种猪场群体母猪精细饲养管理系统的研究与应用

针对我国养猪业整体水平落后于欧美国家、先进饲养设备和饲养技术应用较少及大部分养猪场采用传统的限位栏模式的现状,提出了群体母猪精细饲养系统,并对系统整体架构和各部分进行了详尽阐述。利用射频识别(RFID)技术、计算机技术、通信技术、智能控制技术等完成系统构建,包括自动上料站和精细饲喂站的搭建,并自行研发了一套用于母猪精细饲养的母猪管理系统软件。     

基于机器视觉的帧种子数识别及其应用

首先,介绍了采用机器视觉的精播排种器性能检测方法;然后,在对获取样本图像进行处理的基础上,完成帧种子数的识别,利用采样频率和排种频率之间的关系,构造了帧种子数、帧型孔数和型孔种子数频数统计模型,计算出排种器性能指标。试验表明,此方法检测误差小,速度快,精度高。     

甘蔗斩种机的设计

甘蔗种植的重要环节是种蔗的选取与切断。为此,根据种蔗的选种与切断质量的要求,设计了一种切断机构,并能保证农艺要求。设计该机构的总体思路如下:根据工作的性能要求初步选取电动机,设计出整个机构各个部件的基本布局,选出合适的动力传递装置;通过计算与校核,设计传动装置中的带轮、传动轴、轴承型号、轴承盖以及工作部件中的圆盘与刀片;最后,将各个零部件进行组装。该机构集中一个地点进行切断种蔗,可装配于预先砍种的甘蔗种植机使用。该机构设计与研制,可减轻甘蔗种植过程中的劳动强度以及生产成本,为争取农时、加快甘蔗生产机械化的发展提供了一个方向。     

基于交叉导流式种箱的稻种流动性及结拱研究

为了研究稻种在交叉导流式种箱中的流动特性及临界结拱状况,避免在播种过程中种箱内种子流断裂,影响对填充区的供种,利用散体力学对种箱出流口的临界结拱间隙距离进行近似推导,借助高清摄像相机对种箱内种子流动特性进行观察分析,并进行临界结拱间隙距离的试验。试验结果表明：在该结构模式下,种箱内种子能够实现整体流动,临界结拱间隙距离试验的结果与公式推导结果相近。在交叉导流式种箱的导种板间隙设计中,对于干燥物料,通过公式推导的结果可以作为参考值,对于湿种则需对公式进行系数修正。     

集排式大豆精量排种器设计与试验

为了简化播种单体结构,提高播种质量,适应大豆窄行密植农艺对播种机的要求,设计了一种集排式大豆精量排种器。阐述了该排种器滑落吸种、碰撞清种工作方式,通过对充种区域的种子进行受力分析,确定了种子吸附时排种器所需气压范围;分析下落种子相对滚筒的速度及其通过吸孔的次数;对多自由度密封结构进行了受力分析,确定了气室铰接的结构参数;应用高速摄像技术,选取合格指数A、重播指数D、漏播指数M为试验指标,气压、作业速度为试验因素进行了双因素重复试验。试验结果表明:当气压为3、4 k Pa,作业速度为4~12 km/h时,合格指数随作业速度增大呈下降趋势;当气压为5、6、7 k Pa,作业速度为4~12 km/h时,合格指数随作业速度增大呈先上升后下降趋势;漏播指数随气压增大呈下降趋势,且随作业速度增大呈上升趋势;当气压为5 k Pa,作业速度为4~12 km/h时,合格指数大于95%,漏播指数小于2%,该排种器能够满足播种要求。     

振动式水稻精密播种装置机理分析与试验

为提高振动式水稻精密播种装置的播种性能,分别对其定量供种机构和振动匀种机构的工作机理进行了分析与试验研究。利用离散元软件EDEM模拟了定量供种机构在有无振动作用下的供种过程。通过对比分析可知种箱振动板周期性的小幅振动可缓解种子的漏斗流动,促进扩散流动,同时使排种轮充填区的种子分布状态更加"蓬松",提高了供种频率,实现了稳定定量供种。通过模拟试验探究振动匀种机构不同种槽板对种子的流速和装置播种性能的影响,优选出V-90°、V-105°、V-120°和U1型4组种槽板,为装置优化试验提供了参考,减少了后续试验次数。分别进行常规稻供种和杂交稻低播量供种试验,得到了种箱振动板振动使排种轮供种频率提高3.64%和5.52%,验证了定量供种机构仿真研究结果具有较高的准确性。进行不同种槽板、播量和气压全因素播种性能试验,得到播种效果最佳的种槽板为V-120°种槽板,在40 g/盘杂交稻低播量播种时使用0.26 MPa气压播种,合格指数为93.91%,空穴指数为0.94%;80 g/盘常规稻播种时使用0.28 MPa气压播种,合格指数为96.10%,空穴指数为0,满足杂交稻和常规稻种子育秧播种的技术要求。     

精量播种机V型凹槽拨轮式导种部件设计与试验

为提高导种投送均匀性与稳定性,满足精量播种作业要求,设计了一种Ⅴ型凹槽拨轮式导种部件,对其滑移导种曲线、Ⅴ型凹槽和柔性拨种轮进行优化分析。依据离散元法建立导种部件-玉米籽粒间作用模型,运用EDEM软件对导种投送环节进行虚拟仿真,分析籽粒在导种管内滑移状态。以勺式玉米排种器为排种载体,结合正交试验设计和虚拟仿真技术进行多因素正交旋转试验,以机具前进速度、排种器工作转速和导种曲线投种点切线倾角为试验因素,合格指数与变异系数为试验指标,采用多目标变量优化方法建立因素与指标间的数学模型,运用Design-Expert 6.0.10软件进行数据处理优化。仿真表明,当前进速度、工作转速和切线倾角分别为7.69 km/h、29.47 r/min和46.10°时,导种均匀性及稳定性最优,其合格指数为92.05%,变异系数为8.00%。在此基础上,利用室内台架开展了高速摄像测定试验、性能对比试验及振动适应试验。试验结果表明,多数籽粒在导种管内以平稳状态滑移,极少数出现不规则碰撞及翻滚;所设计的导种部件对不同类型玉米籽粒适应性良好,且其合格指数与无导种管基本相同,变异系数优于可伸缩塑料导种管、弧形导种管及无导种管,可适用于勺式、指夹式和气吸式玉米排种器;在振动幅度为1~3 mm、振动频率为1~4 Hz工况下,振动幅度及频率对导种部件作业均匀性影响较小。     

国内气力式精密播种器的研究综述

排种器是实现精密播种技术的核心部件,其工作性能的好坏直接影响着播种精度、播种均匀性、种子的出苗率等。归纳了国内有关气力式排种器的吸排种理论研究和结构设计现状,并分析了小颗粒种子排种器研究存在的问题,为提高播种质量,提出对烟草种子播种的有关技术。     

勺链式马铃薯排种器自补种系统设计与试验

针对勺链式马铃薯排种器普遍存在的漏种问题,提出了一种基于电容值精确测量技术的漏种检测方法,设计了电容式漏种检测传感器,以及以PLC为核心的自补种系统,实现了该系统在马铃薯种植机上的应用,并试验研究了该系统的补种性能。试验结果表明：排种速度为0.3~0.7m/s时,原始漏种率为7%~11.3%,排种株距误差率为3.3%~9.1%;经自补种系统补偿后,最终漏种率为1.1%~1.75%,补种株距误差率为7.6%~16.9%;在试验范围内,随排种速度增大,补种成功率变化不大,平均为84.6%。设计的电容式漏种检测传感器检测可靠,自补种系统补偿效果显著,补种株距精度满足马铃薯种植要求。     

气吸圆盘式微型薯排种器设计与试验

针对微型薯等大粒种子不易充种问题,设计了一种可振动供种的气吸圆盘式微型薯排种器。阐述了该排种器的工作原理,通过理论计算与数值模拟,确定了其主要结构参数。为寻求最佳工作参数组合,采用三因素四水平正交试验方法,对排种器进行排种性能试验,结果表明:影响其排种性能的主次因素依次为作业速度、振动频率和吸种负压,较优参数组合为作业速度2.4 km/h、振动频率6.5 Hz、吸种负压6 k Pa,在此条件下排种合格指数为94.2、漏播指数为1.7、重播指数为4.1,满足微型薯的精密播种要求。研究了振动供种机构对微型薯造成的损伤情况:在不同的振动频率下,微型薯的破损率均小于1%,振动供种机构对微型薯的损伤不大。