利用内部信息的农用自动引导行走车的研究(第1报)——日本的研究现状及本研究的方法概述

从介绍农业机器人入手,对自动引导行走系统的研究及在农业领域的应用进行论述,重点说明了农业领域在该研究方面所具有的特殊性。概述了此项研究使用的方法。     

测定直链淀粉含量的三种校准曲线法的比较

本文研究了脂肪,支链淀粉,介质pH和碘试剂浓度等因子对直链淀粉含量测定的影响。结果表明,由于脂肪的影响,使直链淀粉含量的测定值偏低,其影响在碱性介质中比在酸性介质中更为明显;不同脱脂方法的效果亦不同。支链淀粉的存在使测定值偏高,其干扰作用在酸性介质中较明显,而在碱性介质中被抑制。适当增大碱性试剂浓度可以在一定程度上补偿脂肪、介质的pH对直链淀粉含量测定的影响。比较三种校准曲线法的结果表明,标准样品校准法可以克服脂肪、支链淀粉等多种因子的影响,使测定的结果较为一致,具有较好的稳定性和重现性。     

包衣棉种物性参数测定与离散元仿真参数标定

针对目前在EDEM(离散元法)中直接建立的棉种颗粒模型与实际棉种在外形上存在一定差异,且缺乏准确的包衣棉种仿真参数的问题,采用物理试验方法测定‘新陆中67号’棉种的基本物理力学参数,研究包衣对棉种与有机玻璃板间的接触参数(碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数)的影响,基于逆向工程技术建立棉种离散元颗粒模型,运用响应曲面分析法建立包衣棉种种间接触参数与休止角相对误差的二阶回归模型,结合物理试验和仿真试验对仿真参数进行标定,确定包衣棉种种间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数的最优参数组合,并利用棉花精密排种器排种试验对仿真参数进行验证。结果表明:‘新陆中67号’棉种的泊松比为0.27,剪切模量为14 MPa,包衣剂对棉种表面摩擦特性有一定影响,包衣棉种与有机玻璃之间的碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.25、0.49和0.21,包衣棉种种间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.19、0.23和0.13,此最优参数组合下排种仿真试验与台架试验的合格率和漏播率相对误差均小于5%,包衣棉种离散元颗粒模型和仿真参数可用于离散元仿真模拟试验。     

FDS土壤水分传感器的两步标定法

在有机溶液、砂土和基质(泥炭、蛭石、珍珠岩质量比4.5:4.5:1.0)中对基于频域(FD)原理的FDS系列水分传感器进行了测试,并根据实验结果对其阻抗特性、一致性和测量精度进行了分析。传感器的标定工作分2步进行,首先利用有机溶液建立传感器输出电压信号V与介电常数ε的关系,然后通过Topp公式间接得出传感器输出信号与土壤含水率之间的关系。在砂土和基质中的实验结果表明,采用两步标定法标定后,FDS系列传感器测量得到的砂土和基质含水率与烘干法得到的含水率的相关系数分别为0.90和0.95,其输出电压与ML2型传感器输出电压的相关系数>0.99,表明该标定方法能够满足测量精度要求。     

湄潭翠芽自动化做形工艺对比研究

[目的]对比研究"湄潭翠芽"不同做形工艺.[方法]以黔湄601、福鼎大白茶、黔湄809、黔湄419、黔湄502、湄潭苔茶6个茶树品种单芽为试验材料,经统一摊青、杀青后分别进行多用机做形和自动化做形,分析比较这2种做形工艺所得茶样的理化及感官指标.[结果]理化分析及感官审评结果表明,2种处理均能使试验样品达到扁形茶的基本品质特征,试验设计的"湄潭翠芽"自动化做形工艺技术可行.自动做形处理的样品属于半烘炒绿茶的范畴,多用机做形处理的样品属于炒青绿茶范畴.[结论]研究可为优质茶生产加工工艺技术调整提供参考依据.     

Parametric body model generation for garment drape simulation

A parametric body model generation system has been developed. Using various mathematic and geometric algorithms of this system, a three-dimensionally scanned human body can be converted into a resizable body model. Once a parametric body model is formed, its size and shape can be modified instantaneously by providing appropriate anthropometric data. To facilitate the subsequent pattern arrangement process for garment drape simulation, a bounding box generation algorithm has been developed in this study. Also the model can be converted into a set of parametric surfaces that it can also be used for three-dimensional garment pattern design system.     

荸荠离散元仿真参数标定与试验

针对荸荠深加工中机械去皮、切块等技术与装备研发缺乏离散元仿真模型与参数、难以通过仿真指导装置设计与优化的问题,该研究开展了荸荠的离散元参数标定与试验研究。借助三维扫描逆向建模技术获得荸荠轮廓,通过物理试验测得其本征参数和基本接触参数,通过质构仪测得刀片对荸荠的最大剪切力为67.2 N。应用Hertz-Mindlin with bonding模型对荸荠进行建模,以最大剪切力为评价指标,对粘结参数进行虚拟标定试验,采用二水平析因试验和最陡爬坡试验筛选显著性因素,通过响应面法设计试验和优化求解,并进行仿真验证。结果显示,仿真值和实测最大剪切力相对误差为0.89%。进行不同刀片的剪切试验,结果表明,仿真值与实测最大剪切力相对误差不高于7.41%。研究结果表明,该研究所建荸荠模型与参数标定结果可用于离散元仿真研究,对荸荠去皮、切块加工装置设计具有指导意义。     

多层鸡笼全自动收蛋装置设计与试验

针对养鸡场鸡蛋拾取强度大、效率低、破损率高和成本高等问题,结合目前我国相关装置的全自动化和机械化程度相对较低的现状,设计研发了一种针对多层式鸡笼的全自动收蛋装置,可实现多层式鸡笼鸡蛋采集、转移和装盒的全自动化。阐述了自动收蛋机的设计思路、整体结构和各部分的工作原理,对蛋槽输出门装置和阶梯式鸡蛋降落装置等关键结构进行试验;利用UG软件建模分析自动收蛋机整体结构尺寸的合理性;通过制作样机进行多指标正交试验。试验结果确定该机关键装置最佳设计参数为小车车速9 cm/s、升降门间距15 cm、阶梯式降落装置水平夹角60°。在最佳设计参数下,多层鸡笼的全自动收蛋一体化装置的收蛋效率2 250个/h,鸡蛋无破损率99.7%,相较于人工拾取鸡蛋效率提高50%。      

Comparison of near infrared reflectance spectroscopy calibration strategies for the botanical composition of grass‐clover mixtures

Predicting species composition in mixed swards by near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) can save labour in grassland research, provided equations are available. This study compares calibration strategies to predict species composition in swards with tall fescue (Festuca arundinacea), perennial ryegrass (Lolium perenne) and white clover (Trifolium repens). The compared calibration strategies were based on either real or artificial samples. Real samples are samples taken from multispecies swards; the species composition is known by hand separating; after separating, the original samples are recomposed. Artificial samples are samples obtained by mixing single species grown in pure stands in known proportions. The performance of the equation based on real samples was significantly better than the performance of the equation based on artificial samples. We hypothesized that the weak performance of the equation based on artificial samples was due to a lack of environmental variation in the spectra of the artificial samples. The hypothesis was supported by the good performance of a novel calibration strategy based on the spectra of the artificial samples with added variation. According to the obtained results, a calibration strategy based on few but diverse calibration samples is discussed.     

新型地埋式喷灌系统建设研究

地埋式自动伸缩喷灌设备作为一种新型高效节水灌溉设备具有较为显著的优势。以宁夏旱作节水高效农业科技园区内建设的地埋式自动伸缩喷灌苜蓿种植示范区为例,从现场勘测、施工方案设计、现场放线与土方开挖、管道铺设安装、压力测试、喷头安装与管沟回填、检查井与泄水井建设、首部过滤系统安装、水源动力系统建设等方面总结归纳了该系统的施工技术及其注意事项,为现有喷灌系统新建与改建及田间高效节水灌溉工程的建设提供指导。