2013, 44(Supp2):7-11. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.002
摘要:为了实时监测联合收获机田间作业时的籽粒清选损失,提高整机作业性能,设计了一种联合收获机清选损失监测装置,主要由清选损失监测传感器、信号调理电路以及二次仪表构成。室内试验和田间试验结果表明,研制的联合收获机清选损失监测装置工作性能良好,当联合收获机前进速度为0.8 m/s左右时,籽粒清选损失监测装置的监测误差为3.57%;田间作业过程中,二次仪表可以实时提供当前清选损失率,并通过指示灯和报警器告知联合收获机操作人员当前清选损失情况。
2013, 44(Supp2):12-16. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.003
摘要:为了获得平面振动筛分装置气流场分布规律和优化参数,运用CFD软件Fluent对风机倾角、风机转速、鱼鳞筛夹角3个参数变化时的气流场进行了数值计算和优化,在此基础上应用Fluent进行了正交仿真试验。根据试验结果,分析了这3个参数对气流场的影响规律,并对气流场进行了优化。优化结果表明:风机倾角对气流清选影响较大,对4L〖CD*2〗1.0型全喂入收获机的筛分装置而言,风机转速为700 r/min,离心风机倾角为25°,鱼鳞筛夹角为20°时,有利于谷粒与瘪谷的有效分离。
2013, 44(Supp2):17-21. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.004
摘要:针对谷物联合收获机现有D2机型切轴流脱分系统产生的高含杂清选物和清选风扇存在的问题,从清选系统角度论述该类联合收获机双风道人字变斜式叶轮横流风扇特殊结构性能,包括人字变斜式叶轮设计,蜗壳分离风道和清选风道特殊几何形状和布局。台架试验表明,孔口自由射流等外特性及其调控满足预清选和风筛清选流场分布要求。经与J4机型匹配田间麦收性能测试,在相关标准规定的收获作业条件下,统计结果平均指标:喂入量为4.81kg/s,清选喂入量为2.65kg/s,清选损失率为0.17%,籽粒含杂率为0.65%。复脱抛扔器工作正常。
2013, 44(Supp2):27-31. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.006
摘要:玉米收获机割台工作部件结构及运动参数对玉米收获机工作性能有显著影响。通过试验研究了拉茎辊空转功率与工作功率的关系以及拉茎辊转速、摘穗板间隙对断茎率、果穗损失率、损伤率的影响。结果显示:拉茎辊纯摘穗功率远小于拉茎辊空转所消耗功率;果穗损伤率、果穗损失率随拉茎辊转速升高而减小,拉茎辊、传动轴高速工作时,较大的摘穗板间隙使果穗损伤率、损失率较低;断茎率、断穗率随拉茎辊转速升高而降低;较大的摘穗板间隙使断穗率减小、断茎率较大。
蒋韬 , 侯加林 , 李天华 , 邵园园 , 王震 , 刘林
2013, 44(Supp2):32-36. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.007
摘要:为了研究影响玉米茎秆切割力和切割功耗的诸因素,设计了田间玉米茎秆往复切割试验台。该试验台可以更换不同形状刀片,切割速度0~2.5m/s可调,削切角0°~35°可调。通过试验得出的切割力随时间变化曲线求出切割功耗,并分析切割刀片形状、刀片开口角度、切割速度及削切角对切割力和切割功耗的影响。试验结果表明:该试验台数据采集误差不超过1.12%,最大切割力和切割功耗随着切割速度和切割角的增大而减小,锯齿刀的切割力比光滑刀的切割力小,削切角在20°左右时较其他角度的切割力小。
2013, 44(Supp2):37-40. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.008
摘要:以切茬高度、切茬线速度和作业速度为因素,切茬装置切割玉米根茬的切断效果为指标,进行了三因素三水平正交试验,并用SPSS进行试验数据分析。结果表明切茬装置切割玉米根茬的切割率在给定因素水平上的较优组合是:切茬高度15mm, 切茬线速度12.385m/s, 前进速度0.8m/s。对切茬高度做了单因素试验,用Origin进行数据拟合并绘图,计算显示在固定切茬线速度为12.385m/s、 前进速度为0.8m/s下,完成切茬作业的切茬高度最高值为22mm。
2013, 44(Supp2):41-46. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.009
摘要:为有效提高油菜脱粒分离效率和降低损失率,设计了一种组合式油菜脱粒装置。应用运动学分析方法和高速摄像技术对物料在伸缩拨齿作用下进入到纵向轴流脱粒滚筒喂入口的迁移轨迹进行了分析和高速摄像观察,利用ADAMS软件对秸秆在纵向轴流脱粒滚筒中的运动特征进行了仿真分析。结果表明,轴流脱粒滚筒安装角度为20°和伸缩拨齿初始相位角0°条件下,可以实现物料的流畅迁移;物料在轴流脱粒滚筒中沿壳体内壁作圆周螺旋运动,钉齿与物料的撞击主要作用在圆周平面内。
2013, 44(Supp2):47-51. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.010
摘要:利用自行研制的纵轴流脱离试验台及切纵轴流联合收获机,对钉齿、钉齿-短纹杆组合、短纹杆、长纹杆4种不同脱粒元件进行了油菜脱离性能对比试验。试验结果表明,短纹杆脱粒元件对应的脱前损失率为4.58%,筛下脱出率为95.38%,其综合脱离性能较优,能有效地减轻清选负荷。
周浩 , 师清翔 , 耿令新 , 马萌 , 袁华杰 , 李宇航
2013, 44(Supp2):52-56,31. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.011
摘要:利用小麦扶持脱粒装置试验台,以脱粒损失率为指标进行了滚筒转速、板齿倾角单因素试验,初步确定了脱粒滚筒转速和板齿倾角。在此基础上,以脱粒损失率和含杂率为指标,进行了滚筒转速、筛孔尺寸和脱粒间隙三因素正交试验和滚筒转速、脱粒间隙两因素回归试验,优化确定了该扶持脱粒装置的最佳参数组合。当筛孔尺寸为14 mm、板齿倾角为0°、脱粒间隙为18.5 mm、滚筒转速为927 r/min、滚筒长度为700 mm时,脱粒损失率和含杂率分别为2.71%和19.20%。
2013, 44(Supp2):57-61. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.012
摘要:为寻求梳齿式采棉机采收台结构与工作参数的最优组合,对其进行了参数优化试验。采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,以行走速度、梳齿间距、梳齿振动频率为影响因素,以采净率、撞落棉率为目标函数,对影响该机采收性能的结构与工作参数进行优化试验研究。结果表明:当行走速度为0.45 m/s、梳齿间距(轴线距离)为51 mm、梳齿振动频率为2.65 Hz时,采净率为96.5%,撞落棉率为2.8%。
2013, 44(Supp2):62-67. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.013
摘要:针对棉花打顶的农艺要求及现有打顶机存在仿形效果不理想等问题,设计了一种垂直升降式单体仿形棉花打顶机并论述了其结构和工作原理。采用中心组合优化试验法对影响该机仿形效果与打顶质量的因素进行优化试验研究,建立了相关系数与行走速度、仿形板与切割器距离、液压泵流量间的二次回归模型。对模型响应曲面分析寻优,得到最佳结构及作业参数。结果表明:当行走速度为0.86 m/s、仿形板与切割器距离为0.543 m、液压泵流量为4.69 L/min时,相关系数为0.961,仿形效果与打顶质量最佳。经田间试验证明该优化方案可行,为垂直升降式单体仿形棉花打顶机设计提供理论依据。
2013, 44(Supp2):68-74,51. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.014
摘要:设计了一种L型输送清选分离机构,应用动力学仿真软件ADAMS建立了虚拟样机模型,通过对单果荚-筛面、多果荚-筛面及果荚群-筛面的接触碰撞分析,得出影响筛面的平均撞击载荷,并在此基础上分析了碰撞后花生的运动规律。仿真及试验结果表明,L型输送清选分离机构在给定条件下可较好地完成输送清选分离作业。
2013, 44(Supp2):80-85. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.016
摘要:将切割器简化成铅垂悬臂转子-支承系统,将斜裂纹设置在轴与盘身连接处附近,考虑裂纹与切割力2种非线性因素建立了该系统的3自由度动力学方程。基于该模型,选用开斜裂纹刚度计算模型,对含斜裂纹的甘蔗切割器动力特性进行数值计算与分析。结果表明,系统在含裂纹与无裂纹时相比刀盘轴心轨迹及其频率成分有显著不同;刀盘轴转速为800 r/min时,随裂纹深度增加,轴心轨迹形状变化较大,对应的进动幅值呈递增趋势。
2013, 44(Supp2):86-90,95. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.017
摘要:针对牧草干法收获工艺所存在的牧草干物质损失大和营养成分保持率低的问题,进行了原理剖析和配套装备设计,提出牧草湿法收获工艺。阐述了牧草湿法收获工艺的技术原理、工艺路线、关键装备,进行了牧草干法收获与湿法收获对比试验,试验结果表明了牧草湿法收获工艺的先进性。
2013, 44(Supp2):91-95. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.018
摘要:设计了9HS-170型黄贮饲料收获机,阐述了该机的总体结构及工作原理,并对滚刀装置和抛送装置核心部件进行分析。通过对滚刀装置的理论分析得出动刀片工作圆弧段上任一点的运动轨迹均为余摆线,根据玉米秸秆的力学特性,其正常工作时动刀线速度为38.6 m/s,配合定刀完全可以对玉米秸秆进行切断粉碎,适合牲畜的咀嚼长度。应用Fluent软件对抛送装置内的气流场进行数值模拟与分析,得出叶片末端附近速度一般在35.7~42.8 m/s,抛送筒中存在二次流,抛送装置设计合理、性能良好。对整机进行了田间试验,试验结果表明,9HS-170型黄贮饲料收获机安全性能和操作性能良好,在地表较平坦的情况下该机平均生产率为0.7 hm2/h,割台损失率为2.8%,割茬高度为87 mm,轴承温升为7℃,均达到行业标准要求。
2013, 44(Supp2):96-101. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.019
摘要:针对禾本科牧草种子单位产量和种草比低,种子成熟后植株茎叶含水率较高,不适宜全喂入收获的特点,提出了割前脱粒收获原理,完成了采集器、刷辊等主要工作部件以及整机的结构设计和参数选择。试验结果表明:工作速度为9.0~9.7 km/h,收获披碱草、老芒麦和羊草的收获能力分别为2.8 hm2/h、2.8 hm2/h、2.6 hm2/h,梳刷损失率分别为1.41%~1.43%、1.33%~1.51%、1.54%~1.70%,收获披碱草的单位面积耗油量为24.6~25.6 L/hm2,收获机进口风速、泄风风速和排风风速分别为19.0 m/s、14.9 m/s、3.9 m/s。
刘志刚 , 王德成 , 翟改霞 , 刘贵林 , 张宁 , 郝兴玉
2013, 44(Supp2):102-106. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.020
摘要:针对旋转式切割器切割低龄小径级柠条时存在的茬口质量差、漏割率高、缠绕等难以适应柔弹性茎杆的问题,设计了一种利用无急回特性双曲柄摇杆机构带动两组刀片相向切割的往复式双动刀灌木收割机;分析了其割刀位移、速度、加速度与曲柄转角的关系,并对双动刀切割速比进行了分析与试验。结果表明:在机具前进速度m为1.0 m/s、切割速比λq为1.6时收割2年生柠条效果最佳,其茬高不合格率为2.3%,破茬率为3.3%,漏割率为2.3%,重割率为2.7%,生产率为0.38 hm2/h。
张凯鑫 , 张衍林 , 周波 , 袁巧霞 , 卢根 , 赵亮
2013, 44(Supp2):111-116. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.022
摘要:通过搭建的游动正压力夹紧和双自由度相向扭矩施加方式的试验台进行了单轨道橡胶辊驱动装置驱动性能的试验研究,得出了压缩量、摩擦力与正压力的关系曲线。为了进一步分析橡胶辊变形对摩擦力的影响,利用非线性有限元方法中Mooney-Rivlin模型和增广拉格朗日接触算法进行数值计算,得到了附着面积和压缩量与正压力的关系及接触应力分布、摩擦应力分布和接触状态分布;通过对比,发现仿真正压力与压缩量的关系和实验结果吻合,从而进一步证明了正压力与摩擦力的驱动性能关系的正确性。结果表明,当正压力为2 750 N时,单边最大静摩擦力1 167 N,宏观摩擦因数0.85,附着面积1 909 mm2,压缩量4.6 mm,达到了果园运输作业的静态技术要求,为单轨道新型非线性橡胶辊的设计提供了理论基础。
柳珊 , 吴树彪 , 张万钦 , 庞昌乐 , 邓宇 , 董仁杰
2013, 44(Supp2):124-129,142. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.024
摘要:为研究真菌预处理秸秆的发酵产甲烷特性,采用白腐真菌固态发酵对玉米秸秆进行预处理,考察生物预处理对干黄和青贮玉米秸秆生物降解性及其厌氧发酵产甲烷性能的影响。真菌预处理15 d的干黄玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素降解率为38.3%、42.2%和39.1%,青贮玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素降解率分别为9.9%、23.2%和15.2%,且预处理的青贮和干黄玉米秸秆酶水解还原糖产量分别为195.8 mg/g和67.7 mg/g,表明预处理过程中干黄玉米秸秆的组分降解较多,预处理后保留在青贮玉米秸秆中可利用组分多于干黄玉米秸秆。后续厌氧发酵实验结果表明预处理青贮玉米秸秆发酵21 d的VS产甲烷量为215.5 mL/g, 相对于未处理青贮玉米秸秆提高29.2%,且占60 d总产甲烷量的73.1%,而预处理干黄玉米秸秆产气量未提高;由此可见,通过白腐真菌预处理可以提高青贮玉米秸秆的生物降解性,进一步促进秸秆生物质转化为甲烷。
2013, 44(Supp2):130-135. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.025
摘要:为提高蘑菇栽培废料菇渣的利用效率,以菇渣为发酵原料,进行了总固体质量分数(TS)为7%的湿式发酵和TS范围为16.5%~23.6%的干式发酵的厌氧消化实验。结果表明:湿发酵中当菇渣与菇脚质量比例为1∶0和2∶1时产气效果最佳,产气率分别为301.25 mL/g和300.60 mL/g;在35℃的中温干发酵中当接种率低于30%,TS高于19.1%时,反应不能正常启动;在TS为19.1%条件下,当采取55℃高温发酵时可实现顺利启动,产气率最高,为328.90 mL/g,45℃时产气率为112.40 mL/g。实验结果说明菇渣具有高产气潜力,干发酵时55℃高温发酵可避免启动酸化,且产气效率优于湿发酵。
2013, 44(Supp2):136-142. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.026
摘要:为探讨木质纤维素原料的厌氧发酵产沼气特性,选取玉米秸、稻秸、棉秸、油菜秸、中药渣、甘蔗渣和造纸渣等典型木质纤维素原料,研究了堆沤时间、初始pH值和接种率对其产沼气特性的影响,并且比较了多种原料在中温(35±2)℃和高温(53±2)℃条件下的产气特性。结果表明,棉秸、甘蔗渣不经堆沤无法启动发酵,堆沤时间为7 d时产气率最高;油菜秸不经堆沤即可启动,且产气率最高。各原料中,中温时稻秸产气能力最大(352.56 mL/g),且高温时产气率仅增加20.92%,因此可选取中温发酵模式;高温时青玉米秸产气能力最高(480.00 mL/g),高温时产气率提高了82.49%,适于采取高温发酵。中药渣和造纸渣在高温时产气率提升幅度显著。
杜静 , 朱德文 , 钱玉婷 , 陈永生 , 陈广银 , 常志州
2013, 44(Supp2):143-148. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.027
摘要:为了获得有利于提高干发酵产气效率的工程调控措施,以水稻秸秆和新鲜牛粪为原料,采用柔性顶膜车库式干发酵装置,在常温(环境温度22~36℃)和发酵干物质质量分数16%条件下,研究导气管与渗滤液回流方式对沼气干发酵产气效果的影响。结果表明,通过在库内铺设垂向、横向导气管以及采用渗滤液回流调控措施,有助于提高发酵物料的产气效率,整个发酵周期(86 d)试验库平均容积产气率达0.36 m3/(m3·d)(原料产气率达155 m3/t(以TS计,下同)),明显高于对照库(0.28 m3/(m3·d),原料产气率120 m3/t);从发酵物料被淋洗的效果看,消化液每天回流方式比产气量下降后回流的方式好,并且建议对喷淋装置的等流量分配问题、回流泵选型与回流管布局及规格的匹配问题作进一步深入研究。
季方 , 郝睿 , 刘颖 , 李道义 , 周宇光 , 董仁杰
2013, 44(Supp2):149-154. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.028
摘要:为了得到具有高生物量累积特性的微藻及其最优培养条件,从自然水样中分离筛选出一株生物量较高的微藻属,经18s rRNA及ITS1鉴定为链带藻属(Desmodesmus sp.),命名为EJ12-3。通过单因素试验及响应面分析对其培养条件进行优化,得到最大生物量累积的条件为:温度28℃,光照强度131 μmol/(m2·s),光周期15∶9 (光暗时间比),pH值为6,在此条件下,其培养14 d后的生物量累积可达(0.648±0.015) g/L。并得到这些环境因素对链带藻EJ12-3生长的交互影响,得到二次方程模型,该模型的拟合较好(R2为0.950),有一定的应用价值。
2013, 44(Supp2):155-160. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.029
摘要:以液氮充注气调保鲜运输车为设计平台,开发了以ARM11系列S3C6410微处理器为核心的控制系统。该系统基于Linux操作系统,使用C语言和Qt界面语言编程,采集厢体内温度、相对湿度、氧气体积分数等保鲜参数,并控制制冷、加湿、气调、换气等执行设备工作。控制系统采用变风量通风系统,建立了果蔬参数数据库,并将运行过程中采集到的数据存储在NAND Flash中,实现了运输车厢环境信息的可追溯。试验表明:该系统能够准确地采集到车厢内各保鲜参数的变化,并能根据处理结果实时、精准的控制相应的执行机构。
2013, 44(Supp2):161-166. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.030
摘要:为了使给袋式包装机能够精准、平稳、快速地实现取袋、送袋功能,通过建立取袋机构数学模型,对其末端执行器进行了运动分析,得出了末端执行器的位移、速度、加速度解析式,基于计算结果,总结出了其运动规律和存在的缺陷,进而对其运动规律进行了改进,利用Matlab得到取袋机构的运动学曲线图,并对改进前、后的结果进行了对比。对比结果表明:改进后的位移、速度、加速度曲线均得到了改善,使取袋机构具有良好的运动特性,达到了预期的目标。
刘霞 , 徐立男 , 陈圆圆 , 张轶斌 , 王伟 , 李喜宏
2013, 44(Supp2):167-171. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.031
摘要:探讨了短波紫外线(UV-C)对储藏期大米的陈化调控效应,特别是脂肪酸氧化和微生物污染的效应。使用UV-C以4 W/m2照射强度分别照射大米0、10、30和60 min后进行曝光和不曝光处理,0 min处理为对照,研究脂肪酸氧化调控关键酶——脂肪氧化酶(LOX-3)活性及产物丙二醛浓度、微生物总数、呼吸强度和细胞膜透性变化规律,明确UV-C调控大米陈化的最佳处理参数。结果表明: UV-C处理能有效抑制LOX-3活性,降低丙二醛浓度。UV-C照射30 min不曝光处理大米丙二醛浓度较对照降低62.78%,而60 min照射后不曝光处理丙二醛浓度略有增长。立即曝光处理会削弱紫外照射的作用效果,丙二醛浓度随着照射时间增长而降低,但变化率较小。微生物总数、呼吸强度、细胞膜透性的变化规律具有与丙二醛浓度相似的变化规律。因此认为,4 W/m2照射强度、照射时间30 min、照射后不曝光处理可有效抑制大米脂肪酸氧化和微生物污染,延缓大米陈化速率,提高大米储藏期品质与保鲜效果。
2013, 44(Supp2):172-176. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.032
摘要:利用高压均质机将软质小麦淀粉悬浊液(质量分数5%)在20~60 MPa压强下均质。均质后淀粉分别进行了显微镜图、粒径分布、DSC测量、损伤淀粉测定和通电加热实验。结果表明,小麦淀粉高压均质后糊化性质变化不大(60 MPa均质后糊化度为1.80%),一部分淀粉颗粒的显微镜图呈现胶体化结构,损伤淀粉的含量从6.56%升高到7.96%。通电加热过程中淀粉-KCl悬液电导率随温度升高线性增加。不同压强处理的淀粉电导率-温度曲线斜率与损伤淀粉含量之间有良好的线性相关性。
2013, 44(Supp2):177-180,185. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.033
摘要:以苹果为试材,进行高压脉冲电场预处理对其介电特性影响试验研究,分析获得脉冲电压、频率对介电特性的影响,并运用电磁场理论分析其影响机理。结果表明,苹果的等效电容、等效阻抗均随脉冲电压、脉冲频率的增大而减小;高压脉冲电场参数对果蔬介电特性有一定影响。
2013, 44(Supp2):181-185. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.034
摘要:以马铃薯为研究对象,采用细观图像分析与力学性质测试组合系统,研究了马铃薯压缩微观结构变形、宏观力学性质、变形破坏过程,运用SAS软件对试验数据进行了处理与分析,得到了马铃薯屈服强度与高压脉冲电场参数的拟合方程以及最优参数。
巨浩羽 , 肖红伟 , 白竣文 , 谢龙 , 娄正 , 高振江
2013, 44(Supp2):186-191. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.035
摘要:为了提高苹果片的制干品质、缩短干燥时间,采用中短波红外干燥技术干燥苹果脆片。研究了不同干燥温度、切片厚度和辐射距离对苹果片干燥特性和色泽的影响。试验结果表明:干燥温度对干燥时间有显著的影响;影响顺序由大到小依次为: 干燥温度、切片厚度、辐射距离;苹果切片的整个干燥过程属于降速干燥,通过费克第二定律得出苹果片的水分有效扩散系数在(2.85~7.24)×10-10 m2/s范围内, 通过阿伦尼乌斯公式得出干燥活化能为36.58 kJ/mol;干燥温度对干燥后的苹果片的色泽具有重要影响,当干燥温度为70℃,辐射距离为80 mm,切片厚度为5 mm时,既有较快的干燥速率又能够得到比较高的L*值(75.860)。
2013, 44(Supp2):192-197. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.036
摘要:为了提高CO2气肥的利用率,对日光温室番茄开花期光合速率变化进行了研究。采用无线传感器网络系统对温室环境信息进行实时监测;采用LI-6400XT型光合仪测定番茄植株叶片净光合作用速率,并对叶片的环境状况按照一定的规律进行调控。将经过主成分分析后的环境信息作为输入参数,将光合作用速率作为输出参数,利用BP神经网络建立了番茄开花期单叶净光合作用速率的预测模型,并对预测模型进行了性能评估。结果表明,所建立的光合作用速率模型预测值和实测值相关系数为0.99,均方根误差为0.288,具有较好的预测效果。在一定环境条件下改变CO2浓度的输入值,得到的光合作用速率预测曲线与实际曲线变化趋势一致,该模型可以作为温室番茄开花期CO2施肥量化调控的依据.
2013, 44(Supp2):198-204. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.037
摘要:利用嵌入式技术,设计了一种基于STM32的微型植物工厂智能控制系统。该系统以STM32微处理器为硬件核心,结合μC/OS-Ⅱ操作系统,实现了微型植物工厂内部温湿度、光照等多个环境因子的实时显示和精确控制,提出了温湿度模糊解耦方法并采用模糊控制算法进行温度和湿度控制,有效解决了温度和湿度控制存在大滞后、强耦合的问题。微型植物工厂智能控制系统具有较高的实用性。
2013, 44(Supp2):205-208. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.038
摘要:根据日光温室作物产量测量和监控的需要,开发了日光温室作物产量监测系统。该系统由压力传感器终端、无线数据传输网络和上位机产量监测软件构成。通过无线数据传输网络的建立及节点间的通信,实现无线网络与压力传感器终端和上位机产量监测软件的通信,产量监测软件获取的产量相关信息保存到数据库中,方便对数据进行统计分析,从而及时调整温室环境及作物生长环境,调整温室管理方式。同时,对所测量的蔬菜添加RFID标签,实现对蔬菜产地等信息的溯源。试验表明,系统方案设计合理、操作简单、运行可靠,能够提高日光温室作物产量测量的效率,有效提升日光温室生产自动化程度,有利于温室管理的调整。
2013, 44(Supp2):209-214. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.039
摘要:为快速、无损地获取温室番茄植株生长形态特征,研究提出了基于图像几何校正的番茄茎生长角自动测量方法。分别应用线性模型和双线性模型对失真图像进行几何校正,结果表明:未进行几何校正之前,失真图像测量番茄茎夹角与活体番茄实际茎夹角间R2为0.50;经线性校正后二者R2为0.625;经双线性校正后R2为0.723。说明双线性校正模型对失真图像的几何校正效果优于线性校正模型。基于双线性模型图像校正结果,应用Otsu阈值分割算法对S分量番茄植株图像进行了分割,采用“中值滤波+闭-开运算”算法对分割后的二值图像进行滤波,经细化运算获取了番茄植株茎秆的最基本信息,并提取和计算了茎生长角参数,自动测量结果表明,活体植株手工测量结果与图像自动测量结果呈线性相关,R2为0.703。基于图像手工测量结果与图像自动测量结果间R2为0.985。研究可为自动测量和分析番茄生长形态参数提供支持。
2013, 44(Supp2):215-219. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.040
摘要:为了快速无损地检测作物生长期营养含量,设计了一套作物营养智能检测仪。该检测仪由控制器和若干光学传感器节点组成,两者之间通过ZigBee协议通信。其中,光学传感器节点可分别测量中心波长为550、650、766和850 nm 的太阳光和作物冠层反射光的强度,进而计算光谱反射率和植被指数。应用该仪器检测大田冬小麦叶绿素含量,结果表明应用不同波段组合构建的归一化植被指数与冬小麦冠层叶绿素含量间相关性较比值植被指数高。基于标准白板和太阳光研究了系统的标定方法,相关性分析表明该方法可有效提高归一化植被指数与叶绿素含量之间的相关系数。其中根据550和766 nm计算所求归一化植被指数与SPAD所测叶绿素含量的相关性最高(相关系数为0.693 9),并建立了叶绿素含量线性预测模型,建模精度为0.494,检验模型精度为0.478。
2013, 44(Supp2):220-225. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.041
摘要:为了快速、低成本获取土壤硝态氮含量,以自制硝酸根掺杂聚吡咯(PPy(NO-3))离子选择电极为传感手段,自主开发了多通道土壤硝态氮自动检测平台。以实验室配制的质量浓度为1~250 mg/L的硝态氮标准溶液为实验材料,分别对平台响应时间、清洗次数对平台标定及土壤样本检测结果的影响进行了研究。实验结果显示,平台系统用于土壤硝态氮检测时的响应时间为40 s;进行系统标定和土壤浸提溶液检测时,用下一待测溶液对平台进行清洗2次即可达到理想效果,此应用方式下得到的平台检测结果与手动方式测得的结果相当,且平台的不同检测通道之间具有相似的检测性能和良好的一致性。基于20个土样的系统验证结果显示,平台系统的土壤硝态氮检测结果与紫外分光光度法检测结果之间具有较好的相关性,决定系数为0.91。
2013, 44(Supp2):226-230. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.042
摘要:基于数据库技术、ArcGIS Server技术、Flex技术及模型理论构建了农产品产地环境质量污染预测系统。该平台以VS 2008、Flash builder 4.6为开发环境,实现了农产品产地环境信息的查询、环境污染物的空间分析以及农产品产地环境污染预测等功能。根据农产品产地重金属污染的时间序列特征,采用指数平滑预测模型对土壤重金属的污染进行了预测。在对2010年1月~2013年4月重金属监测数据分析的基础上,建立了6种重金属浓度预测模型。研究结果表明,指数平滑预测模型能较好地拟合重金属污染变化规律,预测精度在90%左右。
2013, 44(Supp2):231-235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.043
摘要:为弥补经典的五日稀释接种法(BOD5)耗时较长,不能及时反映水质污染状况的不足,设计了基于微生物传感器的生化需氧量(BOD)在线测量仪器。BOD生物传感器是溶解氧传感器和微生物膜的结合,利用微生物膜传感器测定BOD是一种快速有效测定水中可生化降解有机物的方法。论述了BOD生物传感器的工作原理,给出了在线BOD测量仪器的整体结构,设计了连续进样系统和信号处理电路,阐述了自动标定、温度控制、数据处理和有机物浓度计算的方法。设计的在线BOD测量仪器对标准值的相对误差在±5%以内,与经典的稀释接种法比较有较好的相关性,能够用于废水中可生化降解的有机物的快速测定和评价。
张琴 , 郑立华 , 李民赞 , 孙红 , 张瑶 , 糜修尘
2013, 44(Supp2):236-240,235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.044
摘要:为了快速准确地探测水产养殖中水体浊度,提出了基于近红外光散射/透射综合测量原理,并在此基础上开发了便携式水体浊度光学检测仪。浊度仪使用AT89S52单片机作为控制芯片,由发光单元、探测单元和控制单元组成。其中发光单元包括2组860 nm的LED光源及对应的准直透镜;探测单元包括2个光电传感器;控制单元包括公共的光源驱动电路、两级放大电路和A/D转换电路。对水体浊度检测仪进行了实验室标定试验、性能试验以及现场采样试验和分析。结果表明,该水体浊度检测仪达到了较高测定精度,其标定决定系数R2c为0.994,验证决定系数R2v为0.999,分辨率为0.01 NTU,误差为±2%,达到实用水平。
岳学军 , 刘永鑫 , 洪添胜 , 王叶夫 , 全东平 , 陈柱良
2013, 44(Supp2):241-246,250. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.045
摘要:针对传统山地果园灌溉中缺乏智能控制而费时、费力等缺点,为提高水资源利用率,设计了基于土壤墒情的自动灌溉控制系统,系统主要核心部件包括S3C2440芯片与CC2530射频芯片。该系统由太阳能充电锂电池后,再供电整个系统;结合ZigBee自行无线网络组网、自行愈合、低功耗和低成本特性;实时监测和记录土壤湿度信息,采集节点采集土壤湿度并经互联网上传服务器,自动控制系统依据土壤湿度自动调节灌溉量。试验结果表明,该系统运行稳定,丢包率低,能准确监测土壤墒情信息,并由自动灌溉系统将土壤湿度保持在适合植物生长最佳范围中,适用于山地果园。
2013, 44(Supp2):247-250. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.046
摘要:蒙陕甘宁能源金三角地区以宁夏宁东、内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林为核心,辐射陕西延安和甘肃陇东地区,是正在崛起的中国能源新基地。为了解该区域的植被及其动态变化,采用2000~2009年SPOT卫星VEGTATION遥感数据,对蒙陕甘宁能源金三角地区的植被覆盖变化状况进行了遥感监测和动态分析。结果显示:金三角地区2000~2009年植被覆盖度总体呈增加趋势,这与区域内近年来所实施的生态保护工程有关。其中,2008年最高,为45.45%,2000年最低,为33.74%,2005年和2009年略有下降。部分区域植被盖度降低的主要原因为城市扩张和区域资源开发。
邵长勇 , 尤泳 , 王光辉 , 刘亮东 , 方宪法 , 王德成
2013, 44(Supp2):251-255. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.047
摘要:运用冷等离子体种子处理技术对小麦种子进行小于20 s非电离幅射处理,研究该技术对小麦种子发芽情况和幼苗特性的影响。利用不同剂量的冷等离子体处理小麦种子,经过发芽试验和大田种植数据分析表明,经不同剂量冷等离子体处理后,种子的发芽势、发芽率有明显变化。冷等离子体处理后放置45 d进行发芽试验,当处理功率为80 W时,种子的发芽势、发芽率分别比对照提高11.25%和5.56%,起身期田间植株干、鲜质量分别比对照提高13.02%和6.00%,起身期田间根长比对照提高15.20%,田间最大分蘖数比对照提高38.46%,试验结果表明80 W是最佳处理功率。
2013, 44(Supp2):256-261. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.048
摘要:从三维层面考虑,将茶叶生产线的设计作为装配建模问题进行处理。首先引入位置无关的平面图布置方法,避免了设备位置的频繁调整,降低设计人员的工作量。其次,利用设备方位及连接关系编码,获得设备的绝对与相对方位信息。最后,通过基准约束自动实现设备的装配定位,避免了手工设定,从而提高工作效率。根据这一方法,采用VB 6.0对SolidWorks进行二次开发,编写了茶叶生产线布置程序TPLLayout。实例运行结果表明,系统界面友好、操作便捷,极大地提高了茶叶生产线的设计效率,降低了设计成本。
朱忠祥 , 陈莉 , 李山山 , 刘波 , 宋正河 , 毛恩荣
2013, 44(Supp2):262-267. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.049
摘要:研究了基于虚拟现实的联合收获机底盘部件虚拟装配关键技术,并实现了其虚拟装配。利用Pro/E建立联合收获机底盘部件的三维模型,通过CAD系统与虚拟装配系统之间的模型数据转换方法获取虚拟现实模型,在虚拟装配系统中建立包括装配对象信息模块、装配层次信息模块和装配约束信息模块的装配模型。通过虚拟现实系统与位置跟踪系统联用,实现了联合收获机底盘部件的交互性装配,同时研究了相同零部件互换性装配方法、装配工具的驱动方法以及装配路径的记录与优化。应用虚拟现实软件EON及其二次开发技术,进行了某联合收获机底盘部件的虚拟装配试验,验证了上述方法的正确性。
2013, 44(Supp2):268-272. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.050
摘要:在综合分析履带式收获机械传动系设计流程和设计知识特点的基础上,研究了适用于履带式收获机械传动系快速设计的推理流程,分别设计了以实例相似度匹配算法为核心的基于实例的推理方法(CBR),以所构建的履带式收获机械传动系设计知识库为核心的基于规则的推理方法(RBR),以及综合运用CBR和RBR的混合推理方法。在此基础上,建立了履带式收获机械传动系快速设计系统推理机制,实际应用表明,应用混合推理方法,可以较好地实现履带式收获机械传动系的快速设计,缩短设计周期。
李皓 , 谢斌 , 吕黄珍 , 毛恩荣 , 朱忠祥 , 宋正河
2013, 44(Supp2):273-277. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.051
摘要:基于多体动力学理论,研究建立了一套适应于大型轮式收获机械特点的转向轮定位参数完整解算模型。分别从转向梯形优化设计和整机稳态响应特性两个层面,对所建立的完整解算模型与传统的简化模型进行了对比分析。由分析结果可知,传统的转向梯形优化设计模型在车轮偏转角较小时与完整解算模型的分析结果相近,但在车轮偏转角较大时,2个模型的分析结果差距较大。另外,通过理论分析和实验验证表明,传统的简化单轨模型在描述大型轮式收获机械稳态响应特性时具有一定的局限性,所建立的转向轮定位参数完整解算模型可以更精确地描述其稳态响应特性。
2013, 44(Supp2):278-282. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.052
摘要:针对传统三维参数化建模软件不易建立结构复杂的大型收获机械变速箱参数化模型的问题,在获取典型收获机械变速箱设计知识的基础上,研究了变速箱参数化设计推理机,提出了一种基于推理的参数化设计方法。在VC++2008环境下,运用Pro/E 5.0中的Pro/TOOLKIT二次开发工具包,开发了基于推理的大型收获机械变速箱参数化设计平台。与传统参数化设计相比,该方法不必考虑在参数化软件中建立零件-部件-产品之间复杂的参数关联关系,可以方便快捷地设计出符合用户要求的变速箱。
2013, 44(Supp2):283-287,272. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.053
摘要:对联合收获机3种典型工况下的转向桥壳进行受力分析。研究了转向桥壳常用的几种截面形式对其强度和刚度的影响,提出了一种转向桥壳优化设计方法。利用ANSYS对某型号联合收获机转向桥壳进行了强度和刚度分析,并对其截面形式和尺寸进行了优化设计,优化设计后的转向桥壳不仅满足许用强度和刚度的要求,而且最大程度地减小了转向桥质量,比原设计下降了17.8%,并提高了加工制造性。同时,对转向桥壳应力集中出现的原因进行了分析并提出了工艺优化方案。
2013, 44(Supp2):288-294,300. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.054
摘要:设计了一种带平衡摇臂悬架且具备变轮距变地隙功能的移动平台(VII HPC)。在传统分析的基础上,针对平台的变地隙、变轮距和变姿态工况进行了研究,总结出质心高度变化趋势、侧滑和侧翻、纵滑和纵翻的计算公式、边界条件和相应曲线,并对横向行驶变姿态工况下平台的稳定性作了分析和评价,同时通过对采用平衡摇臂悬架结构的平台与普通拖拉机的稳定性对比仿真,验证了其稳定性。
李明生 , 赵建军 , 朱忠祥 , 谢斌 , 迟瑞娟 , 毛恩荣
2013, 44(Supp2):295-300. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.055
摘要:将模糊PID自适应控制方法应用到拖拉机电液悬挂系统控制中。根据系统特性,设计了模糊PID自适应控制器,建立了电液悬挂系统模型,并与普通PID控制方法进行了牵引力控制、位置控制性能仿真分析。搭建了试验台对电液悬挂系统进行田间试验。试验结果表明,采用模糊PID自适应控制以后,电液悬挂系统设定耕深由0.1 m阶跃至0.3 m时,系统过渡过程时间为4 s,无超调量;设定牵引力由3 kN阶跃至7 kN时,系统过渡过程时间为5 s,系统超调量为25%。
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