摘要:筛分是谷物联合收获作业的关键工序，筛分装置的作业质量直接影响联合收获机的作业性能。现有筛分装置性能可基本满足谷物收获作业要求，但鉴于农业物料的多样性、作业环境的多变且不可控性以及谷物联合收获机的高速作业性，在进行筛分时由于物料喂入量增大和物料含水率的升高，从而产生物料堵塞筛孔、潮湿物料粘附筛体、物料流动性差、筛分效率低等问题。本文以筛体结构和筛体驱动机构为切入点，概述谷物筛分装置的研究现状和研究方法，从不同领域筛分技术的借鉴与互补以及筛分装置高效化、智能化、信息化的发展角度出发，指出谷物筛分装置技术的发展趋势，为我国谷物筛分技术研究和筛分装置的创新设计提供参考。

摘要:针对现有采摘机器人的识别-采摘精度与效率偏低等问题，开展了采摘机器人深度视觉伺服手-眼协调规划研究。开发了在手RealSense深度伺服的小型升降式采摘机器人，进行了采放果的工作空间与姿态分析，针对“眼在手上”模式建立了手-眼协调的坐标变换模型。对采摘机器人提出了基于在手RealSense深度伺服的由远及近手眼协调策略，并根据RealSense与机械臂参数完成了基于深度视觉的远近景协调关键点间分段动作规划。手眼协调采摘试验表明，末端在X、Y、Z方向的平均定位精度为3.51、2.79、3.35mm，平均耗时为19.24s，其中机械臂从初始位开始采果的平均耗时为12.04s，中间识别与运算的平均耗时为3.82s，放果动作平均耗时为7.2s，机械臂动作耗时占整个环节的80.2%。该机器人结构和在手RealSense深度伺服的手眼协调策略可满足采摘作业需求。

摘要:为实现细长果蔬的无损采摘，设计一种充气呈螺旋运动的软体气动抓手。对该抓手进行有限元静力学仿真分析，采用3因素3水平的中心组合设计与响应面分析方法，研究各因素对软体气动抓手螺旋特性的交互影响。以软体气动抓手的螺旋直径和螺距为响应值，分别建立二次回归模型，得到模型的决定系数分别为0.9987和0.9351，各因素对螺旋直径和螺距的影响显著性顺序从大到小均为：壁厚、内腔室高度、腔室角；以软体气动抓手的仿真直径35mm、仿真螺距[50mm,150mm]为目标函数对各试验因素进行优化，最优设计结果为壁厚2.51mm、腔室角30.52°、内腔室高度11.91mm。制作软体气动抓手并进行仿真试验对比，结果表明，螺旋直径与螺距的误差均小于5%。对该抓手在不同气压下的抓取力进行试验，结果显示，软体气动抓手在气压0.13MPa下至少具有3.37N的抓取力；通过抓取不同尺寸、不同柔软度细长果蔬的试验证明了软体气动抓手抓取的有效性；以水果黄瓜为采摘对象，在3.6s内实现了黄瓜的抓取与断梗。

摘要:针对农业机械大数据平台中，已有数据清洗算法不适用于大规模、多源异构、高维度和强时空相关实时数据的问题，分析了复杂田间环境下农机作业数据异常来源及特征，研究了异常数据检测及修正技术，提出一种基于滑动窗口机制的农机作业数据在线清洗方法。该方法基于方差约束原则识别异常数据，基于最小变动原则生成候选修正数据，基于数据时间相关性通过AR、ARX模型迭代优化得到最终修复值，依托Flink分布式计算平台，从而适应农机数据吞吐量大、并发度高的特点。基于某省农机作业数据对算法进行了有效性验证，结果表明，在数据规模达到1×105条、数据异常率为5%的情况下，算法异常识别率达到0.94，且与已有清洗算法相比均方根误差更小。基于Box-Behnken方法设计试验，通过响应面分析得到回归模型，分析算法参数对均方根误差和运行时间的影响。基于二进制编码的混合遗传算法对参数进行优化，优化后的参数组合可使算法均方根误差达到0.16、运行时间达到0.13s。该数据清洗方法能够为农机大数据平台的实时处理提供高质量数据支撑。

摘要:针对在滴灌区进行玉米免耕播种作业时，窄行内铺设的滴灌带与秸秆残茬易缠绕形成壅堵、影响播种机具通过性和作业质量等问题，提出适用于滴灌区宽窄行玉米免耕播种带的秸秆清理方法。设计了播种带秸秆残茬分区清理装置，该装置通过纵向错位布置拨草机构对播种带秸秆进行清理，对清理装置作业过程和秸秆抛撒轨迹进行了分析，确定了关键影响因素及参数取值范围；运用EDEM离散元仿真技术，以机具作业速度、入土深度和纵向间距为试验因素，以播种带秸秆清理率为评价指标进行了回归正交仿真试验，建立了响应面数学模型，并进行了参数优化和田间验证试验。结果表明，影响播种带秸秆清理率因素显著性由大到小依次为机具作业速度、纵向间距和入土深度；当作业速度为9km/h、纵向间距为1100mm、入土深度为45mm时，装置作业通过性良好，播种带秸秆残茬清理率均值为87.61%，比模型优化理论值低1.8个百分点，播种带清理宽度为508.0~540.4mm，满足滴灌区玉米免耕播种的农艺要求。

摘要:针对现有稻田株间除草漏除率大、除草率低和除草装置因无法确定秧苗位置而导致伤苗率高等问题，基于除草执行部件往复式开合运动思想，设计了一种用于去除稻田中耕期株间杂草的弧齿式自动避苗除草装置。根据中耕除草期稻株生长状态，通过理论分析设计了对置株间除草齿，并确定了除草弧齿的主要结构参数。利用光电传感器和电动直线推杆的协同作用，设计了自动避苗控制系统，当该装置执行避苗除草作业时，系统根据前进速度控制除草弧齿张开一定间距，以躲避秧苗。基于显式动力学仿真软件LS-DYNA进行了虚拟试验，以地表下0~40mm内土壤扰动率为试验指标，当除草齿入土深度为32mm时，土壤扰动率达到最大值，为90.02%。通过田间试验验证了该株间除草装置和自动避苗控制系统的作业性能，在前进速度为0.5~0.9m/s时，该装置平均除草率为86.51%、平均伤苗率为0.20%，除草和避苗作业性能稳定，可满足稻田除草农艺要求和株间“避苗除草”作业要求。

摘要:为保证水田侧深施肥的作业效率、提高侧深施肥装置的施肥均匀性，结合寒地水稻侧深施肥的农艺要求，设计了圆盘顶出式侧深施肥装置。阐述了该装置的工作原理，并对关键部件圆盘顶出式排肥器和风送系统进行分析，建立了施肥装置排肥过程的运动学模型，得出排肥圆盘转速是施肥性能的重要影响因素，通过EDEM虚拟仿真试验确定排肥圆盘最佳工作转速为10~60r/min；进行了侧深施肥装置施肥性能试验，结果表明：各行排量一致性、施肥稳定性均满足国家施肥机械作业标准要求；以肥槽有效工作长度为因素，以施肥量均值、施肥均匀性变异系数和总施肥量为指标进行施肥均匀性试验，结果表明：当肥料密度为1.15g/cm3、肥槽有效工作长度在5~20mm之间调节时，总施肥量变化范围为137~921kg/hm2，施肥均匀性变异系数为5.96%~12.77%，满足国家施肥机械作业标准要求；与直槽轮式和斜槽轮式侧深施肥装置对比表明，圆盘顶出式侧深施肥装置有效提高了施肥均匀性，在满足施肥量要求的前提下，长时间作业未出现肥料挤压破碎现象；另选择4种不同密度的水田侧深施肥专用肥，验证施肥装置肥量调节性能，结果表明，所设计的侧深施肥装置对常用专用肥料具有良好适应性，获得了肥料密度在0.85~1.40g/cm3之间的肥槽有效工作长度与总施肥量的变化曲线，可应用于田间作业，为机具调试应用及实际施肥作业提供指导和参考。

摘要:以电机转速作为控制目标的电控排种器，在复杂工况下存在实时播种量不稳定、难以达到农艺要求播量的问题，为此设计了一种可根据实时播量信息进行反馈控制的油菜排种器。油菜排种器由螺管排种机构、小粒径种子感知模块、检测及控制模块和驱动模块组成。为使种子有序通过小粒径种子感知模块传感区域，对导种管进行了结构设计，使其能够与传感器模组匹配，从而有效减少播量漏记。对排种器进行转速-排种频率测定及播量准确率测试，基于测试结果构建了播量检测准确率补偿模型，从而降低播量检测误差。以小粒径种子感知模块中传感器模组获取的实时播量信息作为〖JP3〗排种控制器控制输入，设计了排种器控制系统。台架试验表明，油菜排种器排种频率在10.1~60.4Hz范围内，排种器播量检测准确率达到98.75%，不同转速下的排种量稳定性变异系数不超过1.16%。田间试验表明，在拖拉机不同前进速度下，播种量误差率不超过2.55%，排种量稳定性变异系数不超过0.98%。该油菜排种器可为小田块精量播种提供技术支撑。

摘要:针对现有谷子穴播排种器播种时存在堵孔、排种盘高转速时充种率低及排种均匀性差等问题，结合谷子穴播农艺要求，设计了一种正负气压-型孔轮组合式谷子穴播排种器。对排种器关键部件参数进行设计计算，通过理论分析建立了种子在流场中和充种区的力学模型。为了获得最佳的排种器性能参数，以型孔轮转速、真空度、吸孔直径为试验因素，以合格率、重播率、漏播率为评价指标，进行了三因素五水平二次正交旋转组合试验，采用多目标优化方法，确定了当吸孔直径为1.04mm、真空度为2.10kPa、型孔轮转速为22.46r/min时，合格率为93.14%，重播率为3.48%，漏播率为3.38%。对优化结果进行验证试验，验证结果与优化结果基本一致。田间播种试验表明，该排种器合格率为88.2%、重播率为4.9%、漏播率为6.9%，各项指标均满足谷子穴播农艺要求。

摘要:针对机械式三七育苗播种排种器种子破损率高、需对种子进行预先分级处理等问题，基于负压吸种、毛刷滚清种、正压排种的工作原理设计了一种气吸滚筒式排种器。对充种阶段、清种阶段、携种阶段、投种阶段进行力学分析，研究排种器的主要结构参数，分析影响排种性能的主要因素；结合单因素试验，选取真空度、播种机作业速度、充种室种子质量为试验因素，以合格指数、漏播指数、重播指数为试验指标，进行了三因素五水平二次正交旋转试验，建立了试验指标与试验因素间的回归方程。借助Design-Expert 10.0软件，采用响应曲面法分析得出，影响充种性能的各因素主次顺序为：播种机作业速度、真空度、充种室种子质量。通过参数优化，得到最佳参数组合为：播种机作业速度0.18m/s、真空度9.6kPa、充种室种子质量1.2kg，此时合格指数95.6%，重播指数0.4%，漏播指数4.0%，满足三七播种的农艺要求。

摘要:针对棉花气吸滚筒式穴播器因投种性能不稳定而造成排种质量下降的问题，在气吸滚筒式穴播器的取种盘和鸭嘴之间增设二次投种机构，通过重新规划种子运动路径，降低投种点高度，减少了漏播和重播现象，提高了气吸滚筒式穴播器的排种性能。在保证气吸滚筒式穴播器取种方式不变的前提下，依次对二次投种机构的安装位置、种道轮廓和出入口的结构参数进行设计和分析，并采用离散元法对种子运动轨迹、运动速度和排种性能进行了仿真，阐明了漏播和重播产生机理。以合格指数、漏播指数和重播指数为评价指标，进行了三因素二次旋转正交组合试验，分析了安装角、作业速度、内种道高度对排种性能的影响。结果表明：安装角对合格指数的影响最大，内种道高度对合格指数的影响最小；当安装角为10.95°、作业速度为3.29km/h、内种道高度为16.68mm时，排种性能最佳，此时合格指数为98.40%，漏播指数为0.85%，重播指数为0.75%。田间试验表明：优化后二次投种机构的气吸滚筒式穴播器的合格指数为98.06%，较普通穴播器提升2.21个百分点。

摘要:针对利用现有塑料地膜垄上敷设装置铺设小麦秸秆纤维地膜时易出现地膜断裂和膜边破损等问题，设计了一种小麦秸秆纤维地膜垄上敷设装置。对小麦秸秆纤维地膜覆膜特性进行分析，建立了含有修正系数的垄上覆膜数学模型，探明了地膜产生断裂的主要影响因素；对关键部件进行设计和分析，确定了侧导向辊、压边覆土镇压装置的关键结构及参数范围；采用三因素三水平正交试验法，以展膜辊与压边轮的距离、侧导向辊倾角、工作速度为试验因素，以采光面展平度、采光面机械破损程度为试验指标，进行了参数优化试验和验证试验。结果表明：当展膜辊与压边轮距离120cm、侧导向辊倾角30°、作业速度3.6km/h时，采光面展平度97.4%、采光面机械破损程度12.6mm/m2，设计的小麦秸秆纤维地膜敷设装置满足烟草栽培垄上覆膜机械化作业和农艺要求。

摘要:针对温室三七收获机械化程度低、收获效率低、破损率高等问题，设计一种液压控制履带自走式温室三七收获机。在满足农艺要求的基础上，使用履带式行走底盘，并对其进行运动学分析，利用RecurDyn对整机直线行走特性进行仿真分析，单侧牵引动力为1357N，质心波动平稳；建立了根土混合物运动学模型，并确定挖掘部分最优结构参数。利用FluidSIM软件和GX Developer软件开发平台分别设计了本地操作系统和远程控制系统，使整机具有行走、传动和升降功能。田间试验表明：在不同控制模式下，整机能顺利完成直行、转弯和挖掘装置升降等功能，液压控制系统和机械部分工作顺畅，直线行走稳定，行走偏移量为0.49%，液压缸前进、后退速度均为0.22m/s，误差满足要求；平均伤根率为1.77%，平均损失率为1.48%，无明显埋根现象，满足三七收获机性能要求。

摘要:为研究青饲料收获机调制部件工作参数对饲草作物调制性能的影响，设计了一种调制辊间隙可调的齿辊式饲草作物调制试验台。试验台主要由调制辊、间隙调节机构、调制辊快速更换机构及测控系统等组成，通过测控系统可实时采集固定辊与传动轴之间的扭矩、转速等信息，进而得到试验台能耗。为检验试验台的工作性能，以青贮玉米为试验对象，以固定辊转速、调制辊单位工作长度喂入量和调制辊间隙为试验因素，以单位能耗、茎秆破节率和籽粒破碎率为目标参数，采用Box-Behnken试验方法进行三因素三水平响应面试验，通过分析分别建立了目标值与试验因素的二次回归模型，得到试验条件下调制最优工作参数组合为固定辊转速1157r/min、调制辊单位工作长度喂入量10.84kg/(m〖DK〗·s)、调制辊间隙2.6mm，目标值最优解为单位能耗2347.44J/kg、茎秆破节率95.66%、籽粒破碎率95.19%。利用青贮玉米进行了验证试验，结果表明，在最优工作参数组合条件下，单位能耗、茎秆破节率、籽粒破碎率分别为2377.53J/kg、95.62%、95.02%，与理论优化值相对误差均小于1%。本研究可为饲草作物调制机械的设计及工作参数的选择提供数据参考与技术支持。

摘要:为解决小型揉丝机难以同时处理属地人工打包的整株捆与机械压制的小方捆玉米秸秆的问题，设计了一种秸秆破包揉丝机。通过进行秸秆受力与运动分析确定影响机器工作的主要结构与工作参数，并对整机传动系统与各轴转速进行设计与匹配。研究整株及方捆秸秆在初始喂入、内部运动和筛分排出过程中关键结构与工作参数对工作效率和丝化效果的影响，以电机输出转速、筛孔直径和喂入间隙为试验因素，以标定单位功率生产率和秸秆丝化率为评价指标，采用三元二次回归正交旋转中心组合试验方法进行了试验与分析，建立了试验因素与评价指标的回归模型。结果表明：对标定单位功率生产率的影响主次顺序为电机输出转速、喂入间隙、筛孔直径，对秸秆丝化率的影响主次顺序为筛孔直径、电机输出转速、喂入间隙；最优工作参数组合为：处理整株秸秆时，电机输出转速1353r/min、筛孔直径47mm、喂入间隙12cm，处理方捆秸秆时，电机输出转速1072r/min、筛孔直径46mm、喂入间隙35cm；验证试验表明，整株及方捆秸秆的标定单位功率生产率和秸秆丝化率均值分别为99.34kg/（kW·h）、98.86%和113.56kg/（kW·h）、98.30%，满足设计要求。

摘要:装袋是马铃薯从收获到运输、储藏的重要环节。为解决现有马铃薯装袋机效率低、损伤率高的问题，设计了一种高效、低损的辊式导流马铃薯定重装袋机，主要由支撑装置、分流输送装置、导流装置、撑袋装置和定重装袋装置构成。通过多工位装袋实现了高效，通过辊式导流实现了低损伤。通过对该机关键部件的力学分析和导流过程的运动学分析，确定了影响马铃薯损伤和装袋效率的主要因素为导流仓门角度、输送速度和上料量。以导流仓门角度、输送速度和上料量为试验因素，以破皮率、伤薯率和单口装袋效率为试验指标，进行了二次回归正交旋转组合试验，通过Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行方差分析，通过响应面试验分析了试验交互因素对试验指标的影响规律。利用Design-Expert 8.0.6软件优化模块并结合实际工作情况确定各因素最佳取值，在此基础上进行了试验台验证试验，结果表明：当导流仓门角度为45°、输送速度为0.35m/s、上料量为27t/h时，破皮率为1.8％、伤薯率为1.4％、单口装袋效率为12.4t/h，在该参数组合下辊式导流马铃薯定重装袋机破皮率和伤薯率均较低，且装袋效率较高。

摘要:提出一种在叶片前缘吸力面布置粗糙带抑制空化的方法。选用低比转数离心泵作为研究对象，利用修正的SST k-ω湍流模型和Kubota空化模型对离心泵全流域进行空化数值模拟。通过对比不同空化数下有、无粗糙带结构离心泵叶轮内的流场结构、湍动能分布、速度矢量、空泡体积变化和监测点压力脉动结果，分析粗糙带结构对离心泵工作性能的影响和空化抑制效果。结果表明：粗糙带结构对离心泵扬程和效率的影响较小，不会对离心泵工作性能造成较大影响；布置粗糙带后，叶轮内的流场分布得到改善，漩涡强度减弱，流动变得平稳；粗糙带结构有效抑制了空泡的初生，减弱了初生阶段湍流带来的能量耗散，对空化严重阶段的空泡体积也有一定的抑制效果；粗糙带结构对叶轮进口处、叶轮外缘和蜗壳隔舌处的主频压力振幅影响较小，对粗糙带结构之后且靠近该结构流域的压力脉动产生不同程度的扰动。

摘要:采用体三维速度场测试系统V3V测量漩涡工况下立式轴流泵喇叭管下方的流场，分析了附底涡演变过程中漩涡区速度梯度分布、漩涡强度及漩涡涡动能的变化。结果表明：附底涡的发生过程是一个伴随着附底涡区速度梯度、漩涡强度及漩涡涡动能不断变化的过程。随着时间的推移，附底涡区速度梯度、漩涡强度及漩涡涡动能先增大，达到最大后保持0.4s, 然后迅速减小，附底涡形成发展的时间大于漩涡溃退消失的时间。在漩涡发展初期，随着距离进水池底部高度的增大，漩涡强度逐渐减小；在漩涡进入保持阶段后，附底涡满足漩涡强度守恒定理；受喇叭管内复杂环境的影响，附底涡强度从喇叭管内最先溃退消失，从上向下逐渐减小。本研究可为进水池优化设计提供理论指导。

摘要:荒漠草原是草原中最旱生的类型，属于草原的极限生态状态，也是气候变化和生态系统演变的预警区。利用无人机高光谱遥感技术快速、准确地提取荒漠草原草地植被类型，对动态监测草原生态安全和合理开发草地畜牧业具有重要意义。以无人机搭载高光谱成像系统采集内蒙古荒漠草原遥感图像，获得具有高空间分辨率和高光谱分辨率的图像；通过光谱连续统去除变换，增强草地植被之间的光谱差异，并构建植被指数；采用分步波段选择法选择荒漠草原植被的特征波段，实现高光谱数据降维；构建融合光谱特征、植被特征、地形特征和纹理特征等24个变量的随机森林分类模型，并与支持向量机（SVM）、K-最近邻（KNN）和最大似然分类（MLC）法进行比较。结果表明，在4种分类方法中随机森林分类算法分类效果最好，总体分类精度达到91.06%，比SVM、KNN和MLC等机器学习算法分别高7.9、15.61、18.33个百分点，Kappa系数达到0.90，比SVM、KNN和MLC算法分别高0.13、0.23和0.26。无人机高光谱低空遥感和随机森林算法的结合为荒漠草原草地植被分类提供了新途径。

摘要:针对近期高寒山区生态景观急剧变化、严重影响生态敏感性的问题，为了更好地评价和分析这种变化带来的一系列生态现象，选取大峡谷为研究区，利用面向对象的分类方法确定景观类型，以多样性指数、优势度指数、均匀度指数和聚合度指数等作为指标，对研究区的生态敏感性进行评价和分析。采用面向对象的分类方法最终得到10类景观类型的斑块共1761个，其中林地景观和草地景观的面积占比最大，分别为48.84%和22.68%，冰雪/冰川景观的占比为17.39%。从景观指数来看，研究区景观多样性指数为1.374，优势度指数为0.982，均匀度指数为0.597，聚合度指数为97.374。可以看出，大峡谷研究区拥有较高的多样性，单一景观优势度相对较低，不同景观空间分配情况更好，总体上该区域景观以原始森林、高山草甸和冰川为主，人类活动干扰较小，并主要集中在河谷地带农田和草地的转换中。综合6类影响因子对大峡谷研究区生态敏感性进行加权分析，生态敏感性主要集中在中度和高度敏感区域，占比合计95.71%。中度敏感区域集中分布于河谷周边低海拔、低坡度区域，以水域、草地、灌木林为主；高度敏感区域集中分布于山地高海拔区域，以林地景观、冰雪/冰川景观为主。

摘要:为研究脐橙果园用地时空演变规律和驱动力机制，制定三峡库区可持续土地利用政策，维持区域经济发展与生态环境保护的良性平衡，以三峡库区脐橙主产区重庆市奉节县为研究区，利用地理国情、遥感影像等多源数据，在自然、社会经济2个类别基础上引入政策类因子，选择像元、乡镇2个尺度的26个潜在因子，利用随机森林回归方法定量分析脐橙果园用地变化驱动因子的相对重要性以及主要因子的边际依赖性，探究2000—2019年期间奉节县脐橙果园的时空演变格局。结果表明：2000—2019年期间奉节县脐橙果园呈快速扩张态势，总体规模增幅达150%，年均增长达7.5%，主要沿长江与梅溪河、大溪河、草堂河、朱衣河等主要水系呈带状分布，顺着流域峡谷方向逐步扩张；像元尺度的与水源地距离、与城区距离、土壤pH值和乡镇尺度的平均坡度、平均高程、脐橙产业扶贫专项资金数额、现代农业柑橘专项资金数额、脐橙产业科技项目资金数额以及坡向等驱动因子的相对重要性位居前9位，政策因子在脐橙果园扩张中的贡献较为显著，说明需要制定更适宜的政策来引导脐橙产业健康发展；脐橙果园扩张对各主要驱动因子的边际依赖性较强，不同空间层级之间存在差异性。总体而言，脐橙果园扩张倾向于发生在平均坡度15°~25°、平均高程200~450m、距离水源地3km内、土壤pH值为5.5~7.6，有资金支持、区位条件好的区域。本研究可为制定引导脐橙产业健康可持续发展的土地利用政策提供有效的技术参考依据。

摘要:为了区分玉米叶片重金属胁迫种类，提出一种基于高光谱的铜铅胁迫识别方法。分别以叶片0.1~2.0阶分数阶导数(FOD)光谱中红边位置与任意两波长处的光谱值构建玉米叶片的红边铜铅敏感指数(RECLSI)集群，计算各集群中指数与胁迫类型的相关系数，以相关系数最大值、最小值对应的RECLSI构建铜铅识别特征(CLIF)，在CLIF的二维分布出现与胁迫类型相关的聚类时建立胁迫识别界限(SIB)，从而实现铜铅胁迫识别。研究表明：各RECLSI集群中指数与胁迫类型相关系数的最大值、最小值随FOD光谱阶次的增加分别呈先升后降、先降后升的趋势，其中相关系数最大值、最小值的极点分别出现在1.3、1.4阶FOD光谱对应的RECLSI集群中；0.7~1.5阶FOD光谱的CLIF二维分布呈现出与胁迫类型相关的聚类，根据CLIF-SIB能够不同程度地实现铜铅胁迫识别；1.2阶FOD光谱的CLIF-SIB识别效果最好，试验集精度为100%，验证集精度为81.25%。基于FOD光谱的CLIF-SIB玉米叶片铜铅胁迫识别方法在部分阶次能够获得良好且稳定的识别结果，具有可行性和有效性。

摘要:为了提高遥感信息与作物模型同化的估产精度，以山西省晋南地区的3个县为研究区，采用四维变分（Four-dimensional variational, 4DVAR）和集合卡尔曼滤波（Ensemble Kalman filter, EnKF）两种同化算法将高时空分辨率Sentinel多源数据反演的叶面积指数（Leaf area index, LAI）、土壤含水率（θ）和CERES-Wheat模型进行同化，对比两种算法同化LAI和θ的性能，并进行冬小麦产量估测。结果表明：两种同化算法均能结合遥感观测和作物模型模拟的优势，相比模型模拟值，同化精度均有所提高；4DVAR-LAI和4DVAR-θ的均方根误差 (Root mean square error, RMSE)分别比EnKF-LAI和EnKF-θ低0.1490m2/m2、0.0091cm3/cm3，且根据遥感实际监测值4DVAR-LAI更能精确识别冬小麦的物候期，与实际冬小麦生长发育的物候期更相符，因此在Sentinel多源数据与CERES-Wheat模型同化中，4DVAR算法的性能更好；由4DVAR同化后的LAI和θ双变量建立的估产模型，RMSE和平均相对误差（Mean relative error，MRE）小于CERES-Wheat模型模拟估产的RMSE和MRE，说明估产模型的估产误差小，采用4DVAR算法同化Sentinel多源数据与CERES-Wheat模型有效提高了冬小麦区域估产精度。

摘要:为了保证育苗质量和提供适栽壮苗，满足新一代油菜产业规模化、标准化的需求，以浙油50为研究对象，进行了为期21d的温度胁迫实验，利用高光谱成像技术研究油菜受温度胁迫的健壮苗识别方法。首先通过光谱反射率和连续小波变换提取温度胁迫敏感波段；然后，分别采用连续投影算法和连续小波变换-逐步判别分析法在温度胁迫敏感波段处提取特征波长；分析了油菜苗波段特征和光谱特征随时间的演化规律，筛选出554~714nm波段MA曲线面积、正切特征值tanθ、1213nm和1567nm处反射率以及小波特征w(9,967)、w(13,1213)、w(7,1567)共7个特征，建立了多特征融合的温度胁迫Fisher判别模型。结果表明：模型平均分类准确率为88.68%，在三叶期达到最佳检测准确率，为95.56%，能够较好地区分受温度胁迫的油菜幼苗。本研究为基于高光谱成像技术的油菜健壮苗快速检测提供了参考。

摘要:针对黄板诱捕的害虫体积小、数量多和分布不均匀，难以进行害虫识别的问题，引入当前主流目标检测模型Faster R-CNN对黄板上的小菜蛾、黄曲条跳甲和烟粉虱等主要害虫进行识别与计数，提出一种基于改进Faster R-CNN的田间黄板害虫检测算法（Mobile terminal pest Faster R-CNN，MPF R-CNN）。该算法将ResNet101网络与FPN网络相结合作为特征提取网络，并在RPN网络设计多种不同尺寸锚点对特征图像进行前景和背景判断，使用ROIAlign替代ROIPooling进行特征映射，以及使用双损失函数进行算法参数控制。对2440幅样本图像的实验分析表明，在真实复杂的自然环境下，MPF R-CNN对烟粉虱、黄曲条跳甲、小菜蛾和其他大型害虫（体长大于5mm）检测的平均精度分别为87.84%、86.94%、87.42%和86.38%；在35cm×25cm黄板上不超过480只的低密度下平均精度均值为93.41%，在480~960只害虫的中等密度下平均精度均值为89.76%。同时实验显示，在中低等密度下晴天和雨天的检测精度无明显差异，本算法计数结果与害虫计数决定系数为0.9255。将该算法置入以“微信小程序+云存储服务器+算法服务器”为架构的小米7手机终端系统中进行应用测试，平均识别时间为1.7s。研究表明，该算法在精度和速度上均可支持当前便携式应用，为利用手机对蔬菜害虫进行快速监测与识别提供了技术支撑。

摘要:针对使用目标检测、实例分割方法无法对复杂自然环境下稠密聚集的荔枝花进行识别的问题，提出一种基于深度语义分割网络识别荔枝花、叶像素并实现分割的方法。首先在花期季节于实验果园拍摄荔枝花图像；然后制作标签，并进行数据增强；构建深度为34层的ResNet主干网络，在此基础上引入稠密特征传递方法和注意力模块，提取荔枝花、叶片的特征；最后通过全卷积网络层对荔枝花、叶片进行分割。结果表明，模型的平均交并比(mIoU)为0.734，像素识别准确率达到87%。本文提出的深度语义分割网络能够较好地解决荔枝花的识别与分割问题，在复杂野外环境中具有较强的鲁棒性和较高的识别准确率，可为智能疏花提供视觉支持。

摘要:针对肉兔饲养管理过程中人工称量造成的应激、体质量信息采集困难等问题，提出了一种基于深层卷积神经网络的肉兔图像分割与体质量估测方法，实现了肉兔养殖管理中的无接触式称量。构建基于Mask R-CNN的肉兔图像分割网络，以残差网络ResNet101作为主干网络，利用COCO数据集进行迁移学习以提高训练效率，获取围栏中不受限制的肉兔图像分割结果。提取每个样本掩膜的像素面积，通过引入弯曲度和体长两个特征参数来修正每个样本与对应体质量之间的权重关系。以投影面积、弯曲度、体长和日龄为输入参数，以肉兔体质量为输出参数，构建6神经元的体质量估测神经网络。分别测试肉兔图像分割网络和体质量估测神经网络，结果表明，肉兔图像分割网络在交并比（IoU）为0.5∶0.95时分类准确率为94.5%，对像素分割的精确度为95.1%。体质量估测神经网络的拟合相关系数R为0.99391，验证集均方误差为0.0336，预测体质量和实际体质量平均相差123g。本文方法对不同日龄和不同姿态下肉兔的预测效果良好。

摘要:针对传统实体关系抽取方法中主体特征与句向量难以有效融合、现有BIO标注策略难以有效处理重叠关系的问题，提出一种基于BERT和双重指针标注的家禽疾病诊疗文本实体关系联合抽取模型(Joint extraction of entity relationship of poultry disease diagnosis and treatment text,JEER_PD)。JEER_PD使用双重指针标注(Dual-pointer labeling, DPL)策略，建立头、尾2个指针标注器，一次性标注出所有实体的开始和结束位置；引入CLN(Conditional layer normalization)网络层，强化主体抽取任务与客体关系联合抽取任务之间的联系；利用概率平衡策略PBS对抗正负类标签类别失衡，以加速模型收敛。实验表明，JEER_PD准确率、召回率和F1分别为97.69%、97.59%和97.64%，3项指标较现有方法均有显著提升，说明JEER_PD能够快速、准确地抽取家禽疾病诊疗复杂知识文本中的实体关系三元组。

摘要:基于河南省2011—2017年长期定位耕作试验数据对RZWQM2模型进行了率定和验证，利用RZWQM2模型分析了不同降水年型免耕对0~100cm土层贮水量、冬小麦地上部氮素积累量和根部氮素积累量、冬小麦产量及氮素利用率的影响。模拟结果表明，不同降水年型冬小麦地上部氮素积累量和根部氮素积累量、冬小麦产量由大到小均表现为丰水年、平水年、枯水年。与传统耕作相比，免耕使枯水年、平水年和丰水年冬小麦不同生育期0~100cm土层平均贮水量分别提高11.3%、12.9%和16.9%。与传统耕作相比，免耕使枯水年冬小麦地上部氮素积累量和平水年抽雄期-收获期根部氮素积累量分别提高2.5%和3.1%，分别提高枯水年、平水年和丰水年氮素利用率26.7%、8.7%和6.0%，免耕较传统耕作氮肥利用效率在枯水年提高11.7%，而在丰水年降低1.7%。

摘要:针对陕西关中地区夏玉米农田存在施氮量过多、氮肥利用效率过低的问题，设置常规施氮N1（300kg/hm2）、100%缓释氮肥N2（300kg/hm2）、65%缓释氮肥N3（195kg/hm2）、30%缓释氮肥N4（90kg/hm2）、不施氮N0共5个施氮水平，磷肥和钾肥均按统一标准施用，以不施肥CK为对照，于2018年和2019年在陕西杨凌地区进行了田间试验，研究不同缓释氮肥减施量对夏玉米地上部干物质累积、氮素累积吸收量、土壤硝态氮分布及累积、产量和氮肥利用效率等指标的影响。结果表明：施加氮肥可以显著提高夏玉米地上部干物质累积量、氮素吸收量和产，与当地常规施氮N1处理相比，N2处理和N3处理的地上部干物质累积量及氮素累积吸收量、氮素吸收效率、氮肥偏生产力、产量等指标均有显著增加；两年试验，N2处理与N3处理的地上部干物质累积量、氮素累积吸收量、产量无显著差异，但N3处理的氮肥偏生产力较N2两年分别提量高54.61%和56.25%，氮肥农学利用率分别提高35.24%和61.48%，营养器官氮素转运率分别提高17.34%和18.10%；缓释氮肥减施可以显著降低0~200cm土层的硝态氮残留量，并且可以提高0~40cm土层硝态氮占比，0~40cm土层硝态氮占比最大的为N3处理，较其他施氮处理提高6.82%~118.60%。在既能满足较高产量又能满足较高氮肥利用效率、较低氮素流失的情况下，缓释氮肥纯氮施用量195kg/hm2是该地区较优的施肥方式。

摘要:为揭示水炭运筹下水稻根系对氮素的吸收利用情况，采用田间小区试验与15N示踪微区结合的方法，试验设置两种灌水模式(浅湿干灌溉、常规淹灌)和4个秸秆生物炭施用水平(0、2.5、12.5、25t/hm2)，以常规淹灌作为对照，研究浅湿干灌溉模式施加秸秆生物炭对水稻根系形态特征和生理特性的影响，以及根系对肥料和土壤氮素的吸收利用情况。结果表明：施加秸秆生物炭改变了水稻根系形态特征和生理特性，适量的秸秆生物炭提高了根系的主根长、根体积、根鲜质量、根系活跃吸收面积、根系伤流强度和根系活力，优化了根冠比，有利于根系对氮素的吸收；浅湿干灌溉模式水稻根系对肥料-15N和土壤氮素的吸收量与根系伤流强度和根系活力呈极显著正相关(P<0.01)，与活跃吸收面积呈显著正相关(P＜0.05)，与根冠比呈显著负相关(P＜0.05)；浅湿干灌溉模式根系形态特征和生理特性的变化促进了水稻根系对肥料-15N和土壤氮素的吸收，提高了水稻产量和氮肥利用率。其中，浅湿干灌溉模式施加12.5t/hm2秸秆生物炭处理的水稻经济产量、氮肥吸收利用率(NUE)、氮肥农学利用率(NAE)、氮肥偏生产力(NPFP)较不施加秸秆生物炭处理分别提高了13.05%、30.54%、11.67%和13.05%。本研究可为秸秆生物炭在寒地黑土区稻田的应用提供理论依据和技术支撑。

摘要:针对辽西半干旱区稻田土壤保水保肥能力低下的问题，并为探明节水灌溉稻田中斜发沸石的节水减肥效应、明确其调控的氮积累过程参数与水稻产量之间的关系，于2019年和2020年在辽西彰武县绿维农场进行了大田试验。采用随机区组试验设计，设置常规淹灌（对照）、干湿交替灌溉和施加斜发沸石、干湿交替灌溉和施加斜发沸石并减氮1/4、干湿交替灌溉和施加斜发沸石并减磷1/4、干湿交替灌溉和施加斜发沸石并使用等量有机肥替代传统速效肥等5个处理，对水稻耗水量、干物质量、吸氮量等指标进行监测。结果表明，相较于常规淹灌，节水灌溉条件下施用斜发沸石可以显著节水4.8%~11.4%、提高水分生产率6.2%~15.5%、减少磷肥用量25%，最高增产9.7%；水稻耗水量呈现先增加、后降低的单峰曲线规律，而水稻需氮规律符合Richards生长函数变化趋势；主成分分析表明，水稻高产的3个关键因素为前期氮素积累量、氮素积累时间和积累过程的平稳性；干湿交替灌溉和施加斜发沸石并减磷1/4处理与干湿交替灌溉和施加斜发沸石处理增产的原因主要是提高了叶片的氮素积累，继而提高了干物质积累量和氮素在穗部的积累量。综上，干湿交替灌溉和施加斜发沸石并减磷1/4处理与干湿交替灌溉和施加斜发沸石处理氮素积累总量和氮素积累时效均较高，且氮素积累较平稳，是辽西半干旱地区稻田节水增效的重要模式。

摘要:为探寻沿江单季稻区高效环保的施氮方式，进行了不同用量控释掺混肥田间试验，分析单季稻-休闲种植制度下不施肥（CK）、常规施肥（NPK，225kg/hm2）、控释等氮（CRF1）、控释减氮15%（CRF2）和控释减氮25%（CRF3）5种施肥方式对水稻氮素吸收、氮肥利用率、土壤氨氧化菌和田面水氮的影响。结果表明，与NPK处理相比，CRF1、CRF2和CRF3处理均不会造成水稻减产，其中CRF2处理水稻产量、植株地上部吸氮量、氮肥利用率和经济效益分别提高7.4%、10.7%、43.4%和27.2%；氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea, AOA）是稻田土壤氨氧化菌的优势菌（占73.5%～88.4%），CRF1、CRF2和CRF3处理分别较NPK处理使AOA的比例降低了13.6%、9.9%和6.0%（p<0.05），说明控释掺混肥可有效降低以AOA为主导的土壤氨氧化强度；与NPK处理相比，CRF2和CRF3处理可显著降低田面水总氮含量（降低比例分别为13.2%和24.9%）、可溶性总氮含量（10.6%和22.9%）和颗粒态氮含量（33.7%和40.6%）。总之，施用控释掺混肥可提高水稻产量、减弱土壤氨氧化强度、提高氮肥利用率和减少氮素流失风险，具有显著的经济和生态效益，其中以控释减氮15%（190kg/hm2）效果最好，宜在沿江单季稻区广泛应用。

摘要:针对华北平原农业生产中存在的灌溉水资源不足、氮肥投入过量的问题，以冬小麦为材料，分别设置3个供水水平（W1（60%ETc（参考作物需水量），300mm）、W2(75%ETc，370mm)、W3(ETc，495mm））和3个施氮水平（N1（180kg/hm2）、N2（255kg/hm2）、N3（330kg/hm2）），于2018—2019年利用渗漏池小区进行田间试验，研究不同水氮对土壤水氮分布、冬小麦旗叶功能期内光合特性、光响应曲线参数以及籽粒产量的影响。结果表明：减氮适水（W2N2）能在维持冬小麦生长需求的前提下，提高水氮利用效率，较W3N3处理多利用土壤蓄水量41.12mm，减少硝态氮淋失量15.87%；水氮协同对小麦旗叶光合特性影响显著，W2、W3处理的旗叶光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)明显高于W1处理，但二者差异不显著，N2、N3处理的旗叶Pn、Tr和Gs明显高于N1处理，且二者差异也不显著；测产结果显示，W2N2产量最高，且差异显著，产量与光合特性、部分光响应曲线参数呈显著性关系，这说明水氮对光合特性的提高有利于光合产物的积累，进而提高了产量。在本试验条件下，冬小麦生育期供水量370mm、施氮肥255kg/hm2时，既能维持冬小麦较高的光合特性和产量，又能提高土壤蓄水的利用和降低硝态氮淋失风险，达到华北平原冬小麦生产节水、减肥、环保、增效的目的。

摘要:基于功能性土壤管理理论，针对初级生产力、养分供给与循环、生物多样性供给、水净化与调节、碳封存与调节5种功能选取评价指标，通过识别水田、水浇地和旱地对不同土壤功能的供给和需求关系，构建土壤功能供需判别矩阵，并叠加重金属污染胁迫因素，评价耕地土壤的健康状况，从而实现了基于土壤功能与胁迫的耕地土壤健康评价。在河南省温县进行了评价方法的适用性研究，结果表明：温县5种土壤功能供需空间格局基本呈现由南向北逐渐递增的趋势，以青峰岭为界，中北部土壤功能的供需处于盈余状态，而南部区域处于失衡状态；土壤健康等级交错分布，亚健康面积占比最大，为44.4%，健康土壤零散分布在黄庄镇、番田镇、武德镇和祥云镇；土壤质地、土体构型、土壤养分、土壤生物活性和重金属污染胁迫是导致耕地土壤健康空间分异的主要因素。本研究可在理论上丰富土壤健康评价方法体系，在实践上促进耕地资源可持续利用与管理。

摘要:针对植物工厂中人工光源能耗大的问题，进行了交替供光模式提高生菜能量利用率、降低光源能耗的研究。试验在全人工光型植物工厂中进行，采用供光模式可调的红蓝LED光源，以不同间隔（5、10、15、30、60min）的红蓝光交替照射生菜，并以纯红光、纯蓝光以及红蓝光同时照射作为对照，分析了红蓝光交替照射对生菜能量利用及光合性能的影响。结果表明：与红蓝光同时供光的处理相比，所有交替光处理下的生菜地上部鲜质量、LUE、EUE均有所提高，提高幅度分别为18.6%~53.6%、34.3%~78.6%、34.6%~79.4%，其中红蓝光30min间隔交替照射下生菜鲜质量、LUE、EUE均最高，分别为115.50g、5.84%、1.92%；交替光照射的处理之间，随着交替时间间隔的延长，叶片净光合速率有逐渐提高的趋势；红蓝光30min间隔交替照射下生菜叶片净光合速率、水分利用效率、Ψo、RC/CSo、PⅠabs、ABS/CS、TRo/CS、ETo/CS均得到显著提高，该处理下PSⅡ光合机构的比活性整体最高。纯红光下，生菜地上部生物量最大，但LUE和EUE均显著小于红蓝光30min间隔交替照射处理；纯蓝光下，PⅠabs表现为所有处理间的最大值，但LUE和EUE在处理间最低或与最低值无显著性差异，纯蓝光下总叶面积及整体光合能力受到限制；红蓝光5min间隔交替照射更有利于刺激生菜叶片中类胡萝卜素的合成和积累，进而有利于对光合器官的保护。

摘要:针对采后甘蓝人工上料及定向排序劳动强度大、生产效率低、人工成本高等问题，结合采后甘蓝商品化处理工艺及转动惯量特性，设计了采后甘蓝单体排序定向输送装置。该装置采用气缸传动对空间堆叠状态的采后甘蓝进行翻转卸料，随后在单层喂入辊和曲面缓冲轨道作用下采后甘蓝呈单层状态排出，再经限位辊和变螺距输送辊引导完成采后甘蓝的单体排序输送，最终基于转动惯量特性在4个锥形辊形成的稳定空间内实现定向输送。对翻转卸料机构、单层喂入缓冲机构、变螺距单体排序机构、锥形辊定向输送机构等关键部件进行了结构设计，并试制了采后甘蓝单体排序定向输送装置样机。以“中甘15号”甘蓝为试验材料，以卸料气缸运行速度、单层喂入辊转速、变螺距输送辊转速和输送链条线速度为试验因素，以单体排序成功率和定向成功率为试验指标进行了正交试验。结果表明，最优参数组合为卸料气缸运行速度10mm/s、单层喂入辊转速50r/min、变螺距输送辊转速30r/min、输送链条线速度300mm/s，在最优参数组合下，采后甘蓝单体排序成功率平均值为96.50%，定向成功率平均值为95.17%，标准差分别为2.54%、3.28%，单通道作业效率约为1004kg/h。本研究为深入研发采后甘蓝多通道高通量单体排序定向输送装置、实现采后甘蓝商品化处理机械化作业提供参考。

摘要:针对目前大豆种皮裂纹检测主要依靠人工、检测效率低、误差大的问题，提出一种基于近红外光谱技术和机器学习的大豆种皮裂纹自动识别方法。采用FT-NIR光谱仪采集150粒大豆样品（裂纹大豆75粒，正常大豆75粒）的近红外光谱，采用原始光谱、标准正态变量变换(Standard normal variate, SNV)、多元散射校正（Multiple scatter correction, MSC）、一阶导数结合SG平滑、二阶导数结合SG平滑等5种方法对获得的光谱进行预处理，分别采用偏最小二乘判别分析法（Partial least squares discriminant analysis, PLS-DA）、k-近邻法（k-nearest neighbor, KNN）、支持向量机法（Support vector machine, SVM）、随机森林法（Random forest，RF）、随机梯度提升法（Stochastic gradient boosting, SGB）、极端梯度提升法（Extreme gradient boosting，XGBoost）等6种机器学习方法建立了大豆种皮裂纹识别模型，研究了不同光谱预处理方法对6种机器学习方法分类效果的影响，对比分析了不同建模方法的分类效果。结果表明，光谱预处理方法对不同机器学习方法的分类效果差别较大。在合适的光谱预处理条件下，6种不同的机器学习算法的验证集准确率均不低于80.00%。PLS-DA的分类效果最好，验证集最优准确率达到90.00%；XGBoost的分类效果次之，验证集最优准确率达到86.67%，接下来依次是SVM、KNN、SGB和RF。利用近红外光谱技术和机器学习方法识别大豆种皮裂纹是可行的，在原始光谱条件下，PLS-DA是大豆种皮裂纹识别的最佳方法。

摘要:为提升质量溯源的可信度及有效度，以生食牡蛎为例，应用区块链技术构建了基于危害分析及关键控制点（Hazard analysis and critical control points，HACCP）的质量溯源模型。该模型提取生食牡蛎加工HACCP规范中的关键控制点（Critical control points，CCP）作为溯源系统监控数据点，并由此设计智能合约，监控数据上下链和对质量进行自动判断，最终应用联盟链平台Hyperledger Fabric实现了该模型的系统溯源。结果表明，系统将HACCP融入智能合约，使用质量控制的关键、有效数据作为溯源数据，并利用区块链中交易的不可篡改性，保证了质量溯源数据的可信度，系统平均交易成功率为99.96%，交易吞吐量可相对平稳地达到377笔/s，平均交易延迟为0.5s，基本满足生食牡蛎加工过程质量溯源的业务需求。

摘要:为提高传统果园广泛使用的小型履带式拖拉机导航路径跟踪控制精度和行驶稳定性，提出了一种基于虚拟雷达模型的导航路径跟踪控制算法。该算法借鉴人对车辆的驾驶经验，参考雷达扫描原理和图像识别原理，构建了虚拟雷达模型，生成虚拟雷达图，使用该图描述车辆与路径的位置关系；经深度神经网络分类生成对应的履带拖拉机行驶操作指令；以果园作业典型的U形路径为例进行了仿真验证试验和实车试验。仿真结果表明：本文提出的算法能够精准实现导航路径跟踪控制。果园实车试验表明：当车速为0.36、0.75m/s时，该算法路径跟踪的最大横向偏差分别为0.150、0.191m，平均横向偏差分别为0.031、0.051m，标准差分别为0.025、0.036m；与模糊控制算法相比，最大横向偏差分别减小了15.73%、36.33%，平均横向偏差分别减小了27.91%、19.05%，标准差分别减少了21.88%、28.00%。研究表明，基于虚拟雷达模型的导航路径跟踪控制算法具有更高的路径跟踪精度和行驶稳定性，满足果园实际作业需求。

摘要:为提升串并混联机器人大行程刚度与综合性能，提出一种带随动滑筒的3-RHUR/PUS三自由度并联头串联XY双导轨的混联五自由度机器人构型。根据非线性约束方程组给出其位置正反解，并基于螺旋理论建立了串并混联的正逆运动学映射关系，基于建立的混联机器人的柔度模型讨论了其方向刚度；综合考虑机器人的转动能力、力传递性能、速度和刚度性能，在利用线性加权法对机器人进行多目标优化的基础上，提出最优拉丁超立方采样（Optimal Latin hypercube sampling, OptLHS）与插值相结合的优化算法，从而缩短了优化计算所需时间，得到了机器人最优尺寸参数。

摘要:为了准确计算双螺母滚珠丝杠副的摩擦力矩,基于载荷和变形协调理论,分析了导程误差对载荷分布不均匀程度的影响,结合预紧力和滚珠形变提出双螺母滚珠丝杠副导程误差与摩擦力矩的关系模型。利用行程误差试验台测量不同精度等级丝杠的导程误差,并将各丝杠分别匹配同一套螺母、垫片、滚珠，组成丝杠副,测量滚珠丝杠副的摩擦力矩。结果表明,在考虑滚珠丝杠导程误差和滚珠载荷分布不均的情况下,导程误差与摩擦力矩呈线性关系,不同精度等级丝杠对应的摩擦力矩计算结果与试验值的相对误差为0~8.79%,均小于文献\[6\]模型的计算结果,从而验证了本文模型的有效性。

摘要:为探究超声波对微细通道内R141b流动沸腾压降特性的影响，设计了带有超声波发生装置的微细通道实验段，以制冷剂R141b为实验工质，在截面尺寸为2mm×2mm的矩形微细通道内进行了流动沸腾实验，研究超声波作用下微细通道内R141b的流动沸腾压降特性，并采用高速摄像仪对微细通道内部沸腾情况进行可视化分析。结果表明，在有无超声情况下微细通道压降分量比例大致相同，均以摩擦压降占比最大；在实验段进口处施加超声波会减小微细通道流动沸腾摩擦压降，当质量流率为118.64kg/(m2·s)、热流密度为17.03kW/m2时，施加50W、40kHz的超声波可使单位长度两相摩擦压降减小12.70%；超声频率越大、功率越小，其减阻效果越好；超声波主要通过影响汽泡运动行为进而影响两相区的压降。可视化分析结果表明，超声波能影响微细通道内汽泡数量及尺寸，并影响通道内的流型。本研究可为超声波在微通道换热器中的应用提供参考。