面向多机器人的传统苹果园无线通信信号传播特性研究

为解决农业多机器人在传统苹果园行间协同作业时的通信节点最佳部署问题,研究了2.4GHz Wi-Fi信号在传统苹果园（苹果成熟期）中的传播特性。将信号发射、接收节点分别距地面高度0.45、0.55、0.65、0.75m垂直部署,依据多机器人直线型、小间距V形、大间距V形、并排型等4种典型编队方式将节点水平部署,测量通信信号在不同高度条件以及上述4种编队方式下不同距离处的接收强度。研究结果表明,4种编队方式中,以直线型编队方式下的信号衰减最缓慢。因此,传统苹果园中多机器人最佳的编队方式为直线型,节点部署高度最好在果树第一侧枝向下0.2m左右处。对路径损耗数据进行回归分析,发现其在每个无线通信信号节点高度、每种多机器人典型编队方式下均符合对数路径损耗模型,模型的R2在0.860~0.989之间。同时,建立了用于预测2.4GHz Wi-Fi信号在传统苹果园（苹果成熟期）中的路径损耗模型,并同期选择了其他苹果园验证了预测模型的准确性,R2在0.947~0.967之间,RMSE在1.489~2.432dBm之间。模型能较好地预测Wi-Fi信号在传统苹果园中的路径损耗情况,可为农业多机器人在传统苹果园中的通信节点部署提供参考。     

基于工作空间的果园作业平台结构参数优化与试验

为提高果园作业平台的适用性和操作灵活性,根据乔砧密植的纺锤形苹果种植模式确定其目标工作空间,以工作空间尺寸偏差、工作空间体积和平均可操作度描述其可达工作空间性能,分析了平台主要结构参数杆长和关节变量（关节角、连杆偏移）对工作空间性能的影响。建立了以可达工作空间性能和结构紧凑为指标的优化模型,利用遗传算法求解得出最优参数为：杆2和杆4的长度分别为988、879mm,关节1、3的关节角范围分别为[107°,256°]、[-118°,-76°],关节5、6的连杆偏移最大值分别为720、340mm。优化后其可达工作空间尺寸偏差分别减小96.09%、95.60%,体积减小4.69%,平均可操作度增加1.43%。对优化后的果园作业平台进行了实地果园工作空间试验,结果表明：承载质量为65kg、横坡坡度为15°、纵坡坡度为15°时,工作空间尺寸偏差最大,分别为16.2、16.7mm,比原型分别减小93.89%、93.76%。     

灌溉和生草对猕猴桃园土壤质量的影响

为探明灌溉和生草对猕猴桃园土壤质量的影响,于2016—2017年在陕西省眉县猕猴桃园试验地分别布设地面灌溉+除草(Ⅰ)、地面灌溉+自然生草(Ⅱ)、滴灌+除草(Ⅲ)和滴灌+自然生草(Ⅳ)4种处理,对试验地0～50 cm土层的土壤机械组成、物理和化学性质进行了统计分析,并利用土壤质量综合指数对土壤质量进行了评价,结果表明:与其他处理相比,Ⅲ处理使0～30 cm土层土壤容重和砂粒质量分数分别降低了0.02～0.24g·cm~(-3)和0.36%～5.25%,使土壤孔隙度、田间持水量、黏粒质量分数和土壤粒径分形维数分别增大了0.17%～7.17%、0.59%～2.53%、0.99%～7.15%和0.01～0.13;Ⅳ处理在0～30 cm土层中的速效磷和碱解氮与Ⅰ、Ⅱ处理无差异,显著高于Ⅲ处理10.75～109.55 mg·kg~(-1)和20.74～78.91 mg·kg~(-1)(P0.05),可使0～50 cm土层的速效钾、速效磷和碱解氮分别达到猕猴桃施肥标准的丰富、中等及中等水平;与其他处理相比,Ⅳ处理可使0～50 cm土层土壤黏粒质量分数增加了1.21%～2.66%,土壤粉粒质量分数减少了0.81%～1.41%,使土壤分形维数显著增加(P0.05),土壤质量综合指数最大,达0.619。因此,滴灌+自然生草(Ⅳ)的管理方式是猕猴桃园土地可持续性利用的有效措施。     

紫花苜蓿不同种植布局对苹果害虫及其天敌的影响

为探究紫花苜蓿不同种植布局对苹果园害虫及天敌的影响,在山东省沂水市苹果园设置了紫花苜蓿逐行、隔1行和隔2行种植的布局方式,以自然生草区为对照,系统调查了4种生草方式苹果园果树上和生草上害虫及天敌的发生动态。结果表明:害虫的调查总量,紫花苜蓿逐行种植区最少,比隔1行种植区少20.29%,比隔2行种植区少48.53%,比自然生草区少49.91%;苹果树上天敌的调查总量,紫花苜蓿隔1行种植区最多,是逐行种植区的1.13倍、隔2行种植区的1.29倍、自然生草区的1.78倍;生草上天敌的调查总量,紫花苜蓿逐行种植区最多,是隔1行种植区的1.05倍、隔2行种植区的1.19倍、自然生草区的1.66倍;益害比方面,紫花苜蓿逐行种植区和隔1行种植区的益害比明显高于其他生草区。综合防治效果和种植成本,紫花苜蓿隔1行种植的布局方式更合理。     

果园作业升降平台设计与剪叉分析

利用Autodesk Inventor三维软件设计了一款轮式果园作业升降平台,其针对新式果园(即果园)采用矮砧密植种植模式,株行距2m×4m,树高3.5~4m,枝展1.5m左右。此种果园将园艺与农机结合,易于机械化作业的实现。剪叉是升降动作的主体,其稳定性是着重考虑的因素之一,剪叉的静力学性能直接影响安全性,同时剪叉固有频率与工作频率相近会对稳定性有不利影响,因而进行了静力学强度校核与模态分析。结果显示:剪叉臂静力学强度符合要求,剪叉机构的固有频率从19.686~58.965Hz逐渐变大,后期发动机选用时应当参考此结果。     

基于管理者偏好的京郊农场生态景观建设与优化对策

为更好推动农场生态景观建设及相关鼓励政策的制定提供科学依据,对京郊46家果园农场（35家有机果园,11家常规果园）进行调研,以期了解当前经营性农场生态景观现状特征及农场管理者的认知态度、景观偏好和参与生态补偿意愿。结果表明：多数农场建设偏重生产、对景观和生态考虑甚少,景观效果较差;有机农场管理者对生态用地的了解程度显著高于常规农场,但这2类农场的管理者均有通过生态景观建设来获得多种服务的意愿;超过50%的农场管理者偏向于建设花草类生态植被,并倾向于将其建设在农场边界或田块之间以减少占用耕地;90%以上的农场管理者有参与生态补偿的意愿,并希望由政府提供5年以上的资金补贴;农场类型和管理模式影响生态景观建设参与面积的选择,有机农场、企业或合作社经营性农场更能够接受占用超过5%的土地面积建设生态景观。因此,强化农场管理者生态理念和技术培训,以政府作为主要补偿来源提高对花草类生态用地的生态补偿,将有助于推动生态农场生境景观建设和生态系统服务的提升。     

惠州龙眼树上铁皮石斛仿生态栽培技术

该文主要介绍了龙眼树上铁皮石斛的仿生态栽培技术,首先要选择适宜的栽培场地和场地设施,然后进行移栽,并从光照、水分、施肥和病虫害防治方面着重综述了其管理要点,为铁皮石斛大面积的仿生态栽培提供了技术参考.     

国红苹果园土壤中微量元素的周年变化规律及相关性分析

为探明幼龄和成龄国红苹果园不同土层土壤中微量元素的动态变化规律,在河北省农林科学院石家庄果树研究所苹果标本实验园内,分别采集了幼龄和成龄国红苹果园0～20,20～40,40～60 cm土层的土壤样品,通过VISTA-MPX等离子光谱仪对国红苹果土壤中5种微量元素进行了含量测定,采用SPSS软件进行多元统计分析和相关性分析。结果表明,整个生长周期内幼龄和成龄国红苹果园土壤硼元素含量均呈波动性起伏变化的动态规律,而铁、锌元素则无明显变化。典型性相关分析表明,0～20 cm土层锰元素之间、锌元素之间均呈显著正相关,20～40 cm土层锌元素之间、硼元素之间呈显著正相关,40～60 cm土层幼龄和成龄各元素之间无相关性。可为指导果园优质栽培和研究不同栽培措施对改善优化国红苹果园土壤中微量元素含量提供科学的理论依据。     

脚踏式高枝剪的研制及其TRIZ模型分析

高枝剪在果树修剪作业中具有较广的应用范围。为此,针对传统手握式高枝剪切断能力和操作等问题,设计试制了一种脚踏式高枝剪,主要由脚踏机构、传动机构和执行机构组成,依靠人体重力和腿的支撑提供压力,可切断较粗的枝条。通过与传统高枝剪效率和切断能力的对比试验,论证了脚踏式高枝剪具有切断较大直径枝条和适合较长时间连续作业的优点。针对试验中遇到的一些问题,利用TRIZ模型进行分析,探索进一步提升高枝剪性能的途径。     

山地橘园链式循环货运索道设计

为解决山地橘园的果品和农资等轻简化和省力化运送问题,提出了一种链式循环货运索道技术.该索道由驱动装置、起重链索、支架、水平托索机构、转向机构、自动张紧机构、垂直托索机构、组合托索机构和物品挂钩等组成.在广东省龙门县和江西省安远县的山地橘园实地安装此索道,链索实现了上下坡、转弯和直线的循环运行,果农站在地面可随意上载或下卸物品,最高生产率可达6.8t/h,实现了山地橘园物品省力和有效运送的目的.