来看,各市（县）耕地变化存在显著差异。社会经济的发展对耕地变化有重要的影响,地方政策法规是引导土地合理利用的关键因素之一。本研究表明,土地利用变化研究中,充分合理地利用有关统计数据能较精确、有效地反映地方行政单元的土地利用情况。     

新疆生态脆弱性时空演变及驱动力分析

生态脆弱性评价是了解区域生态状况的重要途径,科学评估生态脆弱性等级及变化对区域生态保护与建设,实现区域可持续发展具有重要意义。研究利用SRP模型构建新疆生态脆弱性评价指标体系,结合空间主成分分析方法构建生态脆弱性指数评价模型,分析新疆生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)2000—2018年,新疆生态敏感性整体为中度敏感,呈现东南高西北低,主要受景观破碎度和土壤侵蚀程度影响;生态恢复力受植被覆盖度影响较大,整体呈西北高、东南低,变化幅度小,恢复力较弱;生态压力大致呈南、北部的山区和中部绿洲区、山区高、东南低,主要影响因子是人均GDP、农业依赖度和人口密度。(2)2000—2018年新疆生态脆弱性整体处于中度脆弱到重度脆弱。南、北部植被覆盖度低的地区生态脆弱等级较高,中部高海拔林草丰富地区生态脆弱性等级相对较低;2000—2018年新疆生态脆弱性综合指数呈现先增长后降低趋势。(3)生态脆弱性主要驱动力方面,人为活动因子的农业依赖度、人口密度、土地垦殖率,自然环境因子的生境质量指数、景观破碎度、景观恢复力指数和年均降水量7个指标是新疆2000—2018年生态脆弱性变化的主要单因子;生境质量指数、景观恢复力指数、景观破碎度指数、植被覆盖率的变化与区域人类活动的相互作用是促使新疆生态脆弱性的主要驱动力。     

电动拖拉机双电机耦合驱动系统传动特性研究

针对单电机驱动型式的电动拖拉机难以满足农田作业多工况的问题,提出了一种基于行星齿轮耦合的双电机驱动系统。根据电动拖拉机动力传动系统的结构方案,按多种作业类型对双电机耦合驱动系统的驱动模式进行分析。采用试验数据模型和理论模型相结合的方法,建立电动拖拉机驱动系统关键部件效率模型和整机纵向动力学模型,在此基础上搭建了电动拖拉机控制仿真试验模型。针对不同驱动模式设计了驱动系统综合控制策略,通过仿真试验得到两电机的功率分配规则。在搭建的传动性能试验平台上对双电机耦合驱动系统进行恒定负载试验和牵引性能试验。试验结果表明,两种试验条件下,主、副电机的功率分配比变化范围为1. 07～2. 73,恒定负载试验中,功率分配比为1. 88时系统效率最高,牵引性能试验时,功率分配比为1. 86时系统效率最高。双电机驱动系统能够跟随负载变化按照功率分配规则实现两电机的功率分配,满足作业负载的同时降低了功率损耗。     

混凝土防渗渠道冬季输水运行中冻胀与抗冻胀力验算

为了明确渠道冬季输水时防渗衬砌层结构的抵抗渠床基土冻胀破坏作用的能力,该文理论分析了大气负温下,介入刚性防渗面层对渠基土冻胀的约束,得到作用于坡板上冻胀力的作用形式为法向冻胀力和指向坡顶的切向冻胀力,对被视为底端简支、板内无接缝、受冻胀作用的构件受力进行理论分析,得到冬季输水渠道边坡板的冻胀问题属于非垂直非全周的冻拔问题的结果,并进一步根据力学基本原理研究了刚性面层(衬砌层)承受荷载力的求解方法。依据桩的抗冻拔验算和拉弯构件的强度验算可实现冬季输水渠道抗冻胀力的计算,建立了适用于防渗渠道刚性衬砌结构设计的方法,为冬季输水梯形混凝土防渗抗冻胀渠道衬砌层厚度的准确确定提供了计算方法。     

凉山州山地灾害空间分布特征及人为驱动力分析

基于凉山州1970—2004年间的山地灾害数据,采用GIS空间网格分析等方法,分析凉山州山地灾害的分布特征,进行了危险度评价,并划分了研究区山地灾害危险度等级。结果显示:凉山州山地灾害多沿水系呈带状分布,其中以中部安宁河流域和东北部地区较集中,山地灾害极高频区面积3 080.6 km²,占州总面积比为5.0%,高频区占8.0%,中频区占14.1%,低频区占72.9%。通过山地灾害与人为驱动力（人口、土地利用类型等）的相关性分析,获得其间的响应关系。分析表明:一方面山地灾害危险度与人口密度分布显著正相关,另一方面不合理的土地利用结构也是山地灾害的重要驱动力,特别是旱地（坡耕地）和交通建设用地影响较大。研究结果对人为活动引起的山地灾害防范、县域山地灾害危险度划分和山地灾害风险管理等具有一定的指导意义。     

淮南市农村居民点整理潜力分析

随着淮南市经济快速发展,建设用地需求量也随之逐年增加。在土地后备资源不足、农用地整理潜力受限条件下,充分挖掘农村居民点整理潜力已成为解决用地矛盾重要途径。因此,研究该市农村居民点整理潜力有着非常重要的现实意义,并为新一轮土地利用总体规划提供参考。笔者在分析淮南市农村居民点特点与问题的基础上,采用人均、户均农村居民点标准建设用地标准法和城镇体系规划法对农村居民点理论潜力进行计算,再用层次分析法得到2020年淮南市农村居民点整理潜力为9605.65 hm2。最后从新农村建设、土地后备资源、建设用地需求等因素分析了农村居民点整理的推动力。通过分析得出,淮南市农村居民点整理潜力巨大,在各种推动因素作用下,应尽快有效地对居民点进行整理。     

黑沙蒿直根的材料力学特性研究

以鄂尔多斯采煤塌陷区植物的优势种之一黑沙蒿为研究对象,采用伺服式强力机研究其直根的材料力学特性。结果表明:在1~5mm径级范围内抗拉力、抗折力与根径均呈幂函数正相关,抗拉强度、抗折强度与根径呈幂函数负相关。在拉力和折力分别作用下,直根均表现出弹塑性变形特征,抗拉极限弹性力大于抗折极限弹性力,轴向弹性变形小于径向弹性变形。直根承受径向折力的σ~ε(应力—应变)曲线基本为下凹型,承受轴向拉力时的σ~ε曲线基本为上凸型,对于两种受力形式,极限强度均随根径的增大而减小,极限应变与根径无相关性。1~5mm根径直根的平均抗拉强度(8.32±1.67)MPa大于平均抗折强度(5.39±0.85)MPa,表明黑沙蒿直根抵抗轴向拉力的能力优于抵抗径向折力。     

Pyrosequencing Reveals Significant Changes in Microbial Communities Along the Ecological Succession of Biological Soil Crusts in the Tengger Desert of China

Biological soil crusts (BSCs) have important ecological functions in arid and semiarid lands, but they remain poorly understood in terms of the changes in microbial communities during BSC succession under in situ field conditions. Here, 454 pyrosequencing was used to assess the microbial community composition of four BSC types in the Tengger Desert of China: alga, lichen (cyanolichen and green alga-lichen), and moss crusts, representing early, middle, and final successional stages of BSCs, respectively. The results showed the highest diversity of microbial communities inhabiting lichen crusts, whereas the lowest diversity was observed in moss crusts. Five phyla, Proteobacteria, Actinobacteria, Cyanobacteria, Bacteroidetes, and Acidobacteria, accounted for about 72% to 87% of total prokaryotic sequences in different BSCs. The most abundant eukaryotic microorganism was Ascomycota, accounting for 47% to 93% of the total eukaryotic sequences. Along the succession of BSCs, the abundance of photoautotrophic Cyanobacteria, Chlorophyta, and Bacillariophyta declined, and that of heterotrophic microorganisms such as bacteria and fungi increased. Statistical analysis showed clear divergency of microbial taxa at the class level among the different successional stages of BSCs. The clustering results at class level showed that the moss crusts were the farthest from the rest in prokaryotic composition; the alga crusts were the most different in terms of eukaryotic microorganisms and the two kinds of lichen crusts were relatively closer in both compositions. Ordination analysis showed that the main variations of community structure among BSCs could be explained best by the abundance of Cyanobacteria and Ascomycota and by physiochemical properties of BSCs, including mechanical composition, moisture, and electrical conductivity. In conclusion, our results indicate that Cyanobacteria and Ascomycota likely play an important role in the evolution of BSC structure and functions and highlight the importance of environmental factors in shaping microbial community structures of BSCs in the Tengger Desert of China.