科研产出
农业现代化过程中基础设施工程化路径与方法
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：中国农业现代化是在一个高速变化的社会巨系统中发展进步的,农业基础设施作为先导性核心要素之一,复杂性、动态性、开放性也在不断提高,需要用现代的工程理论和方法来确保基础设施建设质量与综合效益能够支撑农业现代化的整个进程。该文以工程硬件特征明显的生产性基础设施为研究对象,对农业现代化要求下的农业基础设施概念、内涵、特征、内容、现状进行了研究分析;提出了农业基础设施工程化的概念、特征、内容、相互关系和发展趋势。分析表明,农业基础设施工程化总体上就是将工程的理念、方法、技术、结果运用到农业工程建设领域,在路径上要在微观和宏观2个层面加以推动,微观上要将工程战略、工程决策、工程准备、工程实施以及工程运营的工具和方法贯穿在农业基本建设项目生命周期的全过程;宏观上就是将各类建设事项的综合决策、实施、评价3个环节科学衔接,在整体推进的时间、程度、目标等方面实现系统化、协同化和最优化,最大程度地发挥出农业基础设施对中国农业现代化长期稳定的基础支撑作用。在中国农业现代化需要加速推进的现实下,农业基础设施工程化的内容亟待丰富、水平亟待提高,该研究提出的观点、方法、工具将对推动这一进程提供有益的参考和借鉴。
关键词： 农业 工程化 建筑物 现代农业 基础设施 路径 方法
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基于冠层尺度的枣树色素含量的高光谱估算模型
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：植物冠层色素含量与氮素含量具有高度的相关性,是农业遥感中的关键研究因素。本研究的主要目的是:(1)对比偏最小二乘回归和支持向量机两种建模方法对枣树冠层色素的预测精度;(2)构建基于高光谱数据的枣树冠层色素含量定量反演模型,为枣树冠层色素含量的快速、无损、廉价、环保的测定提供一定的理论依据和技术支持。相关性分析结果表明,枣树冠层色素与高光谱数据之间具有较好的相关性,但叶绿素、叶绿素a要优于叶绿素b和类胡萝卜素。独立样本对模型的预测性能检验结果表明,偏最小二乘回归和支持向量机均能有效的估算枣树色素含量,但不同色素的偏最小二乘回归模型和支持向量机模型的预测精度存在一定的差异,叶绿素和类胡萝卜素的支持向量机模型的预测精度要高于偏最小二乘回归模型,而叶绿素a和叶绿素b则相反。比较不同色素的最佳反演模型的预测精度表明,叶绿素、叶绿素a和类胡萝卜素的预测精度要优于叶绿素b,前三者的决定系数大于0.8,残余预测误差高于2.0,平均相对误差低于13%,而叶绿素b的对应值分别为0.60%,20.79%和1.79%。
关键词： 枣树 色素 冠层尺度 可见光近红外光谱 定量反演模型
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基于多体动力学的圆盘式开沟机虚拟仿真与功耗测试
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：目前圆盘式开沟机功率消耗主要通过理论计算或样机试制后的田间试验等方法得出,测试结果受环境、设备精度影响较大,为此提出了利用虚拟测试平台评估圆盘式开沟机功率消耗的方法。首先建立圆盘式开沟机工作部件的ANSYS动力学模型,并进行边界约束条件和载荷设置,分别模拟圆盘式开沟机在开沟深度400 mm、前进速度0.8 km/h、刀盘转速180 r/min和开沟深度500 mm、前进速度1.5 km/h、刀盘转速220 r/min 2种工况下的功率消耗,仿真结果为31.26 kW和32.67 kW;然后构建相同工况的田间功耗测试系统,测得的实际功耗为33.57 kW和35.41 kW,仿真值与实测值相对误差分别为6.88%和7.73%,验证了该种测试方法的准确性和可行性。最后分别选取3种开沟深度、2种前进速度和3种刀盘转速因素组成18种开沟工况,对其进行仿真分析,结果表明:刀盘转速在200 r/min时,无论前进速度高低,圆盘式开沟机均具有最低的功耗。
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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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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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残膜回收机单组仿形搂膜机构的设计与试验
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：搂膜作业是新疆目前残膜回收的主要工作方式,在残膜回收机回收工作过程中,因棉地环境复杂,现有残膜回收机整体仿形搂膜效果差,使得搂膜弹齿无法对起伏程度不同的棉地同时进行单组仿形搂膜,造成残膜回收率低等问题,针对此问题,该文提出了一种单组仿形搂膜机构。通过对该机构进行理论设计,利用搭建的土槽台架试验装置,以弹齿数量、试验车速度、弹齿直径为影响因素,搂膜率为评价指标,进行了二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 8.0.6数据分析软件,建立各影响因素与指标的数学回归模型,分析了显著因素与评价指标之间的关系,优化试验参数,确定最优参数组合:弹齿数量5个,弹齿直径12 mm,试验车速度1.85 m/s。根据该试验参数组合,进行台架试验验证,结果表明:优化参数组合下的搂膜率>88.5%,优化预测模型可靠。通过在新疆昌吉五家渠共青团农场对站立棉秸秆的田间进行搂膜试验,表明该搂膜机构能够满足残膜回收的技术要求,为单组仿形搂膜机具的设计提供了参考依据。
关键词： 农业机械 塑料薄膜 优化 单组仿形 搂膜机构 土槽试验 残膜回收
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残膜捡拾压缩车及其作业工艺设计与试验
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决残膜回收时捡拾率低、机具集膜箱存储量小、机械化作业过程不连续等问题,研制了一种棉田残膜捡拾压缩车,该机主要由清杂机构、捡膜机构、脱膜输送机构、压缩机构等组成,可同时完成残膜杂质分离、残膜捡拾、脱膜输送和压缩作业。通过对样机关键作业部件的设计,确定了清杂辊、捡膜机构和脱膜输送装置的结构及工作参数,并分析了机具作业过程。样机分别在3种残膜分段回收工艺:搂集—捡压、秸秆还田—搂集—捡压、秸秆还田—捡压中进行试验,田间试验表明,机具作业速度在5~7 km/h,清杂辊转速为240 r/min,捡膜机构转速为90 r/min,脱膜辊转速为1 000 r/min时,在回收工艺一搂膜距离≤40 m,回收工艺二搂膜距离≤60 m时,膜堆残膜捡拾率大于80%,清杂率大于78%;在回收工艺三中,棉杆残留根茬高度≤80 mm时,未集堆地表残膜捡拾率达到88.21%,机具缠膜率小于2%,机具可一次性捡拾压缩回收8 hm~2田间残膜。
关键词： 农业机械 设计 试验 残膜 回收工艺 清理杂质 膜堆捡拾 液压压缩
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CMJY-1500型农田残膜捡拾打包联合作业机设计与试验
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为降低残膜储运成本,提高机收残膜回收利用率,研究设计了CMJY-1500型农田残膜捡拾打包联合作业机。机具主要由捡拾机构、脱膜机构、打包机构、传动系统、地轮、机架等组成,可同时完成集条残膜的自动捡拾、杂质分离与打包成型作业。根据捡拾机构结构特征与作业原理,建立捡拾机构与物料对象动力学模型,分析获得了核心弹齿最佳空间排布形式与优选安装倾角45°。为降低残膜物料土壤掺杂量,基于残膜与杂质尺寸密度及缠绕特性差异,开发了离心分离与振动分离相结合的多级膜土分离系统,提高了捡拾物料压缩比,减小打包作业压缩阻力。设计了液压驱动式电控打包机构,残膜经打包机构压缩成型,以方包形式卸料,利于装载运输。2015年10月于兵团第六师共青团农场,对残膜捡拾打包机进行了40 hm~2实地田间作业性能测试,试验结果表明:机具残膜捡拾净率达92.8%,打包成捆率高于94%,单包成型耗时58 s,残膜捡拾打包联合作业机作业效果良好的、系统稳定,具有较高的应用推广价值。
关键词： 农业机械 设计 试验 残膜 捡拾 清理 打包 联合作业
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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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