可靠性在农业机械中的应用

从农业的精细化和可持续性发展角度,要求农业机械应具有节能、环保、可靠、经济等特性。以精密播种机为例,研究了农业机械中的可靠性问题。通过对精密播种机作业分析,提出了排种器的耐磨性可靠度计算的干涉模型和重要零部件的疲劳累积损伤理论,并从经济性的角度考虑可靠性的优化问题,指出提高农业机械可靠性的主要措施。     

玉米纸筒秧苗移栽机的研究

玉米纸筒秧苗移栽是一项有别于传统直播的新型栽培技术,采用人工大棚内纸筒育苗、适龄秧苗移栽的方式有效提高玉米生产期,彻底解决春季干旱、病虫害对玉米产量和品质的影响,增产增收效果明显。玉米纸筒育苗移栽机克服人工移栽劳动强度大、移栽效率低和作业质量不标准的显著缺点,为玉米标准化、机械化、自动化提供机具载体保证。该机设计了具有自动给苗、剔苗、补苗功能的上秧摆苗机器人系统,可实现纸筒秧苗的自动抓取分离及码放,秧册自动进给,自动剔除无苗、弱苗纸筒及加速补苗等功能,整机采用全液压驱动系统及以PLC为核心的自动控制系统。该机将自动取秧、数字识别无苗纸筒并自动剔除,有苗纸筒带式水平输送和垂直接力输送、垄上破茬开沟、零速投苗栽植、垄型整理、滤水覆土等作业有机地整合在单台移栽机上一次完成,大大提高了作业效率,实现玉米纸筒秧苗移栽作业的标准化、机械化和自动化。     

水稻收获打捆一体机压缩装置设计与试验

为了解决水稻秸秆回收难题,防止秸秆焚烧污染环境,设计了水稻收获打捆一体机。本文针对压缩机构选择依据不足,对一体机压缩机构进行参数设计,应用ADAMS虚拟样机确定压缩机构参数与驱动转矩的影响关系,为小方捆压缩机构设计选择奠定基础。对新压缩机构设计田间试验,设计三因素五水平正交旋转试验,得到回归方程与影响草捆密度的主次因素,应用Mat Lab软件计算打捆最优参数组合为:草捆长度为650mm、喂入量为2.5kg/s、出口高度为240mm,最优值为155kg/m^3。在该参数下进行田间验证试验,草捆密度为150~160kg/m^3,满足使用要求。     

基于机器视觉的玉米种粒破损识别方法研究

针对玉米种粒在收获、脱粒、贮藏时因各种因素造成损伤和人工选种耗时耗力的问题,提出了一种基于机器视觉的玉米种粒破损检测方法。首先,利用图像获取装置得到单粒玉米种粒图像,通过差影法确定图像噪声种类,采用中值滤波方法对图像进行降噪;其次,标记图像边界,运用灰度阈值法完成玉米种粒图像分割。根据玉米种粒的形态特征分别提取玉米种粒的周长、面积、周长面积比、长轴长、短轴长、长宽比6个几何特征和矩形度、圆形度、紧凑度、7个Hu不变矩10个形状特征,共16个特征。完整玉米种粒和破损玉米种粒图像各50幅作为训练样本,将提取的16个特征分量作为输入量,对支持向量机(Support Vector Machine,SVM)进行训练,输出量为1、0,分别代表"合格""不合格",训练完成后获得玉米种粒的SVM识别模型;另取完整的玉米种粒和破损的玉米种粒图像各50幅作为测试样本,对训练好的SVM模型进行测试。结果表明:该检测方法对玉米种粒破损识别准确率达95%以上,识别100幅玉米种粒图像的时间为1.27s。研究结果为玉米种粒的实时破损检测提供了参考。     

开沟播种施肥综合作业机设计

农业联合作业技术是在农业生产中将多种机具、多道工序在1台机具上得以实现的农业作业技术,是现代化农业的发展之路,是减少资源浪费和降低成本的重要方式。联合作业机具有效率高、作业成本低、农机利用率高和节约能源等多种优点,目前国内使用的联合作业机主要适用于我国北方旱作耕地,适用南方的机型较少。为此,本文给出了旋耕灭茬施肥播种联合作业机的设计方案,可适合于小麦和油菜的施肥播种。     

圆盘式开沟机抛土性能的研究

近年来,新疆的果园开沟装备较过去人工开沟得到了跨越式发展,一个完备的技术体系正在逐步建立,但受功耗高、效率低、回流多等因素制约,果园开沟装备在稳定性方面仍存在许多不足,严重影响开沟性能。为此,有必要对适用于新疆矮、密种植模式的果园圆盘式开沟技术进行一个系统总结与分析,为后续开沟的技术装备研发指明方向。为此,分析了国内外旋耕机对抛撒轨迹的研究现状,总结了目前已有的正转旋耕模型和反转旋耕模型两种旋耕模型研究现状,分析了基于MatLab、Simulink、高速摄像机、高速数字图像采集和图像处理等技术对盘式开沟机开沟刀具运动、土块单元运动情况,并探究了影响圆盘式开沟机抛洒轨迹的的主要因素,展望了未来果园圆盘式开沟技术装备发展方向。     

基于支持向量机方法的土壤水分特征曲线预测模型

在山西省黄土高原区进行野外试验获取土壤样品,经室内试验测定,最终获得土壤样品的水分特征曲线以及理化参数,建立了基于支持向量机的Van-Genuchten预测模型。研究与分析的结果:输入变量选用了5个土壤基本理化参数(土壤黏粒、粉粒、密度、有机质和全盐量),输出变量为Van-Genuchten模型的参数α、n,对土壤水分特征曲线Van-Genuchten模型的参数进行预测并取得良好的结果。所建立的支持向量机预测模型下,Van-Genuchten模型参数α、n的预测值与检验值的平均相对误差都小于4%,建模与检验样本都具有较高的精确度。研究成果有助于丰富黄土地区的土壤水分特征曲线理论研究。     

邵东县双季晚稻机插秧最佳施肥量试验初报

通过在邵东县魏家桥镇侯家村开展双季晚稻田间"3415"肥效试验,得出每亩最佳施肥 量为氮肥施8.31kg,磷肥3.11 kg,钾肥3.87 kg。N、P、K 比例为1:0.37:0.47。     

山西省绿化树种选择决策支持系统初探

笔者利用计算机智能决策技术,以《城市绿地分类标准》为基础,树种的生长适应性、抗旱性、土壤适应性和耐盐碱性为指标,利用层次分析法和加权指数法对树种进行生态适应性综合评价。最终提出了防护调节功能型树种、观赏文化功能型树种和生产供给功能型树种的决策系统构建原则。     

基于机器学习的高光谱湿地植被分类研究

为实现湿地植被的精细分类和高精度制图,为湿地管理部门提供准确的决策依据,以美国加州萨克拉门托—圣华金水域的典型湿地植被为研究对象,以高光谱影像为数据源,结合野外GPS采样点,对典型湿地植被的光谱反射率作一阶导数和二阶导数处理,基于均值置信区间原理筛选特征波段,基于单因素分析法筛选能够明显区分植被类型的植被指数。联合特征波段和植被指数构建特征集,利用机器学习C5.0决策树生成知识规则并提取湿地植被信息。结果表明,基于机器学习C5.0决策树的湿地植被提取总体精度为80.09%,Kappa系数为0.792,与最大似然法比较,总体精度提升10.79%,Kappa系数提升0.105,说明基于机器学习的C5.0决策树法能够实现植被的精细分类,方法切实可行。