科研产出
吊杯式移栽机构中番茄穴盘苗运动分析优化与试验
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：吊杯式移栽机构的投苗杯向栽植器喂苗时,番茄穴盘苗与栽植器的碰撞导致苗钵质量受损。为此,建立番茄穴盘苗与栽植器的接触力学模型和碰撞运动模型,用赫兹理论得到苗钵最大接触力方程,用冲量和冲量矩定理得到苗钵和苗茎与栽植器的碰撞运动方程,在此基础上用目标规划法建立多目标优化函数,得出栽植器角速度为1.18 rad/s和1.31 rad/s时,接苗角取72°和番茄穴盘苗的株高取12 cm,有利于减小苗钵质量损失。利用高速摄像试验观察碰撞运动,得出苗钵与栽植器的碰撞是弹塑性碰撞,苗钵和苗茎与栽植器的碰撞都会改变番茄穴盘苗的运动速度和姿态,使番茄穴盘苗与栽植器发生二次碰撞。苗钵破碎性试验表明,工作参数优化后的番茄穴盘苗质量损失分别为9.67%和8.43%,优于其它参数组合的试验结果。
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机械移栽黄瓜穴盘苗育苗品质评价与试验
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了得到兼顾生长质量和机械移栽性能的黄瓜穴盘苗,以育苗基质配比(草炭∶珍珠岩∶蛭石混合体积比为2∶1∶1、3∶1∶1和4∶1∶1)、基质压实度(基质与穴孔的体积比为1. 0、1. 2和1. 4)和营养液浓度(营养液电导率为1. 0、1. 2、1. 4 m S/cm)为因素开展正交试验。进行压缩和拉拔试验,测量黄瓜穴盘苗的抗压力和脱盘力;计算黄瓜穴盘苗的壮苗指数;利用X射线μCT扫描仪对苗钵进行检测和根系三维重构,在垂直方向用根系分布密度最小和最大值的比值表达根系均匀程度,水平方向上用外围根系分布密度表达根系包裹苗钵的紧密程度。通过方差分析可知各因素对试验指标有不同程度的影响。以苗钵的抗压力、脱盘力、壮苗指数、根系均匀系数和外围根系分布密度为优化目标,用综合评分法得出当育苗基质配比为3∶1∶1、基质压实度为1. 2、营养液电导率为1. 2 m S/cm时,育苗品质最优。在取苗频率为43、48、53株/min时进行取苗试验,结果表明,在该组因素组合条件下,苗钵破损率分别为3. 6%、3. 9%和4. 3%,取苗成功率为97. 2%、96. 1%和94. 8%,优于其它因素组合的试验结果,与综合评分方法优选的结果一致。
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残膜回收机旋转式起膜装置起膜机理分析与试验
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有残膜回收机起膜铲起膜率低、膜土分离难和工作可靠性低等问题,提出一种旋转式起膜装置,通过对该装置起膜过程中残膜和土壤混合物受力及运动分析,确定了膜土能够被抛离的条件以及残膜可被弹齿"接"住的条件。通过对起膜机理的分析,将起膜刀轴转速、起膜刀轴与输膜弹齿之间的水平距离、垂直距离作为试验因素,以起膜率、回收率和含土率作为评价指标,运用Design-Expert软件中的Box-Benhnken Design方法设计三因素三水平试验,分析各因素对作业质量的影响。试验结果表明,对起膜率影响顺序依次为:起膜刀轴转速、垂直距离、水平距离;对回收率影响顺序依次为:起膜刀轴转速、水平距离、垂直距离;对含土率影响顺序依次为:起膜刀轴转速、垂直距离、水平距离。利用Matlab 2016a软件中绘制上述3个因素的四维切片图,分析各因素对响应指标的综合影响效应。分析结果表明,起膜刀轴转速越高,起膜率越高,反之起膜率越低,而水平距离和垂直距离对起膜率影响比较小;起膜刀轴转速越高、水平距离越小、垂直距离越小,回收率越高,含土率越高,反之,回收率越低,含土率越低。对影响因素进行综合优化后得到最优的工作参数组合,起膜刀轴转速为680 r/min,起膜刀轴与输膜弹齿之间水平距离为250 mm,起膜刀轴与输膜弹齿之间垂直距离为320 mm。对上述组合进行田间试验验证,起膜率为90. 1%,回收率89. 5%,含土率11. 8%,结果表明该装置优化方案可行。
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适宜核桃壳划口位置改善其破壳特性提高整仁率
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对目前传统单一的机械破壳方式存在的破壳率和整仁率难以平衡的问题,该文以预处理视角研究了对新疆核桃进行破壳前划口预处理的静态压力试验,试验结果表明,核桃划口预处理相比未处理核桃的破壳力和破壳形变量明显减小,整仁率明显增加;当核桃划口位置和施加载荷位置均在核桃肚部时,核桃破壳力和破壳形变量均明显减小,与未处理的核桃相比破壳力减小了139 N,减幅为38.4%;破壳形变量减小了0.37 mm,减幅为18.2%;利用三维扫描仪对研究对象进行三维建模,使其更接近物料实形,并实施模型核桃划口处理。有限元静力学分析结果表明:未划口处理的核桃,其壳体表面最大应变、应力和形变发生在加载位置;当加载力相同时,划口预处理条件下在核桃划口位置产生的应变、应力和形变量最大;当核桃划口位置和加载位置均在核桃肚部时,核桃壳表面产生的应变、应力和形变量均较大。该研究结果经验证与静态压力试验结果基本吻合。研究结果为核桃划口机和核桃破壳设备的研制提供理论支撑。
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弹齿式残膜回收机捡拾装置改进设计与试验
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对弹齿式残膜回收机捡拾装置与地面接触不充分造成残膜回收率低的问题,通过增设起膜部件,重置拾膜弹齿排布,改进了残膜捡拾装置结构。通过对田间覆膜特点和残膜在起膜杆齿上移动条件进行分析,确定了起膜杆齿入土角范围及排布方式。对拾膜弹齿进行运动学和动力学分析,确定了其在残膜捡拾过程中的运动方程和运动轨迹,并确定了残膜不漏挑的条件。依照Box-Benhnken试验设计原理,以机具前进速度、起膜杆齿入土角、输膜链耙转速为试验因素,以残膜回收率和残膜含杂率为响应值,通过回归分析和响应面分析,建立了机具前进速度、起膜杆齿入土角、输膜链耙转速与残膜回收率和残膜含杂率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。结果表明:各因素对残膜回收率的影响由大到小为:起膜杆齿入土角、机具前进速度、输膜链耙转速;各因素对残膜含杂率的影响由大到小为:输膜链耙转速、起膜杆齿入土角、机具前进速度。应用Design-Expert软件的寻优功能对回归方程进行优化求解,结果表明:当机具前进速度为5. 21 km/h、起膜杆齿入土角为30. 8°和输膜链耙转速为236 r/min时,残膜回收率最大值为91. 4%,残膜含杂率最小值为3. 21%,田间验证试验表明该参数下残膜回收率为91. 2%,残膜含杂率为3. 1%,理论值和试验值误差小于3%。
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新疆赛里木湖凹目白鲑中6种重金属元素含量分析及食用安全性评价
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为评价新疆冷水鱼重金属元素蓄积水平和食用安全性,采用微波消解法,并用原子吸收法和原子荧光法对新疆赛里木湖凹目白鲑不同组织进行Pb、Cd、Cr、Hg、As、Ni 6种重金属元素的含量测定,分析其含量分布特征及其与体长、体质量的相关性,并用单因子污染指数法和目标危险系数法评价其污染程度与食用安全性。结果表明,重金属元素在鱼体内的蓄积量存在组织特异性,同一器官组织对不同重金属的蓄积量不相同。Cd、As含量在凹目白鲑的肠胰脏中含量最高,肌肉中含量最少,Pb含量在凹目白鲑的皮含量最高,均小于国标规定食用性安全含量(Pb<0.5 mg/kg,Cd<0.1 mg/kg,As<0.1 mg/kg)。相关性分析显示,除Ni和Cr含量在凹目白鲑部分组织中相关性不显著,其余均表现出较强的相关性(P<0.05),重金属含量与体长、体质量的相关性较显著。污染程度分析及健康风险评价表明,除肌肉组织外其他组织器官均存在不同程度的污染水平,食用赛里木湖区域的凹目白鲑无明显的健康风险,食用安全性较高。
关键词： 重金属元素 新疆赛里木湖 凹目白鲑 蓄积量 食用安全
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基于Micro-CT的黄瓜苗坨夹取破损检测及取苗参数优化
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了减小自动移栽时取苗爪夹取苗坨的破损,利用X射线Micro-CT对处于夹取状态的黄瓜苗坨进行检测,用阈值分割方法将根系和孔隙从断层图片中分割提取并三维重构。在垂直和水平方向将苗坨划分成6等份,对根系和孔隙的体积和分布密度进行统计,得出夹取过程中根系未发生显著位移,根系的作用是将基质缠绕包裹住,防止苗坨散坨;孔隙的体积和分布密度变化非常显著,新生孔隙的聚集和裂缝的形成是导致苗坨破损的主要原因。苗坨中夹针收缩移动的区域、夹针的顶端部位和苗坨的顶部是破损的主要部位,用这3个区域孔隙体积的增加量作为评价苗坨破损量的指标,对圆形和扁形2种夹针,在夹针直径为2、2.5和3 mm,夹取初始角为7°、9°和11°时进行扫描试验,得出在夹针收缩量为5 mm时,减小夹针直径和增大夹持初始角可以减小苗坨破损量,相同夹取条件下圆针夹取苗坨的破损量小于扁针;在夹取力等于苗坨屈服点的抗压力7.31 N时,圆针和扁针的收缩量分别为4.75和4.26 mm,此时孔隙体积的增加量分别为843.7和786.1 mm~3,扁针夹取苗坨的破损量小于圆针。以苗坨质量损失25%作为考核指标,在自动取苗机构上进行试验,结果表明,在夹针直径为2 mm,夹取力和夹取初始角分别为7.31 N和11°时,苗坨的破损率为6.3%,小于其他参数的试验结果,与Micro-CT扫描分析的结论一致。
关键词： 检测 优化 移栽 黄瓜穴盘苗 苗坨 Micro-CT 破损 根系
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微波辅助水酶法优化红枣中环磷酸腺苷(cAMP)提取工艺及其抗疲劳作用
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：以新疆红枣为原料提取环磷酸腺苷(cyclic adenosine 3’,5’-monophosphate,cAMP),通过响应面法优化微波辅助复配酶法提取cAMP工艺,并建立回归模型;同时研究cAMP提取物对D-半乳糖诱导衰老模型小鼠的游泳耐力的影响。结果表明,最佳提取工艺为复配酶(纤维素酶-半纤维素酶-果胶酶)质量比1∶1∶1、复配酶添加量1.5%(质量分数)、酶解温度31.3℃、酶解时间20 min、微波功率500 W,在此条件下cAMP提取量为560.9μg/g;新疆红枣cAMP提取物能延长小鼠力竭游泳时间,增加小鼠游泳耐力,说明cAMP对小鼠具有很好的抗疲劳作用。新疆红枣作为cAMP的提取原料在食品和医药工业中具有较好的应用前景。
关键词： 红枣 环磷酸腺苷(cAMP) 微波辅助水酶法提取 游泳耐力
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高光谱的病害棉叶光合参数提取
《光谱学与光谱分析 》 2018 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：应用高光谱遥感监测黄萎病胁迫下棉花叶片光合参数。在350~2 500nm光谱波段获取207个不同时期不同病情严重度的棉叶样本光谱数据,同步利用光合仪测量样本光合参数。采用单因素方差和相关分析研究光合参数特征,提取样本叶片光合参数的敏感波段并筛选光谱特征参数,采用线性和非线性回归方法建立预测模型并检验。结果表明:随病情严重度增加,棉叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均下降,胞间CO_2浓度先降后增,差异显著;病情严重度与光合参数均达到显著相关,与净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度相关系数分别为-0.97,-0.957,-0.886和0.715。选择与光合参数相关性最好的光谱敏感波段R704,R706,R699,R690,FD688,FD732,FD690,FD731,FD681组建新的光谱特征参数并与传统参数一起对净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_2浓度进行反演,其中是以光谱参数PRI[FD732,FD688]),R706,RVI[890,670]),R690为自变量建立的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_2浓度反演方程精度最高,预测R~2分别为0.827,0.810,0.658,0.573;RMSE分别为5.466,2.801,109.500,63.500;RE分别为0.041,0.137,0.158,0.021。表明通过高光谱遥感可以实现棉花黄萎病叶片光合生理参数的提取。
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密植果园开沟施肥机开沟刀片设计与试验
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有开沟刀片在密植果园开沟施肥过程中存在功率消耗大、沟深稳定性差的问题,运用旋耕理论和试验分析的方法,设计了一种正弦指数曲线型开沟刀片。通过分析拖拉机前进速度、刀盘转速以及二者相互作用对功率消耗和沟深稳定性的影响,确定了正弦指数曲线型开沟刀片工作参数的最佳组合为:拖拉机前进速度1 m/s,刀盘转速为200 r/min。以正弦指数曲线型开沟刀片B处弯曲角、弯曲半径、C处弯曲角为影响因子,以功率消耗和沟深稳定性为响应值,通过三因素四水平正交试验,确定了正弦指数曲线型开沟刀片结构参数的最佳组合为:B处弯曲角为95°,C处弯曲角为140°,弯曲半径为9 mm。对正弦指数曲线型开沟刀片和现有开沟刀片进行对比试验,结果表明:在工作参数和开沟深度相同的条件下,正弦指数曲线型开沟刀片比现有开沟刀片功率消耗下降3.29 k W,沟深稳定性提高8.83个百分点,各项技术指标均达到了国家相关标准的技术要求。
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