摘要:冷链监测具有多环节、技术构成复杂、数据格式多样等特点，针对当前应用场景的适应性较差。为了加深冷链监测物联网应用中的数据意识，本文从数据的视角剖析冷链监测物联网中数据质量问题。从数据质量产生机理、数据质量评估方法以及数据质量改善关键技术出发，按照冷链监测物联网数据完整生命周期中关键环节的顺序，进行冷链物联网监测数据质量评估与优化综述。分析得出，数据质量的测量与评估逐渐成为冷链物联网监测数据质量持续优化的关键，并重点阐述了注重从数据视角解决冷链监测物联网数据产生过程与流程的数据质量问题，指出数据质量评估技术、方法与应用场景、流程需求差异化的结合日益紧密，冷链监测数据获取应注重物联网过程中数据特性、数据特征以及与获取流程匹配性的研究方向，同时在冷链物联网监测数据质量提升方面也应注重监测技术协同优化与性能挖掘的研究。

摘要:针对牵引式旱地激光平地机转弯半径大、两轮支撑易出现压实轮辙、小田块精准平地适应性差等问题，设计了一种悬挂式多轮支撑旱地激光平地机，该机通过拖拉机三点悬挂机构浮动功能与多轮支撑相结合，实现激光控制平地作业。建立了平地铲浮动调节数学模型，确定了平地机结构参数与工作参数，分析了支撑轮对土壤的压实，设计了由两组刚性轮组成的支撑轮结构，减小了支撑轮对松软土壤的压实轮辙。田间试验结果表明，悬挂式多轮支撑旱地激光平地机作业性能稳定，田面最大高程差从平整前20.8cm降至平整后7.3cm，相对高程标准偏差Sd从平整前4.48cm下降到平整后1.72cm，平整后绝对差值小于3cm的采样测量点累计百分比91.94%，显著改善了田面平整情况，满足田块精准平地要求。平地前后网格点土壤紧实度分析结果表明，悬挂式多轮支撑旱地激光平地机的多支撑轮对试验田块0~17.5cm深度范围的土壤紧实度具有一定的压实影响，深度达17.5cm及以上时，土壤紧实度基本稳定，整田表层土壤压实均匀。松软土壤经过均匀压实后，减小了土壤后期的沉降，保证了田面平整度。通〖JP3〗过作图法对比分析了悬挂式平地机与牵引式平地机在田角处不能平整的面积比例，平整100m×100m、36.5m×36.5m、25.8m×25.8m田块时，牵引式平地机不能平整面积占比分别为0.78%、5.8%和19.4%，而悬挂式平地机不能平整面积占比小，分别为0.09%、0.68%和2.25%，表明悬挂式平地机小田块平地作业更具优势。

摘要:为了获取自然环境下完整柑橘果树枝干信息，以引导采摘机器人进行避障采摘作业，提出了一种基于Mask R-CNN模型与多参数变量约束的柑橘果树枝干识别与重建方法。该方法采用网格化的标记方式对果树枝干进行标记，完成了对柑橘果树枝干的小区域识别；然后对该模型获得的离散mask进行最小外接矩处理，以获得更精确的目标区域；接着利用多参数变量约束完成同一枝干mask(掩码)的划分；最后为了使重建枝干更符合实际枝干的生长姿态，以及完善未识别区域的检测，对同一枝干mask中心点进行了四次多项式拟合。实验结果表明，模型在测试集下的平均识别精确率为98.15%，平均召回率为81.09%，果树单条枝干平均拟合误差为11.47%，果树枝干整体平均重建准确率为88.64%。

摘要:采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论，根据柔性驱动器形变规律，建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型，研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指输出力与气压的关系，并进行了相关实验验证。制作了机械手样机，并在实验室环境下进行了多种果蔬模拟采摘实验，结果表明，该果蔬机械手具有多种抓取模式，且动作灵活、柔顺可靠、易于控制，适用于球形和圆柱形果蔬自动化采摘作业。

摘要:针对旋耕机作业耕深测量效率低和缺乏有效在线监测手段的问题，以悬挂式旋耕机耕深为检测对象，研究了一种基于旋耕机悬挂姿态的非线性耕深监测系统，以提高旋耕作业质量自动化监测水平。首先，对旋耕机的悬挂姿态进行分析，确定了旋耕机耕深与悬挂姿态之间的数学关系式，综合考虑悬挂式旋耕机组的结构形变和车轮下陷等因素对测量结果的影响，建立了三参数非线性耕深测量模型，该模型通过拟合旋耕机悬挂姿态角和耕深的关系，可实时计算实际耕作状态下的耕深；其次，为验证该模型的测量精度，设计了适用于车载终端的悬挂式旋耕机耕深监测系统，该系统集成卫星定位、实时耕深测量、作业速度测量、作业面积计算、稳定性评估等模块，支持数据云端存储与共享；最后，对模型参数进行标定试验，采用最小二乘法对模型进行参数优化，利用标定后的耕深监测系统开展多组田间试验。与人工测量结果对比显示，耕深最大误差不超过0.80cm，均方根误差不超过0.55cm，表明该悬挂式旋耕机耕深监测系统精度高、稳定性好。通过耕深质量评估试验生成多组带有位置信息的评估报表，表明该监测系统能够对旋耕耕深质量进行全面评估。

摘要:为解决免耕播种机麦茬地作业的拥堵问题，在拨抛式防堵装置的基础上提出秸秆分拨引导的防堵设计思路，设计了阿基米德螺线型防堵机构。该装置可引导秸秆攀升，实现层叠堆积，缓解秸秆平行拨离苗带时造成的秸秆局部集中，从而实现有效防堵。运用离散元分析软件EDEM 2.7，建立了秸秆-土壤-防堵机构相互作用的仿真模型，分别对单个目标秸秆和秸秆群体进行运动追踪，验证了分拨引导和层叠堆积理念。对试验样机进行了田间性能试验和作业参数优选试验，结果表明：在播种过程中，阿基米德螺线型防堵机构作业顺畅，未发生中、重度堵塞及晾籽；防堵机构最佳工作参数为前进速度7km/h、转速600r/min，此时秸秆清除率最高，为92.6%。本文设计的防堵机构性能优于前期课题组设计的防堵机构和某商品化防堵机构。

摘要:针对长江中下游地区油菜种植时土壤黏重板结、含水率波动大、播种作业需开畦沟避免渍害的农艺要求，考虑开沟犁体的触土曲面复杂、难以通过高速数字化土槽及田间试验方法寻求其减阻设计方法和理论依据的问题，采用微分几何理论并结合EDEM仿真方法，开展了驱动圆盘犁对置组合式耕整机开畦沟装置主要触土曲面结构优化研究。通过对主要触土曲面（开畦沟前犁犁体曲面、船式开沟犁整形曲面）牵引阻力分析和曲面参数分析，确定了触土曲面主要结构参数范围。根据微分几何理论，分别建立了能量化描述不同导曲线类型（直线、抛物线、指数曲线）〖JP2〗犁体曲面形状变化差异的微分内蕴几何量E、L、M表达式。阻力特性仿真试验结果表明：在作业速度为0.9~1.5m/s、曲面结构参数一定时，导曲线为抛物线型的开畦沟前犁和船式开沟犁具有较好的减阻特性，其平均牵引阻力相比直线型犁体分别低15.09%、16.92%，相比指数线型犁体分别低32.59%、31.58%。触土曲面的内蕴几何量E、L、M可分别反映犁体阻力随速度的增长速率、犁体牵引阻力大小、犁体阻力随速度的波动程度。当设计犁体的导曲线形状使曲面内蕴几何量E的变化率较小、L为单调减函数、M的波动较小时，犁体具有较好的减阻性能。参数优化仿真试验表明：在作业速度为1.2m/s、抛物线型开畦沟前犁宽度为92mm、船式开沟犁整形曲面最大元线角为66°时，开畦沟装置牵引阻力最小，为104252N。田间试验表明：经参数优化的组合式船型开畦沟装置在作业速度为09、12、15m/s时测试的平均牵引阻力分别为956.77、1101.33、1564.85N，与仿真试验结果误差在7%以内，作业效果满足油菜播种开畦沟的农艺要求。

摘要:为提升中国马铃薯微型种薯（简称微型薯）机械化播种水平，根据微型薯物理特性及农艺特点，设计了一种基于振动排序的马铃薯微型种薯播种机，该机可一次完成开沟、播种、覆土、起垄等作业。基于受迫振动原理，通过对微型薯单列排序输送投种、振动回种等过程的分析，确定了播种装置关键结构参数和工作参数。采用调节板高频低幅往复运动，动态微量调节落种口尺寸，避免薯种在种箱内的结拱；利用离散元仿真模拟，明晰振动板较合理的振动频率及相应的驱动连接轴转速。开沟装置、播种装置、覆土起垄装置前后依次布置，先后完成开沟、种薯覆土和起垄工序。田间试验表明，当作业速度为5km/h时，种薯播种重播指数为4.6%，漏播指数为5.6%，合格指数为89.8%，种植深度合格率为96.5%，各项指标均符合国家和行业标准要求。

摘要:为研究气力集排式分肥装置中肥料颗粒的流动特性，本文通过离散元法与计算流体动力学耦合仿真的方法进行分肥装置颗粒运动数值分析。在气固耦合模型中，使用EDEM软件模拟固相肥料颗粒，Fluent软件描述气体相。通过研究分配器旋盖锥角和波纹管直径对气流压力、风速及肥料颗粒运动特性的影响，确定分肥装置最佳结构参数，并基于该结构进一步研究入口风速和施肥速率对分肥装置分肥均匀性的影响。模拟仿真和台架试验结果表明：分配器旋盖锥角为120°、波纹管直径为80mm时，气流和肥料两相在分肥装置中流动性和均匀性最优。在入口风速为25~35m/s，施肥速率为0.26~0.44kg/s条件下，分肥装置各行施肥量的变异系数均不大于4.9%，对不同种类肥料的分配精确性和均匀性满足施肥作业要求。

摘要:为了实现将水稻钵苗移栽和膜上栽植农艺技术相结合，设计了相应的步行式水稻钵苗膜上开孔移栽机构，用一套回转机构一次性依次完成取苗、输送、膜上开孔和配合栽植。根据移栽机构的工作原理，建立了运动学理论模型并设定数字化优化目标，基于Visual Basic 6.0开发了机构的计算机辅助分析优化设计软件，通过优化获得一组满足移栽要求的机构参数。对机构进行了结构设计、三维建模和装配，并通过ADAMS软件完成了虚拟样机仿真，应用3D打印技术制作了物理样机。利用高速摄像技术在所搭建的试验台架上对样机进行了轨迹与姿态验证试验，通过对比分析得到理论轨迹、虚拟仿真轨迹和物理样机轨迹基本一致，验证了机构设计的合理性与正确性。在试验台架上完成了取苗试验、膜上开孔试验以及栽植试验，结果表明取苗成功率为90.4%，秸秆纤维地膜和塑料地〖JP2〗膜栽植成功率分别为87.5%和82.5%，所开膜孔的长度与宽度效果良好，满足步行式水稻钵苗膜上开孔移栽的要求。

摘要:为了实现草莓钵苗机械化移栽，根据草莓种植农艺要求，提出了一种Hermite插值非圆齿轮行星轮系全自动草莓钵苗移栽机构，用一套回转机构依次完成取苗、输送、挖穴与栽植4个移栽工序，满足了草莓钵苗移栽所需的轨迹与姿态要求，保证了所取秧苗和所挖穴口的精准配合。根据移栽机构的工作原理，建立了运动学理论模型，并结合设定的优化目标，基于Visual Basic 60 设计了计算机辅助分析优化设计软件，通过优化得到了一组满足移栽要求的机构参数。根据优化的参数对机构进行了二维设计、三维建模，通过ADAMS软件完成了虚拟样机仿真，应用3D打印技术制作了物理样机。在所搭建的草莓钵苗移栽试验台架上，利用高速摄像技术对物理样机进行了轨迹与姿态验证试验，通过对比分析得到理论轨迹、虚拟仿真轨迹和台架试验轨迹基本一致，验证了机构设计的正确性。并进行了机构的性能试验，结果表明取苗成功率为92%，栽植成功率为85%，平均栽植株距为1729mm，所挖穴口深度、长度和宽度效果良好，满足草莓钵苗移栽要求。

摘要:针对针式末端执行器夹持移栽后穴孔内基质残留较多的问题，设计了一种指铲式末端执行器，通过增大指铲与苗钵基质的接触面积，减少穴孔内基质的残留。通过静力学分析找出末端执行器提取苗钵后基质残留的原因：基质间的最大内聚力小于由基质与穴盘间的粘附力和苗钵重力合成的总阻力时，苗钵出现破裂，基质塌陷。基于离散单元法，通过EDEM（Enhanced discrete element method）仿真分析了指铲式末端执行器对土壤基质的抓取过程，发现随着土壤基质内聚力的提高基质残留的现象得到改善；将基质配比和含水率条件作为主要影响因素，通过组合测盘试验测量在不同基质配比和含水率试验条件下的粘附力和内聚力变化，寻找内聚力大于粘附力的基质配比和含水率条件。试验表明，当相对含水率为60%、基质配比为6∶3∶1（泥炭∶蛭石∶珍珠岩）时，内聚压强和粘附压强的差值最大，在该条件下，指铲式末端执行器对劣质苗钵穴孔基质的平均剔净率达到70.8%，优于其他作业条件，可剔除穴孔内大部分基质。

摘要:以一种应用于蔬菜钵苗移栽机、能实现非匀速连续传动的新型旋转式取苗机构为研究对象，针对取苗机构运转平稳性问题，应用配重法改进取苗机构的结构，以减小机构振动、改善其动力学性能。建立配重优化设计模型，采用穷举法通过UG和ADAMS软件分析得到配重的质量和质心向径分别为0.21kg和102mm。应用ADAMS软件开展取苗机构动力学仿真与分析，并进行取苗机构样机的动力学试验，对安装配重前、后取苗机构支座反力的仿真和试验结果分别进行比较，验证取苗机构动力学性能的改善。试验结果表明,取苗机构x和y方向支座反力的最大幅值分别由改进前的409N和77N减小为369N和69N，降低了98%和104%；其方差由改进前的5126N2和553N2分别减小为3391N2和398N2，降低了33.8%和28%，表明取苗机构的动力学性能得到了改善，工作平稳性得以提高。

摘要:针对连作障碍严重制约三七种植可持续发展的问题，设计一种针式水蒸气输出装置，对消毒针的结构参数进行优化，并通过土槽试验进行验证。通过Fluent软件对消毒针内部进行仿真，结果表明，消毒针出口流速、压力增大，出口温度无明显变化。土壤热传导试验表明，在5min内即可将土壤加热到90℃，土壤加热基本规律为下层土壤加热效率较低、上层土壤加热效率高。为了探究消毒针不同结构参数对土壤升温效果的影响，选取单侧孔口数量、孔口直径和水蒸气出射角作为试验因素，选取土壤升温到90℃所需时间作为试验指标，进行了正交试验，确定消毒针最优结构参数组合为：消毒针单侧孔口数量为4个、孔口直径为2mm、水蒸气出射角为45°，此时土壤升温到90℃时间最短，为116s。通过Fluent多孔介质传热仿真得出，消毒针的最佳排布方式为6×6，最佳数量为36根，间距为250mm。对消毒后的土壤有机质含量及pH值进行检测，表明消毒后土壤环境符合三七生长的环境要求。

摘要:针对卷盘式喷灌机灌溉准备工作中拖拉机牵引喷头车及供水管时存在的压实土壤、破坏作物、能耗浪费及灵活性差等问题，基于光伏板、蓄电池、汽油发电机互补供电技术，提出了一种电动牵引装置。根据牵引装置动力需求，以供电系统年费用为目标函数，以负载亏电率、蓄电池荷电状态为约束条件，以光伏板、蓄电池数目和汽油发电机额定功率为决策变量建立优化模型，利用基于罚函数的粒子群算法（Particle swarm optimization algorithm, PSO）求解，并在陕西省杨凌地区气候条件下进行了优化模型应用，得到年费用最低的供电系统配置：光伏板数目为2块、蓄电池数目为4块、汽油发电机额定功率为3kW，此配置下年费用为274069元。通过不同配置方案的对比，对模型优化结果进行了验证。最后，以最优方案配置供电系统进行了为期3d的田间运行试验，结果表明：不同时段、不同天气类型下系统发电量始终大于耗电量，系统累计发电量为5.01kW·h，负载累计耗电量为4.71kW·h，所选试验条件下优化配置满足牵引装置运行要求。

摘要:为提高胡麻脱粒物料分离清选机械化水平，在结合胡麻脱粒物料流动特性（脱粒物料堆积角、与不锈钢的滑动角）、研究分离清选作业工艺流程的基础上，设计了胡麻脱粒物料分离清选机。通过对样机关键作业部件进行设计选型，确定了振动喂料系统、籽粒分离装置、杂余自动排料装置、吸杂风机及旋风分离器的关键工作参数；分析了杂余自动排料装置作业过程，得出确保该装置实现自动排料的必要条件，并完成了样机作业性能试验。试验结果表明，当振动喂料系统电磁激振器振幅控制在14~18mm、气流清选系统吸杂风机变频频率控制在50~60Hz时，作业机具有较强的物料适应性，胡麻脱粒物料分离清选机作业后籽粒清洁率为92.66%、夹带总损失率为1.58%，杂余自动排料装置无明显的堵塞现象，试验结果满足设计要求。

摘要:为探究气流涡旋作业方式对航空喷施雾滴粒径分布的影响，以XR-Teejet 110015型压力式扇形航空喷头为研究对象，在风洞和田间环境中进行了雾滴粒径测试试验。风洞测试模拟田间环境风速设置气流速度，同时设置了3种喷施压力，使用激光粒度分析仪测量雾滴粒径。田间试验以四旋翼无人机为施药载体，对杂交水稻进行精准对靶喷施，并对各架次无人机旋翼气流与冠层互作程度不同所形成的涡旋形态对应的雾滴粒径分布特性进行了分析。结果表明：风洞条件下，各测试喷头均处于非常细的雾化等级，雾化性能良好且稳定；田间试验中，涡旋形态对雾滴粒径分布影响显著；3种涡旋形态下，小于200μm的雾滴粒径综合平均占比分别为73.52%、74.21%和84.20%，与风洞测试结果较为一致，但田间试验所得雾滴粒径值明显偏高；明显的涡旋形态与小范围涡旋形态雾滴粒径在作物各层位分布趋势较为平缓，各层雾滴体积中径变异系数均处于3.96%～10.66%之间，无涡旋形态各层雾滴粒径分布则体现较大的波动性，变异系数也较高，处于9.49%～17.11%之间，说明较为明显的涡旋形态有助于雾滴在作物冠层垂直空间的穿透，达到更好的施药效果。研究结果可为农用无人机田间精准喷施作业提供参考。

摘要:在山地丘陵区，耕地质量等级调查评价中的分等因素属性值估算受到大、中型山体阻隔影响，造成分等单元各分等因素属性赋值结果的失准。以青海省平安区为研究区，研究基于阻隔因素的分等因素属性值估算方法，并与反距离权重插值、样条函数插值方法进行了交叉验证。结果表明：不同的插值方法对3个分等因素空间分布趋势的模拟基本一致；由于插值原数据的特征与插值原理的不同，导致基于阻隔因素的插值方法对不同的土壤性质表现不一致。土壤有机质和有效土层厚度最适宜的插值方法是基于阻隔因素的样条函数插值，而在土壤pH值插值中，基于阻隔因素的反距离权重插值精度最高；研究区内的土壤有机质含量和有效土层厚度的插值精度比不考虑阻隔因素的样条函数插值的平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差、相对均方根误差分别提高了11.23%、10.98%、7.54%、9.20%和15.08%、11.74%、17.41%、9.40%；采用基于阻隔因素的样条函数插值方法对有机质含量和有效土层厚度进行插值，二者实测值与预测值之间的决定系数分别为0.927和0.901。

摘要:以内蒙古荒漠绿洲区为研究区，将复杂网络与潜在生态网络进行类比分析，研究生态系统能量流动的特征，分析潜在生态网络的关联性、完整性和稳定性。结合相应生态因子，构建生态阻力面，提取潜在生态廊道1103条、生态节点992个。潜在生态网络度分布符合幂律分布，因此，可将赋权网络适配到潜在生态网络进行分析。结果表明，荒漠绿洲区潜在生态网络连通性较差，聚类特征不明显；生态节点分布较为分散且破碎，完整性偏低；潜在生态网络内部能量流动情况较为单一，不够稳定。荒漠绿洲区内生态景观破碎化，发展与生态保护的矛盾较为突出，整体生态环境亟待优化。

摘要:为探索国土空间格局时空演化规律和分异特征，揭示国土空间数量结构与空间格局之间的耦合机理，开展了区域国土空间格局变化研究。以高原山区城市——滇中城市群为例，选取2000年、2005年、2009年和2015年土地利用数据、DEM数据作为基础数据源，从数量结构和空间布局两个方面对4个时点上滇中城市群国土空间格局变化特征进行分析。结果表明：以高原山区为主导的地形特征影响了滇中城市群国土空间格局分布，其垂直差异性显著，滇中城市群生态空间为绝对主体，生产、生活空间主要分布在城市群中部以东区域；2000—2015年三生空间变化速度加快，且区域差异明显，生产、生活空间逐渐增加，生态空间持续减少，总体呈现“入不敷出”的态势，生态空间和生产空间面积的相互转换构成了国土空间格局图谱演变的主要类型；国土空间利用程度逐年提高，国土空间利用程度热点区主要集中分布在研究区中部和东部的部分地区；4个时点上，研究区国土空间格局总体沿东北-西南走向分布，生产、生活空间在东北方向的分布最为聚集，生态空间格局分布较随机；生产、生活空间核密度测算值空间分布特征表现为中部、西部及东北部高，南部、西南部及西北部低，多核扩散破碎化明显，生态空间核密度测算值空间分布特征表现为中部以东较为密集，受人类活动干扰，破碎化严重，分布不均匀；西部大开发战略与相应土地政策实施促使滇中城市群国土空间格局变化明显。

摘要:以内蒙古自治区包头市为研究区，选取2006、2010、2016年相同月份遥感影像，结合包头市土地利用数据，将包头市景观类型划分为林地、草地、水体、耕地、建设用地、其他用地共6类，进行景观格局动态度变化分析、转移网络分析、变化空间集聚特征分析、重心转移分析、景观格局指数变化分析和景观格局演变驱动力分析。结果表明，2006—2016年市域景观特征发生了较大变化，其中2006—2010年其他用地景观类型的减少速度高达19.48%，10年间建设用地的增加速度从1.3%增至2.76%，在2010—2016年有15.19%的耕地转化为草原景观，3.79%的耕地转化为建设用地；10年间景观变化呈现点状分布，主要分布在耕地密布、草地破碎的农业耕作区和不同景观交替的边缘；2006—2010年间，其他用地中的北部裸土地经过生态治理面积减少，其重心向东南移动73.79km；景观分割指数、香农多样性、香农均匀性等呈减小趋势，尚未形成优势景观，景观破碎度加剧；通过景观格局驱动力分析发现，景观变化密集度与NDVI具有相关性。

摘要:利用随机森林方法(Random forest, RF)集成多源遥感数据，构建一种多因子集成的旱情状态指数(Integrated drought condition index, IDCI-RF)，利用该指数对我国北部区域旱情状态进行评估。首先基于相关性分析方法选取旱情因子，然后利用RF回归方法构建IDCI-RF指数，并通过与Cubist和Bagging方法对比检验RF算法的拟合效果，最后对IDCI-RF指数的空间旱情监测精度进行验证。试验结果表明，所提出的IDCI-RF与实测SPEI-3的平均决定系数R2为0.54~0.68，优于Cubist和Bagging方法；IDCI-RF指数在研究区各省份均能较好地拟合实测指数，R2均在0.7以上；大部分站点的IDCI-RF变化规律与实测SPEI-3保持一致；由IDCI-RF监测图反映的研究区旱情状态与实测SPEI-3分布特征吻合度较高，表明IDCI-RF指数在实际大范围旱情监测中具有较大的应用潜力。

摘要:为提高基于冠层温度信息反演土壤含水率的精度，以不同水分处理的拔节期大田玉米为研究对象，采用无人机热红外和可见光相机获取试验区遥感图像，通过不同图像分类方法剔除土壤背景，提取玉米植被覆盖度（Corn vegetation coverage, Vc）及冠层温度（Canopy temperature, Tc），并计算冠-气温差（Tca）和冠-气温差与覆盖度的比值，分析这两种指数与土壤含水率（Soil moisture content, Smc）之间的关系。结果表明，不同分类方法提取的玉米覆盖度以及冠层温度均存在差异，由灰度分割法、RGRI指数法、GBRI指数法3种分类方法剔除土壤背景后计算的冠-〖JP〗气温差、冠-气温差与覆盖度之比与土壤含水率均呈线性关系，并且冠-气温差、冠-气温差与覆盖度之比两种指数反演0~30cm玉米根域深度的土壤含水率效果较好；其中，未剔除土壤背景的冠-气温差反演土壤含水率效果较差，GBRI指数分类法剔除土壤背景的冠-气温差反演土壤含水率效果有所提高（0~10cm、10~20cm、20~30cm深度的R2由0255、0360、0131提高至0.425、0.538、0.258）；而冠-气温差与覆盖度的比值反演土壤含水率相比于冠-气温差精度明显提高，0~10cm、10~20cm、20~30cm深度建模集R2高达0.488、0.600、0.290，P<0.001，验证集R2达0.714、0.773、0.446，表明冠-气温差与覆盖度之比是反演玉米根域深度土壤含水率效果更优的指标。

摘要:基于RGB-D SLAM手机构建了森林样地调查系统，该系统实现了样地构建、每木检尺及林分样地参数的估计功能，并在测量过程中使用增强现实展示测量结果，且提供了重新测量的交互方式，使观测者在观测过程中能够检测结果的可靠性，并保证所获取样地信息的完整性。该系统在18块半径为7.5m的圆形样地中进行了测试。结果显示，平均胸径估计值的偏差(BIAS)及均方根误差(RMSE)分别为0.36、0.69cm，平均树高估计值的BIAS及RMSE分别为0.06、0.63m，蓄积量估计值的BIAS及RMSE分别为8.5959、25.7358m3/hm2，横断面积估计值的BIAS及RMSE分别为0.9497、1.9873m2/hm2，株树密度估计值的BIAS及RMSE分别为-3、13株/hm2，坡度估计值的BIAS及RMSE分别为0.30°、0.88°，坡向估计值的BIAS及RMSE分别为-0.44°、7.61°。其中，坡向估计具有较大的RMSE，是由于当坡度较小时，即使SLAM系统估计位姿有较小漂移，仍会导致该值产生较大偏差，但整体而言坡向仍是无偏的。

摘要:为解决自然场景中拥有复杂背景的树木整体图像识别问题，提出了一种基于树木整体图像和集成迁移学习的树种识别方法。首先使用AlexNet、VggNet-16、Inception-V3及ResNet-50这4种在ImageNet大规模数据集上预训练的模型对图像进行特征提取，然后迁移到目标树种数据集上，训练出4个不同的分类模型,最后通过相对多数投票法和加权平均法建立集成模型。构建了一个新的树种图像数据集——TreesNet，基于该数据集，设计了多类实验,并将该方法与传统的图像识别方法进行了分析比较。实验结果表明：该方法对复杂背景下树种图像识别准确率达到99.15%，对于树木整体图像识别具有较好的效果。

摘要:针对传统的棉花叶片表型测量方法主观、低效，对复杂性状如卷叶程度、黄叶占比等很难量化的问题，提出一种基于结构光三维成像的棉花幼苗叶片性状解析方法。首先，采用结构光扫描仪获取棉花幼苗的三维点云数据；然后，利用直通滤波、超体聚类、条件欧氏距离算法，实现叶片点云的识别与分割；最后，基于分割的叶片点云，采用三角面片化、随机采样一致性、Lab颜色分割等处理，实现叶片面积、周长、生长角度、卷曲度、黄叶占比等参数的快速、准确、无损提取。对40株棉花幼苗进行三维结构光成像试验，结果表明，3D叶片面积、周长测量的平均绝对误差分别为2.59%、2.85%，具有较高的测量精度，还证明叶片卷曲度和黄叶占比能显著区分病叶和正常叶。

摘要:针对目前叶片性状特征在信息融合与表达过程中存在单一性及抽象性等问题，提出一种基于形态重构的叶片性状特征可视化表达方法。以温室黄瓜叶片生长为例，将有效积温、生长速率等作为特征参数，建立叶片形态发生模型，利用参数化样条曲线描述叶缘、叶脉的几何形态，采取二分法递归地分割叶缘及叶脉曲线，以实现叶片曲面的网格化细分，结合叶色纹理信息映射模型，提出叶片性状特征的可视化表达方法。实验结果表明，运用该方法得到的叶片性状特征模拟值与观测值之间的相对误差较小，其决定系数均达到0.95以上，均方根误差不大于0.236，与传统的建模方法相比，该模型具有更高的拟合度和可靠性，能够有效实现黄瓜叶片性状变化的动态仿真，可为实时掌握和预测植物生长发育状况提供依据。

摘要:针对基于驻波率（SWR）原理的土壤湿度传感器在长期工作中受温度影响的问题，提出基于二元回归分析法的温度补偿模型，利用最小二乘原理确定补偿模型的待定参数，对传感器进行温度补偿。从硬件电路和测量原理对SWR土壤湿度传感器的温漂特性进行研究。使用高低温交变湿热实验箱，在设定温度5～45℃范围内进行实验，测试结果表明，在温度补偿前该传感器测量土壤体积含水率的最大绝对误差范围为-2.65%～2.22%，其最大相对误差为29.76%，最大均方误差为2.2119%。将SWR土壤湿度传感器输出值与PT100型温度传感器输出值进行数据融合，基于最小二乘优化计算的二元回归分析法得到温度补偿模型，其拟合的决定系数为0.998。取不同温度下的实验数据进行补偿模型的验证，结果表明，SWR土壤湿度传感器进行温度补偿后，其测量结果的最大绝对误差范围为-0.26%～0.69%，最大相对误差不超过5.23%，均方误差较补偿之前减小一个数量级，且最大均方误差为0.157%。表明采用该温度补偿模型可以有效减小温度对SWR土壤湿度传感器的影响，提高其测量结果的精度和可靠性。

摘要:利用高光谱图像技术无损表征黄瓜叶片的叶绿素分布特征，并将其作为N、K元素亏缺诊断依据。采集黄瓜叶片的高光谱图像数据，利用高效液相色谱法分析黄瓜叶片的叶绿素含量，利用遗传算法建立叶片高光谱图像信号与叶绿素含量的对应关系，进而实现黄瓜叶片叶绿素分布图的无损检测。与对照组叶片的叶绿素分布图相比，缺N叶片主要表现为叶片中心区域叶绿素含量偏低，而缺K叶片主要表现为叶片边缘的局部区域叶绿素含量偏低。据此分别提取缺N、缺K叶片及对照组叶片的叶绿素及其分布特征（叶片中心区域所有像素点的叶绿素含量均值、叶片边缘区域叶绿素含量偏低的像素点数量），并借助提取的特征参数建立了N、K元素亏缺诊断方法，其正确诊断率为95%。研究结果表明，叶绿素叶面分布特征可有效实现黄瓜植株N、K元素的亏缺诊断。

摘要:针对初生仔猪目标较小、分娩栏内光线变化复杂、仔猪粘连和硬性遮挡现象较为严重等问题，提出一种基于深层卷积神经网络的初生仔猪目标识别方法。将分类和定位合并为一个任务，以整幅图像为兴趣域，利用特征金字塔网络（Feature pyramid network,FPN)算法定位识别仔猪目标；对比了不同通道数数据集以及不同迭代次数对模型效果的影响；该方法支持图像批量处理、视频与监控录像的实时检测和检测结果多样化储存。实验结果表明：在数据集总量相同时，同时包含夜间单通道和白天3通道的数据集，在迭代20000次时接近模型最优值。模型在验证集和测试集上的精确率分别为95.76%和93.84%，召回率分别为95.47%和94.88%，对分辨率为500像素×375像素的图像检测速度为53.19f/s，对清晰度为720P的视频检测速度为22f/s，可满足实时检测的要求，对全天候多干扰场景表现出良好的泛化能力。

摘要:为全面评价中国粮食生产用水效率，发现粮食生产用水过程中投入要素存在的问题，构建了中国粮食生产用水效率评价指标体系，基于超效率DEA模型，分析了2009—2014年中国31个省级行政区的粮食生产用水效率的时空变化特征，阐明了中国粮食生产用水投入要素的调整方向和调整程度。结果表明：中国4个经济区的粮食生产用水效率差异显著，东北地区粮食生产用水效率最高，且波动较小；中部地区和西部地区粮食生产用水效率较低，且波动较大；东部地区粮食生产用水效率最低，且处于下降趋势。不同省级行政区之间的粮食生产用水效率差异较大，粮食生产用水投入要素配置不合理；粮食生产灌溉用水和粮食生产有效降水均存在投入冗余和投入不足现象，说明两者未能实现相互促进和相互调节。

摘要:为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响，在秸秆全量还田（9000kg/hm2）条件下，设置4种不同纯氮施用水平：SR+N0（0kg/hm2）、SR+N1（150kg/hm2）、SR+N2（300kg/hm2）和SR+N3（450kg/hm2），以秸秆不还田施氮量333kg/hm2为对照（CK），研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明，秸秆还田配施氮肥可改善耕层（0~40cm）土壤容重和孔隙状况，以SR+N2和SR+N3处理效果最优，耕层平均土壤容重分别较CK降低80%和88%，土壤总孔隙度分别较CK提高11.4%和12.5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量，随施氮量的增加土壤碳氮比降低，其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优，其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33.6%、47.0%、30.8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应，玉米增产和改善水分利用效率效果最优，两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33.9%、26.2%。通过两年研究发现，在宁夏扬黄灌区，秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力，从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率，以秸秆还田配施纯氮300kg/hm2效果最优。

摘要:为揭示不同水氮管理模式下玉米花前、花后氮素吸收、转运规律，探究作物氮、肥料氮、土壤氮之间的关系以及干物质吸收转运规律，以大田试验为基础，采用15N同位素示踪技术，设置3个灌水定额水平（W1：40mm，W2：60mm，W3：80mm）和4个施氮量水平（N0：0kg/hm2，N1：180kg/hm2，N2：240kg/hm2，N3：300kg/hm2），分析比较了不同水氮管理模式对玉米氮素累积量、转运量、氮素籽粒贡献率、肥料氮和土壤氮的吸收转运规律，以及干物质转运量和干物质籽粒贡献率的影响。结果表明：氮肥回收率为21.27%～44.64%，N2W2处理的氮肥回收率最高。成熟期各器官氮素累积量由大到小依次为籽粒、叶、茎、穗叶，中等施氮水平下植株氮素累积量最高，玉米植株氮素在W1水平显著降低(P<0.05)。各器官氮素转运量由大到小依次为叶、茎、穗叶，施氮处理整株玉米氮素转运量较未施氮处理均有所提高， N2W2处理氮素转运量最高，与其他处理差异显著(P<0.05)。参与转运的氮素中，土壤氮转运量大于肥料氮转运量。玉米各器官15N转运量和土壤氮转运量由大到小依次为叶、茎、穗叶，整株玉米植株中参与转运的氮素有22.43%～39.45%来自肥料，中等施氮灌水处理各器官在向籽粒转运较高肥料氮的同时，还能保证较高的土壤氮转运量。不同器官氮素籽粒贡献率由大到小依次为叶、茎、穗叶，各器官氮素转运量占籽粒氮素累积量的18.29%～44.29%，贡献率最大值出现在N2W2处理。干物质转运量以及籽粒贡献率均由大到小依次为茎、叶、穗叶，N2W2处理籽粒干物质累积量和干物质籽粒贡献率均最高。结合玉米干物质累积与转运规律以及氮素吸收利用规律，建议当地玉米种植采用灌水60mm、施氮240kg/hm2的水氮管理模式。研究结果可为东北地区玉米水氮管理方式提供理论支持。

摘要:为探明黑土区施加生物炭对土壤结构、土壤肥力和作物产量及其可持续性的影响，以东北黑土区3°坡耕地〖JP3〗田间径流小区为研究对象，进行了为期4年的观测。2015年按照生物炭的施加量共设置C0(0t/hm2)、C25(25t/hm2)、〖JP〗C50(50t/hm2)、C75(75t/hm2)、C100(100t/hm2)5个处理，2016—2018年分别连续施加等量的生物炭。结果表明：连续4年随施炭量的增加土壤容重呈逐渐降低趋势、孔隙度呈逐渐升高趋势，且施用年限越长，作用越明显；连续4年广义土壤结构系数（GSSI）随施炭量的增加呈先增大后减小的变化趋势，土壤三相结构距离指数（STPSD）呈先减小后增大的变化趋势，均在第2年C50处理取得最大（小）值（98.31、4.87），同时土壤三相比最接近理想状态；连续4年大于0.25mm的土壤团聚体含量（R025）、平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）随施炭量的增加均呈先增大后减小的变化趋势，均在第2年C50处理取得最大值；连续4年土壤速效钾、有机质含量随施炭量的增加逐渐升高，土壤碱解氮和有效磷含量先增加后减小，各年份土壤碱解氮和有效磷含量提高最多的分别为C50(46.1%、76.6%)、C50(46.4%、85.4%)、C25(33%、100.7%)、C25(23.9%、103.2%)；连续4年施加生物炭均可提高大豆产量、单株荚数、单株粒数和百粒质量，在第2年C50处理增产最大，增产率为33.3%，同时产量可持续性最强，产量可持续性特征指数（SYI）为0.871。

摘要:在陕西渭北旱塬地区永寿和长武试验站分别布设田间试验，研究地膜覆盖和控/缓释肥互作对玉米生长和氮素吸收利用的影响。设置了2种栽培方式（双垄沟覆膜、平作）和3种肥料类型（尿素、包膜控释肥和尿素配施双氰胺硝化抑制剂（DCD）缓释肥），共6个处理。通过对比分析不同处理春玉米叶面积指数（LAI）、干物质累积量、产量和氮素利用效率，评价不同互作方式对春玉米生长的影响。结果表明：覆膜可提高玉米产量14.0%~34.2%，减少土壤氮素的淋失，并且增加了0~40cm土壤硝态氮含量，氮素利用效率和氮肥利用效率高于平作处理9.5%~23.7%。覆膜条件下，尿素基施处理的叶面积衰减速率分别高于包膜控释肥处理和尿素加施DCD处理42.0%~51.6% 和55.4%~66.3%，开花期到成熟期干物质积累速率分别低于包膜控释肥处理和尿素加施DCD处理112.7%~155.2% 和30.3%~44.7%。控/缓释肥延缓了覆膜条件下春玉米叶片的衰老速率和衰老时间，加快了玉米生育后期干物质积累速率，营养器官氮素转运量和转运效率均高于尿素基施处理4.2%~78.1%，并且氮素吸收效率和氮肥利用效率高于尿素基施处理6.6%~24.2%。因此，覆膜和控/缓释肥互作可以在一定程度上缓解覆膜条件下春玉米生长的早衰现象，促进玉米生长发育，提高氮肥利用效率，可以作为渭北旱塬春玉米增产的一项有效措施。

摘要:为探究不同沼渣联合堆肥的腐殖化进程，以污泥沼渣、秸秆沼渣和醋糟为主要原料分别与餐厨废弃物、牛粪联合堆肥，进行堆肥过程中酶活性变化及堆肥前后腐殖化特征变化的表征。研究结果表明：秸秆沼渣堆肥过程中脱氢酶和脲酶活性随着堆肥进行呈先增加后降低的趋势，且保持较高的多酚氧化酶、纤维素酶活性，加速了有〖JP3〗机物的分解和腐殖化；相比秸秆沼渣和醋糟，污泥沼渣在堆肥结束时脱氢酶和脲酶活性依然较高，分别为19.25μg/(g·h)、6.22mg/(g·d)，表明还存在部分不稳定有机物。经过30d堆肥后，沼渣逐渐腐殖化，腐殖酸的分子量分别由堆肥前的2.024、3.284、2.090Da变为堆肥后的2.061、3.929、3.990Da。综上，基于多元参数表征能够为沼渣的高效资源化及其产品应用提供理论依据。

摘要:为减轻废弃蛋壳对环境的污染，提高蛋壳和蛋膜的附加价值，提出了蛋壳蛋膜旋风式气流分选方式。首先，基于Fluent-EDEM耦合模拟研究了旋风式气流清选装置的清选筒直径、直筒段高度等结构参数对清选筒内的流场特性、颗粒轨迹、颗粒分布的影响；其次，根据仿真结果确定了清选筒的基本尺寸，搭建试验台，以筒顶结构、风机转速、喂料机转速和喂入量为试验因素，以蛋膜的清洁率和回收率为试验指标，进行壳膜清选试验；最后，通过正交试验、二次通用旋转组合试验和优化设计，得出了最优因素参数组合。仿真显示：清选筒内流场中心柱状区域速度大、且方向向上，外围速度低、且方向向下，升气管处气压最低，有利于壳膜的分选；增大清选筒筒径会造成蛋壳回流，筒径过小不利于蛋膜收集的清洁率；增加筒体高度导致筒内能量损失过大，蛋膜回收率较低，减小筒体高度导致筒内能量损失小，筒内气流速度较大，蛋膜分选的清洁率低。试验结果表明，锥形筒顶较平顶蛋膜回收率高；物料进口速度过大，则壳膜因离心力大贴着筒壁运动，达不到壳膜分选的效果；当喂入量500g/s、风机转速2892r/min、喂料机转速918r/min时，蛋膜回收率高于94%，蛋膜清洁率高于96%。验证试验与优化结果相近，优化结果可信。

摘要:基于近红外漫透射光补偿光谱分析技术，设计了便携式大米多品质参数无损检测仪，检测仪包括光谱采集单元、光源单元、控制与显示单元、供电单元、专用参考校正盒等，光谱采集单元通过光补偿杯和聚焦准直透镜有效提高了采集光谱的信噪比，整个装置尺寸为207mm×90mm×148mm，携带方便。选取52个籼米样品，基于便携式大米多品质参数无损检测仪建立了大米含水率、直链淀粉质量分数和蛋白质质量分数的偏最小二乘预测模型，含水率、直链淀粉质量分数和蛋白质质量分数的校正集相关系数分别为0.9803、0.9770、0.9323，校正集均方根误差分别为0.2791%、0.7274%、0.2045%，验证集相关系数分别为0.9793、0.9571、0.9249，验证集均方根误差分别为0.3009%、1.1067%、0.2127%。基于MFC软件开发工具，采用C/C++语言编写了实时检测及控制软件，实现了便携式大米多品质参数检测仪的一键式操作。试验验证了便携式大米品质无损检测仪的检测精度和稳定性，结果表明，利用该装置预测大米含水率、直链淀粉质量分数和蛋白质质量分数的最大变异系数分别为0.024、0079、〖JP2〗0034，大米样品的含水率、直链淀粉质量分数和蛋白质质量分数的预测值和标准理化值的相关系数分别为0.9727、0.9409、0.9015，预测均方根误差为0.3632%、1.3181%、0.2430%。这表明自行设计的检测仪可以实现大米含水率、直链淀粉和蛋白质质量分数的实时无损检测。

摘要:为探究豆粕近红外定量分析模型从实验室到工厂在线应用转移的可行性，以全国采集的117个豆粕样品为研究对象，利用偏最小二乘法在实验室建立了豆粕含水率、粗蛋白质量分数的近红外定量分析模型，继而将此模型转移到饲料生产企业进行在线应用。研究结果显示：建立的实验室近红外模型可实现豆粕含水率、粗蛋白质量分数的快速预测，其中，含水率和粗蛋白质量分数的验证集决定系数R2P分别为0.83和0.86，相对分析误差分别为2.40和2.55，模型效果良好；采用模型校正、样品扩充两种不同方法，将实验室模型转移到饲料生产企业进行在线应用，含水率和粗蛋白质量分数的预测值与实际测量值之间具有很好的吻合性，可以达到在线分析的要求。

摘要:为了提高黑毛猪肉新鲜度的识别准确率，提出基于改进残差网络和迁移学习的黑毛猪肉新鲜度识别方法。首先，根据猪肉的微生物菌体浓度、大肠菌菌体浓度和pH值，结合国家标准，将猪肉新鲜度分为7个类别；然后，将ResNet-50模型用PfidSet数据集训练，使其具有抽取图像特征的能力，利用模型迁移和模型微调对ResNet-50模型进行改进，即用一个3层的自适应网络取代ResNet-50模型的全连接层和分类层，再使用在PfidSet上训练的网络参数初始化改进的ResNet-50模型权重，运用LReLu-Softplus作为自适应网络的激活函数；最后，将改进ResNet-50模型在猪肉样品的图像数据集上学习得到的知识，迁移到黑毛猪肉新鲜度识别任务。选取7类共计23427幅黑毛猪肉图像组成样本集，从样本集中随机选择80%的样本用作训练集、其余20%用作测试集进行测试，试验结果表明，迁移学习能够明显提高模型的收敛速度和识别性能，数据扩充有助于增加数据的多样性，避免出现过拟合现象，在迁移学习和数据扩充方式下的总体识别准确率达到94.5%，是一种高效的猪肉新鲜度识别方法。

摘要:为改善美拉德反应改性大豆分离蛋白效率低、反应时间长、能耗高等缺陷，研究了不同射流空化压力对大豆分离蛋白-葡聚糖美拉德反应进程的影响，并进一步研究射流空化压力对产物结构及乳化特性的影响。结果显示：当射流空化压力为1.5MPa时，SPI与葡聚糖美拉德反应进程最大，A420达到0.55，褐变程度提高了1702%，增加了中间产物含量（P<0.05），接枝度从32.54%增加到57.89%；SDS-PAGE验证了射流空化促进大豆分离蛋白-葡聚糖美拉德反应；射流空化处理后，SPI的荧光强度和紫外吸收峰升高，表明空化处理改变了蛋白分子空间，表面疏水性增强，但SPI-葡聚糖反应产物的荧光强度和紫外吸收峰降低，说明葡聚糖共价结合到处理后的SPI表面，其亲水基团增多，疏水性降低；SPI-葡聚糖美拉德反应产物的乳化活性、乳化稳定性分别提高了40.61%和48.46%。

摘要:采用碱性蛋白酶对大豆脱脂豆粕进行酶解，探究大豆肽-钙螯合物的最佳制备工艺参数，并对大豆肽-钙螯合物的性质进行分析。以钙结合量作为指标，研究肽钙比、反应温度、反应时间和pH值对钙结合量的影响，并通过Box-Benhnken中心组合试验以及响应面分析法对螯合工艺进行优化。结果表明，最佳螯合工艺为：肽钙比1.6、反应温度38℃、反应时间44min、pH值6.6，在此条件下制得的大豆肽-钙螯合物的钙结合量为78.73mg/g。经试验，测得大豆肽-钙螯合物的溶解度为98.59%，分子量大于5000Da的大豆肽-钙合物占1.76%，分子量小于5000Da的占98.24%，分子量小于1000Da的大豆肽-钙螯合物占80.24%，其中分子量180~500Da的大豆肽-钙螯合物占比最大。本研究可为新型大豆营养保健产品及合成新型补钙制剂的研发提供新方法、新思路。

摘要:为改善农田作业者的工作环境、降低其劳动强度，课题组前期设计了一套基于无线网络的拖拉机遥操作系统，并通过试验验证了系统的可行性，但是该系统因采用单线程技术存在数据拥堵、人机交互界面通过鼠标按键操作存在误操作隐患、且不符合驾驶习惯等问题。为此，开展基于原有硬件条件的多线程技术与基于集成操纵装置的人机交互系统的拖拉机遥操作系统的优化与改进设计，进行随动性能试验与直线行驶、直角转弯、蛇行驾驶试〖JP2〗验，以验证优化后系统的综合操作性能。试验表明，优化后的遥操作系统随动控制精度良好，指令执行时延在60ms内；在拖拉机行驶速度为317km/h时，〖JP〗直线行驶最大误差绝对值不超过1053mm，RMS误差最大不超过601mm；直角转弯执行精度较第1代系统有明显改善；蛇行轨迹与驾驶员实际驾驶时差别不大；总体遥操作驾驶体验良好。

摘要:通过可视化的快速压缩机模拟内燃机的燃烧室，研究了高压共轨柴油在40、60MPa两种喷射压力下，柴油油束在切向、斜向和直通3种涡流场中的扩散混合特性。实验结果表明，在相同喷油压力及喷油脉宽下，切向涡流场中柴油喷雾面积与视窗面积比的峰值和谷值均为最高，直通涡流场中最低；斜向涡流场从喷油开始到喷雾完全混合整个过程用时最短，直通涡流场用时最长；喷雾油束的扩散时间与涡流的切向速度、燃油喷射压力成反比。

摘要:针对目前超磁致伸缩式振动能量收集在理论研究上的不足，根据超磁致伸缩材料的材料特性，设计了一种柱棒式超磁致伸缩能量收集装置（GMEHD），并对其工作原理进行了阐述。结合GMEHD的结构特点，建立了装置的输入输出模型，推导了输出电压计算公式，对系统在正弦激励下的响应进行了求解；根据线圈结构，通过电路分析，对线圈匝数进行了优化。利用仿真软件COMSOL Multiphysics，建立了GMEHD有限元模型，得到其仿真结果。在上述基础上制作了GMEHD样机，搭建了实验测试系统，得到了不同频率正弦力作用下GMEHD输出电动势曲线，并与模型计算值和仿真结果进行了对比。结果表明：在1、10、50Hz单位正弦激励下，GMEHD输出电动势幅值分别为2、15、75mV，相位超前于输入力π/2。实验与模型计算和仿真分析结果基本吻合，验证了模型的准确性，为GMEHD优化设计提供了参考依据。

摘要:针对一种空间多环耦合六面体可展机构自由度分析问题，提出了选取动平台、建立等效串联分支、构建等效并联机构，进而基于并联机构自由度分析理论得到六面体机构自由度的分析方法。首先，选取多个构件组成的运动链整体作为动平台，基于螺旋理论建立动平台的所有运动等效串联分支；然后，减少动平台所含构件数，重新建立等效串联分支；最终将原机构等效为动平台仅由1个构件组成的传统并联机构。这样逐渐降低了原六面体机构的耦合度，从而降低了其自由度分析的难度。建立了六面体可展机构的仿真模型，通过施加不同的驱动对六面体机构的运动规律进行了分析，并讨论了该机构的折叠性能。本研究为此六面体机构的力学特性分析奠定了基础，提出的自由度分析方法为其他多面体可展机构自由度分析提供了思路。

摘要:基于用移动机器人代替农民在农田复杂环境下进行劳作、减轻农民作业负担的理念，提出一种轮/履形态可重构移动机器人。该移动机器人由4个相同结构的轮/履形态可重构行走单元以及车体组成，具有轮式和履带式2种行走姿态，以便适应野外复杂地形。轮/履运动形态的可重构可以通过轮/履形态转换装置实现。建立了形态可重构单元的运动学模型、数学模型以及动力学模型，并推导了行走单元的数学模型，得到行走单元机器人在攀越台阶越障时机器人摆杆角度与台阶高度h的关系，以及能够攀爬的坡度范围。在Simulink以及ADAMS中建立了行走单元虚拟样机以及仿真环境，并设计了样机。通过对虚拟样机仿真以及Matlab理论值计算，末端速度和加速度的仿真值与理论值误差的数量级仅在10-8~10-6之间，验证了其数学模型以及运动学模型的正确性。