科研产出
钵苗有效零速移栽栽植机构运动学分析与试验
《机械工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对膜上移栽存在穴口大、直立度低、穴口地膜破损等问题,基于有效零速栽植机理提出一种行星轮系五杆栽植机构。针对有效零速栽植运动特性,分析该机构的运动要求及轨迹形成原理,建立圆柱凸轮间歇运动机构与行星轮式五杆栽植机构的运动学模型。在确定优化目标的基础上,基于VB的人机交互分析软件优选机构参数,通过虚拟样机运动仿真表明优化参数可以满足栽植嘴植苗轨迹要求。台架高速摄影试验表明栽植机构运动轨迹与零速栽植理论要求轨迹一致,栽植嘴入土前后栽植嘴垂直性好,重合度高,能实现有效零速植苗。田间试验结果表明,机组前进速度为0.5 m/s,栽植频率为50株/min时,该机构移栽漏苗率为3%,膜口撕裂率为3.2%,穴口大小其实只是栽植嘴的实体尺寸大小,小于70 mm,钵苗直立度为96.7%,达到了加工番茄钵苗膜上移栽的栽植性能要求,验证了栽植机构设计的合理性与准确性。该研究可为膜上钵苗自动移栽机栽植机构的研发提供参考。
关键词： 膜上钵苗移栽 有效零速度栽植 圆柱凸轮 运动学 参数优化 试验验证
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4JSM-2000型棉秆粉碎与残膜回收联合作业机的设计与试验
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高新疆秋后棉地残膜回收机械化水平,解决传统残膜回收机械普遍存在的残膜回收率低、含杂率高、残膜易缠绕和作业效率低等问题,该文研制了一种可一次完成棉秆粉碎还田、残膜回收、残膜与棉秆及土等杂物分离作业的秋后棉秆粉碎还田与残膜回收联合作业机。该机使用锤片式粉碎装置和螺旋搅龙输送装置,作业时起膜齿将残膜揭起后堆积在起膜齿末端处;偏心滚筒式拾膜机构将残膜拾起并运送至卸膜机构,捡拾滚筒壁上的卸膜槽与卸膜叶片协调配合完成卸膜作业,卸膜叶片通过卸膜辊的高速旋转产生离心风力,使落入蜗壳壳体内的残膜沿风道进入残膜回收箱,完成残膜回收。田间试验结果表明,该机在作业速度为6.0 km/h时,作业效率为1.15 hm2/h、棉秆粉碎合格率为90.1%、残膜回收率84.4%、膜秆分离率87.3%,棉秆粉碎还田和膜秆分离效果较好。该机各项参数满足农艺要求,研究结果有利于解决棉田残膜污染问题。
关键词： 农业机械 塑料薄膜 秸秆 联合作业机 秸秆粉碎 地膜回收
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农田残膜污染治理技术研究现状与展望
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：地膜覆盖栽培在农业生产中已被广泛应用,我国地膜覆盖种植面积超过2 000万hm~2,为作物增产增收和保障我国粮食安全提供了重要支撑。随着覆膜年数和覆膜面积的不断增加,废旧地膜在土壤中的残留量逐步增多,残膜污染已严重威胁到农业生产和自然环境,成为影响我国农业生产可持续发展的突出问题。本文对现阶段国内外残膜回收技术及装备进行了分析,总结归纳了播前、苗期和秋后收膜的代表机型及其优缺点,最后概述了国外关于农膜回收和治理的政策法规,简述了国家和部分省区的残膜污染治理政策,对目前本领域的研究特点和发展趋势进行了总结和展望,提出了适应我国国情的残膜污染治理技术及方案。
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不同品种和成熟度蓝莓理化特性的主成分分析评价
《食品科学 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：蓝莓的品种和成熟度对其色泽、品质、理化成分及其生理功能的意义重大。本实验研究了4个具有代表性的蓝莓品种(‘安娜’、‘巴尔德温’、‘园蓝’和‘巨蓝’)及其3个成熟度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)对其感官品质、理化特性、功效成分和抗氧化活性的影响,并通过主成分分析法(principal component analysis,PCA)研究蓝莓不同品种及成熟度与所分析指标之间的关联性。研究发现,蓝莓的品种和成熟度对其理化特性影响程度不同,并且蓝莓品种对VC含量和抗氧化活性的影响大于成熟度的影响;PCA散点图中的品种聚类揭示了各蓝莓归属。从营养成分和生理功能角度出发,‘安娜’和‘巴尔德温’品种是最佳的加工和提取活性成分用栽培品种。本研究为蓝莓品种选育和加工利用提供了理论依据。
关键词： 蓝莓 品种 成熟度 理化特性 总酚 抗氧化 主成分分析
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杆齿式残膜回收机卸膜过程分析及高速摄像试验
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决残膜回收中卸膜不可靠、卸膜率低的问题,基于MB(Majumdar-Bhushan)接触分形理论,分析杆齿式残膜回收机卸膜工作过程中拾膜杆齿和卸膜刮板间的接触载荷与形变量的关系及其动力学影响因素。运用ANSYS软件对拾膜杆齿和卸膜刮板的接触过程进行仿真分析,并通过高速摄像试验追踪了拾膜杆齿末端的运动轨迹,测量卸膜过程中拾膜杆齿与卸膜刮板前端的最大形变量。结果表明,当拾膜机构转速为36 r/min时,拾膜杆齿和卸膜刮板前端的最大形变量分别为15.741、49.733 mm;当机具行进速度为0.85 m/s且机具行进速度与拾膜杆齿轴线速度比为1.5时,机具有较高生产效率,能保证可靠卸膜。该研究结果可为拾膜、卸膜机构的运动参数优化提供参考。
关键词： 摄像 变形 膜 残膜回收 拾膜机构 卸膜机构 接触分析
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圆盘式开沟机作业功耗仿真分析及试验验证
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明土壤条件和工作参数对圆盘式开沟机作业功耗的影响规律,该文采用光滑粒子流体动力学方法构建了土壤-开沟刀盘的有限元模型,利用ANSYS软件中的显示动力模块LS-DYNA对开沟刀盘土壤切削过程进行仿真分析,得出开沟刀盘在土壤切削过程中功率消耗的变化规律。结合正交试验设计和数值模拟技术,研究土壤坚实度、刀盘转速和开沟深度对圆盘式开沟机作业功耗的影响规律,得出影响作业功耗的因素主次顺序是土壤坚实度>开沟深度>刀盘转速。采用多变量单目标优化方法,建立关于土壤坚实度、刀盘转速和开沟深度的作业功耗模型,利用Matlab软件对功耗模型进行求解,得出当土壤坚实度为120 N/cm~2,刀盘转速为225 r/min,开沟深度为405 mm时,作业功耗最小为32.4 k W。通过土槽试验对优化结果进行验证,结果表明:理论值与试验值的相对误差为5.68%,作业功耗模型和优化结果具有较高的准确性。该研究可为圆盘式开沟机选择节省功耗的参数组合提供参考。
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膜下滴灌水稻穴直播机研究
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据水稻膜下滴灌穴直播的农艺要求,分别设计了不同种植模式下适用的膜下滴灌水稻播种机,并对关键部件滚筒式穴播器和覆土装置进行分析;通过正交试验确定了影响其播种性能的因素依次为成穴鸭嘴长度、滚筒式穴播器的滚筒直径和行走速度,影响其覆土性能的因素依次为导土板螺旋升角、覆土滚筒直径和行走速度。在较优参数组合鸭嘴长度28 mm、穴播滚筒半径180 mm、覆土滚筒螺旋升角35°、覆土滚筒直径360 mm、播种机行走速度0.65 m/s时,膜下滴灌水稻播种机播种深度合格率为92.6%,穴粒合格率为94.7%,覆土合格率为91.2%,空穴率为1.8%,平均产量达10 500 kg/hm2,该播种机能满足膜下滴灌水稻播种的技术要求。
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玉米免耕精量播种机排种质量监测系统
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现玉米免耕精播作业质量实时监控,设计了基于反射式红外光电感应的播种机排种监测系统。以红外发射二极管、光电二极管为信号发射、接收端的监测探头,并通过对监测盲区评估计算,优化了探头结构及安装参数。为提高监测系统对多尘作业环境的适应性,设计了以旋转式透明防尘罩为核心的自清洁除尘装置,可保护探头免受尘土侵蚀。开发了集种粒信号拾取、车速采集、防尘电机控制和报警显示等功能的硬件电路,研究了以落种时差为关键参数的测算方法,实现对播种量、重播、漏播等性能指标的判定。播种监测系统台架试验结果表明,系统对播种总量、漏播量、重播量的监测精度分别为98.5%、95.1%、85.6%;模拟灰尘粘附工况,系统对播种总量监测精度达98.1%,具备良好的抗尘效果。该系统满足免耕精量播种机排种质量实时监测要求,有助于提升机具作业性能。
关键词： 免耕播种机 玉米 排种监测 光电传感器 自清洁 精度试验
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秸秆粉碎与残膜集条联合作业机的研制与试验
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：地膜残留已经成为影响新疆棉区可持续发展的一个主要因素,而现有的残膜回收机具大多存在适应性差、工作效率低、回收的地膜含杂率高、结构复杂等问题。针对上述实际情况,该文提出了先将地膜集条再捡拾回收的分步作业思路,设计了一种用于秋后的秸秆粉碎与地膜集条联合作业机,主要由悬挂装置、动力传递系统、秸秆粉碎装置、秸秆输送装置、地膜集条装置、脱模装置等部件组成。该机采用抛送式秸秆粉碎装置,将粉碎的秸秆后抛至集条后的地面上,有利于残膜回收秸秆分离;采用仿形式地膜集条装置,适应性好,集条率高。样机试验结果表明,机具作业速度为5~7 km/h、刀轴转速为1 880 r/min、集条装置的转速在150~160 r/min时,平均工作效率可达到1.15 hm2/h,平均地膜集条率可达到92.6%;平均膜秆分离率可达90.5%;平均粉碎秸秆长度合格率可达97.5%,各主要参数均满足农艺和国家标准要求。该研究可为中国主要棉区的残膜污染治理提供参考。
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正弦指数曲线型开沟刀片结构参数优化
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为获取正弦指数曲线型开沟刀片的最佳结构参数,依据正弦指数曲线方程和二次正交旋转中心组合设计方案,设计了15种型式的开沟刀片,并进行土槽试验。以弯折角、弯曲半径、切土角为影响因子,以功率消耗和沟深稳定性系数为响应值,利用Design-Expert 8.0.6软件进行回归分析和响应面分析,探求单因子及交互因子对响应值的影响效应,并结合非线性优化计算方法,对正弦指数曲线型开沟刀片的结构参数进行优化计算。结果表明:在土壤坚实度为0.29 MPa、土壤含水率16.2%的条件下,各因子对功率消耗的影响贡献由大到小为:弯折角、切土角、弯曲半径;对沟深稳定性系数的影响贡献由大到小为:切土角、弯折角、弯曲半径。优化所得正弦指数曲线型开沟刀片最佳结构参数:弯折角为86.75°,弯曲半径为12 mm,切土角为13.8°,此时功率消耗理论最小值为32.32 k W,沟深稳定性系数为95.6%,验证试验表明功率消耗最小值为34.27 k W,沟深稳定性系数为92.82%,理论值与试验值误差小于10%,验证了回归模型的正确性。将优化前、后和现有开沟刀片在2种不同土壤条件下进行对比试验,结果表明优化后刀片的功率消耗比优化前分别下降4.28 k W和4.23 k W,沟深稳定性系数分别提高7.12个百分点和7.02个百分点,比现有开沟刀片下降7.68 k W和6.91 k W,沟深稳定性系数提高14.34个百分点和8.34个百分点。研究成果为正弦指数曲线型开沟刀片的优化设计提供了理论参考。
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