夹持式鲜菱角脱壳机设计与试验

针对鲜菱角手工脱壳率低、菱仁损伤率高等问题,该研究以湖北省浠水县两角菱为对象,设计了一种夹持式鲜菱角脱壳机。对鲜菱角外形尺寸和力学性能参数进行了测量,确定采用夹持板与链条夹持输送、圆形齿刀横切菱角两侧弯角、对辊挤压碾搓脱壳的技术方案。对夹持板、弹性压紧装置、横切刀片和脱壳装置等主要部件结构进行设计和分析,确定了结构和运动参数。运用ANSYS Explicit Dynamics模块对横切过程进行仿真,根据理论分析和仿真结果试制了脱壳样机,开展了横切试验和脱壳试验。横切试验表明,成熟度、输送速度和刀片转速均对切壳率影响显著（P<0.05）,对菱仁损失率影响不显著（P>0.05）。运用Design Expert 12优化得横切装置最优工作参数为：脆熟菱角、输送速度0.1 m/s、刀片转速1 000 r/min,该参数下的平均切壳率为79.41%,平均菱仁损失率为9.82%。采用Box-Benhnken试验设计开展三因素二次回归正交组合试验,优化得到脱壳装置最优工作参数为：脆熟菱角、慢辊转速59r/min,线速比1.5,验证试验的平均脱壳率为66.52%,平均菱仁破损率为12.83...     

制备工艺参数对菌丝体生物质材料性能的影响

为获得菌丝体生物质材料优化性能的最佳工艺参数,该研究以最小缓冲系数和弯曲强度为评定指标,通过3因素3水平正交试验研究了菌种接种量、基质颗粒度和水添加量对平菇菌丝体材料性能的影响。研究结果表明,正交试验9组菌丝体材料中菌丝平均直径最大为1 641 nm,最小为520 nm,前者后者的3.16倍,表明不同工艺参数显著（P<0.05）影响菌丝生长状态。影响菌丝体材料力学性能的最大因素是基质颗粒度,其次是水添加量和接种量。最佳工艺参数为接种量10%、基质颗粒度10 mm和水添加量60%,对应菌丝体材料的最小缓冲系数最低为4.17、弯曲强度最大为417.43 kPa,与发泡聚苯乙烯泡沫的弯曲强度相近。研究结果可为菌丝体材料制备工艺参数与性能的优化提供基础。     

木材纤维与回收聚丙烯的热压复合工艺研究

研究了热压时间、热压温度、聚丙烯和偶联剂加入量等工艺因子对木材纤维和回收聚丙烯复合材料性能的影响。确定了压制密度为0．80g／cm3、10mm厚的木塑复合材料的最佳工艺条件为:热压温度175℃、热压时间8min、塑料加入量40％、偶联剂的加入量4％。在此条件下压制的木塑复合板材,物理力学性能中的内结合强度和吸水厚度膨胀率与中密度板的国家标准相比达到优等水平,静曲强度和弹性模量基本满足中密度板的国家标准要求。     

不同形式补铁补硒对仔猪生长性能、血液生化指标、免疫性能的影响

[目的] 比较母猪和仔猪不同形式的补铁补硒对仔猪生产性能、血液生化指标、免疫性能的影响。[方法] 将32头母猪随机分为8组,每组4头,1~4组基础日粮中添加硫酸亚铁和亚硒酸钠,5~8组基础日粮中添加甘氨酸螯合铁和硒代蛋氨酸。2组和6组母猪所产仔猪于3日龄肌注铁硒合剂;3组和7组仔猪基础日粮中添加硫酸亚铁和亚硒酸钠;4组和8组仔猪基础日粮中添加甘氨酸螯合铁和硒代蛋氨酸;1组和5组仔猪饲喂基础日粮,不接受任何形式的补铁补硒。母猪预产期前30 d开始饲喂试验日粮,仔猪7日龄时开始饲喂试验日粮,试验至仔猪21日龄断奶结束。测定并比较不同组别仔猪生长性能指标、血液生化指标以及免疫性能指标,以及不同组别母猪初乳和常乳中的铁硒含量。[结果] 在仔猪补铁补硒形式相同的条件下,母猪基础日粮中添加甘氨酸螯合铁和硒代蛋氨酸（5~8组）与基础日粮中补充硫酸亚铁和亚硒酸钠（1~4组）相比,能够显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）提高仔猪的初生重、断奶重、断奶存活率、断奶合格率,2日龄和21日龄血浆铁含量、血浆硒含量、血红蛋白含量、血浆转铁蛋白含量、IgA含量、IgG含量、IgM含量,以及母猪初乳和常乳中的铁硒含量;在2种形式的母猪补铁补硒条件下,与不补铁补硒相比,仔猪不同补铁补硒形式（2~4组和6~8组）对其断奶重、断奶存活率、断奶合格率,以及21日龄血浆铁含量、血浆硒含量、血红蛋白含量、血浆转铁蛋白含量、谷胱甘肽过氧化物酶活性、IgA含量、IgG含量、IgM含量均有极显著（P<0.01）的提高作用,并且仔猪基础日粮中添加甘氨酸螯合铁和硒代蛋氨酸的效果优于肌注铁硒合剂和基础日粮中补充硫酸亚铁和亚硒酸钠。[结论] 母猪和仔猪基础日粮中添加甘氨酸螯合铁和硒代蛋氨酸,能有效提升仔猪的生长性能、血液生化指标和免疫性能。     

基于改进MobileNet-V2的田间农作物叶片病害识别

农作物病害是造成粮食产量下降的重要因素,利用智能化手段准确地识别农作物病害有利于病害的及时防治,该研究基于改进的MobileNet-V2识别复杂背景下的农作物病害,对未来覆盖各种作物的智能化病害识别工作具有重要意义。首先创建含有11类病害叶片及4类健康叶片的农作物数据集,采用数据增强操作构造不同的识别场景。其次在原始模型MobileNet-V2的基础上,嵌入轻量型的坐标注意力机制,建立通道注意力与位置信息的依赖关系。然后对网络中不同尺寸的特征图采取上采样融合操作,构建兼具网络高、低层信息的新特征图。此外,采用分组卷积并删除模型中不必要的分类层,减少模型参数量。试验结果表明：改进模型的参数量为2.30 MB,改进模型的识别准确率在背景复杂的农作物叶片病害数据集中达到了92.20%,较改进前提高了2.91个百分点。相比EfficientNet-b0、ResNet-50、ShuffleNet-V2等经典卷积神经网络架构,改进模型不仅达到了更高的识别准确率,还具有更平稳的收敛过程以及更少的参数。该研究改进的模型较好地平衡了模型的复杂度和识别准确率,为深度学习模型移植至田间移动病害检测设备提供了思路。     

双轴旋耕碎土试验台设计与分层耕作试验

针对现有耕作试验台难以满足双轴耕作部件测试的需求、室内测试重塑土难以反映作业现场真实环境的问题,设计了一种集前轴正转抛土、后轴反转碎土功能于一体的双轴旋耕碎土田间移动式试验台,可实现前后刀轴相对位置及转速比的实时调整。阐述了整机工作原理,分析了前后刀轴相对位置的调节范围、碎土刀轴位置调节机构结构参数、旋耕刀轴调速装置的运动参数,计算并选型了碎土刀轴调速系统、功耗测试系统中液压及电气元件。为提高分层耕作质量同时降低作业能耗,以前期研究的双轴起垄机的双轴旋耕碎土关键部件为研究对象,开展了分层旋碎的田间试验,并采用中心组合试验设计方法,以两轴水平间距、垂直间距、碎土刀轴转速为影响因素,以双刀辊作业平均功耗、表层5 cm土层的碎土率为评价指标进行响应曲面分析。利用Design-Expert软件进行数据分析,建立各因素和平均功耗、碎土率之间的回归模型,分析各因素对平均功耗、碎土率的显著性,同时对影响因素进行了综合优化。试验结果表明:各因素对平均功耗影响由大到小依次为水平间距、碎土刀轴转速、垂直间距;各因素对碎土率影响由大到小依次为水平间距、垂直间距、碎土刀轴转速;最优工作参数组合为水平间距为570mm、垂直间距为96mm、碎土刀轴转速为340r/min,对应的平均功耗为17.92 kW、碎土率为91.65%,且各评价指标与其理论优化值的相对误差均小于5%。试验表明,所设计的双轴旋转耕作部件性能测试试验台设计合理,能够满足多因素多水平的测试需求,为双轴旋转型耕作部件的优化设计提供了新的测试手段。     

改进AOA模式的大田农机无人驾驶导航参数检测系统设计

卫星导航、视觉导航和雷达导航的成本昂贵、系统构成复杂和适用作业场景有限,在生产特征呈现区域化、适度小规模和分布零散的国内南方水田难以实现便捷跨区域作业和无法适用多农业场景。针对上述问题,该研究以大田环境下无人驾驶农机的牛耕式往复作业路径模式为背景,提出了改进AOA(信号到达角度,Angle-of-Arrival)模式的农业机械无人驾驶导航参数检测系统。该系统采用UWB(超宽带通信,Ultra Wide Band)基站-标签作为检测传感器,设计了TBZ(田边双基站-车身纵向双标签)和TBH(田边双基站-车身横向双标签)2种传感器布置方式,实现农业机械无人驾驶过程中导航参数的快速精准检测。静态试验结果表明:对于2种传感器布置方式,在固定的基站间距和标签间距下,随着标签间距或基站间距的增大导航参数检测精度均有所提高,横向偏差检测误差≤8 cm,航向偏差趋近于0,但不大于1°,并通过正交组合试验方差分析明确了2种传感器布置方式的关键参数对横向偏差和航向偏差检测精度影响的显著性,确定了主次因素和较优参数组合。动态试验结果表明:随着车速增大,横向偏差和航向偏差的检测精度有所降低,横向偏差误差均不超过10 cm,航向偏差的检测误差均小于3°,变异系数均小于10%,说明动态环境下自主导航参数检测系统仍具有较高的检测精度,可满足农机大田自主导航作业需求。研究结果可为研制低成本、高精度和便捷的无人驾驶系统提供参考。     

基于堆叠沙漏网络的单分蘖水稻植株骨架提取

针对水稻栽培和遗传育种研究中单分蘖性状高通量无损提取的实际需求,该研究提出了一种基于沙漏网络模型的单分蘖水稻关键点预测和骨架提取方法。首先,对原始图像进行批量裁剪、gamma校正和锐化卷积等预处理,获取单色背景下的水稻单分蘖图像数据集;设计水稻单分蘖各器官关键点数据标注策略,构建监督数据集。然后,构建堆叠沙漏网络架构实现叶片数固定和不固定的水稻关键点检测,引入沙漏结构整合图像的多尺度特征,结合中间监督机制整合不同沙漏模块信息。叶片数一致的情况,模型预测准确率最高可达96.48%;叶片数不一致的情况,预测准确率达到82.09%。最后,根据预测关键点及其对应的语义信息连接形成植株骨架,选取茎秆长、叶片长、穗长、叶片-茎秆夹角和茎节点位置5个表型参数对生成骨架模型的实际意义进行评估,其均方根误差依次为5.82 cm、3.09 cm、1.71 cm、3.22°和2.04 cm,证明了该方法能较好地识别水稻单分蘖关键点,为水稻骨架提取提供了一种新思路,有助于加快水稻育种速度。     

不同强度静电场长期处理对3种作物几种光合生理指标的影响

在0.1、0.3和0.5 kV·cm-1不同场强的静电场长期作用下,大豆、黄瓜和油青菜心叶片的叶绿素含量、PSⅡ的潜在活性和原初光能转换效率、叶绿体Mg2 -ATP酶和Ca2 -ATP酶活性以及光合代谢产物可溶性蛋白和可溶性糖含量均有不同程度的提高,表明用静电场长期处理作物能够有效地改善作物的光合性能,促进作物的光合作用与光合产物的积累.不同作物对不同场强静电场的响应有所差异,本试验条件下,对大豆、黄瓜和油青菜心处理效果最好的静电场强度分别为0.1、0.3 和0.5 kV·cm-1.     

滴灌下不同施磷量对夏玉米内源激素及子粒灌浆特征的影响

依托滴灌下不同施磷量的第5年和第6年定位试验(P0：不施磷;P1:60 kg/hm²;P2:120 kg/hm²;P3:180 kg/hm²)对夏玉米形态、生理指标及子粒灌浆参数进行研究。结果表明,不同施磷处理下株高、单株干物重、叶面积指数和叶面积持续期、叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物(POD)活性均无显著差异;叶片酸性磷酸酶(APA)活性表现为P0处理显著高于施磷处理,施磷处理间变化幅度较小;最大灌浆速率和灌浆持续期对子粒灌浆的调控效应较大,各处理的百粒重无显著差异;子粒生长素(IAA)含量和脱落酸(ABA)含量对不施磷肥具有显著反应。