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原粮包装机夹袋机构设计与仿真

农机化研究 2024年第6期46卷 33-40页

作者：王鹏宏董欣刘立意左彦军李紫辉东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为了进一步提高实际生产中半自动原粮包装机夹袋机构的传动性能,考查夹袋机构的前、后咀夹板运动的同步性,优化设计了一种电驱动夹袋机构,并分析了包装夹袋过程的夹袋力与驱动力。利用多目标优化设计的主要目标法和分层序列法,基于MatLa... 详细信息

为了进一步提高实际生产中半自动原粮包装机夹袋机构的传动性能,考查夹袋机构的前、后咀夹板运动的同步性,优化设计了一种电驱动夹袋机构,并分析了包装夹袋过程的夹袋力与驱动力。利用多目标优化设计的主要目标法和分层序列法,基于MatLab优化设计功能,优化设计了夹袋传动机构的拉杆四杆机构与推杆四杆机构;基于CATIA建立夹袋机构三维模型,利用ADAMS进行了仿真分析。夹袋运动仿真分析表明:夹袋机构的前、后咀夹板角位移分别为16.25°和15.99°,仿真结果与理论值16°吻合;拉杆四杆机构与推杆四杆机构的传动角仿真结果分别为42.93°~56.32°和44.50°~65.18°,与传动角的优化结果42.97°~56.35°和44.35°~64.97°基本一致,均满足大于最小传动角40°的设计要求。仿真结果验证了夹袋机构设计的合理性及其前、后咀夹板运动的同步性。

关键词：原粮包装机夹袋机构优化仿真

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基于机器视觉的甜瓜花体识别及定位研究

基于机器视觉的甜瓜花体识别及定位研究

作者：李紫辉山西农业大学

学位级别：硕士

甜瓜作为我国重要的瓜果类经济作物,其种植面积不断增加,生产管理中的授粉环节只能通过人工进行授粉,不仅耗费巨大人力,授粉效率与授粉质量也不能保证。随着农业信息化智能化不断发展,研究一台甜瓜花自动授粉机器人已经成为可能。其中... 详细信息

甜瓜作为我国重要的瓜果类经济作物,其种植面积不断增加,生产管理中的授粉环节只能通过人工进行授粉,不仅耗费巨大人力,授粉效率与授粉质量也不能保证。随着农业信息化智能化不断发展,研究一台甜瓜花自动授粉机器人已经成为可能。其中甜瓜花的识别与定位是一台授粉机器人中最为关键的部位,决定了授粉机器人能否完成授粉任务以及授粉的效果与效率。本文通过研究前人在农业机器人视觉系统方面的研究现状,提出了利用机器视觉技术与基于RGB-D深度相机的定位方法对甜瓜花进行识别检测与定位。(1)建立甜瓜花数据集。在真实复杂的自然背景下采集不同角度的甜瓜花图像,并对采集到的图像进行筛选,剔除无意义图像,通过数据增强方法增加样本量,最后利用Label Img对图像进行标注,形成甜瓜花数据集。(2)基于深度学习识别甜瓜花。通过对比目前较为主流的目标检测算法,挑选出YOLOv5、PP-YOLOv2、Pico Det三种算法进行比较。对以上三种算法进行训练,对比其训练结果,再通过测试集对其进行测试,对结果进行分析。YOLOv5算法的检测效果最好,平均精度最高达到72.1%,PP-YOLOv2平均精度为76.58%,但其准确率与召回率略低于YOLOv5l,Pico Det的6种模型中Backbone为ESNet＿l的平均精度最高,也只有62.62%,检测速度由快到慢排序为Pico Det>PP-YOLOv2>YOLOv5。虽然PP-YOLOv2的检测效果略低于YOLOv5l,但是检测速度在jetson nano平台可达到14FPS,满足实时检测要求,因此本文选用PP-YOLOv2目标检测算法作为识别甜瓜花的算法。(3)基于深度相机获得甜瓜花的位置信息。通过研究相机的成像模型与标定方法,利用MATLAB标定工具箱对Intel realsense D435i深度相机进行标定,获得相机的内参与外参,然后利用深度相机与目标检测算法融合获取甜瓜获得深度值,将二维坐标转换成三维坐标,实现甜瓜花的精准定位。并通过调整甜瓜藤蔓与摄像头间的距离试验以验证其定位效果。实验发现定位效果误差在15mm以内,基本满足甜瓜花定位需求。(4)优化甜瓜喷头喷水参数,通过Jetson nano控制继电器、水泵、喷嘴等部件进行喷洒药液优化,通过控制授粉装置与白纸之间的距离和授粉装置的喷洒时间,测量白纸上留下痕迹的大小优化得出最佳授粉距离与最佳喷洒时间,最终得到授粉的最佳距离为3cm,最佳时间为0.3s。(5)搭建甜瓜花识别与定位的嵌入式平台。利用Jetson Nano、Realsense D435i等主要硬件构建嵌入式平台,在其上部署目标检测算法与深度相机的SDK,通过PC端训练得到的权重,达到甜瓜花的识别与定位功能。

关键词：甜瓜自动授粉识别定位嵌入式

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原粮包装机凸轮撑袋机构的设计与试验

农业工程学报 2022年第15期38卷 42-52页

作者：董欣王鹏宏刘立意左彦军李紫辉贾富国东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对定量原粮包装机由不同气缸分别驱动撑袋机构与夹袋机构,导致同步难、效率低、低温环境下气动系统易结露、以及工作环境粉尘较大而引起的气动部件动作迟缓甚至失灵等问题,该研究设计了一种随夹袋机构同步运动的凸轮撑袋机构。利用一... 详细信息

针对定量原粮包装机由不同气缸分别驱动撑袋机构与夹袋机构,导致同步难、效率低、低温环境下气动系统易结露、以及工作环境粉尘较大而引起的气动部件动作迟缓甚至失灵等问题,该研究设计了一种随夹袋机构同步运动的凸轮撑袋机构。利用一台电机驱动平面六杆机构带动凸轮撑袋机构与夹袋机构,实现撑袋、夹袋和复位的同步运动;基于几何坐标变换和矢量法建立撑袋机构的凸轮工作廓线参数方程和空间凸轮机构的压力角求解方法,确定撑袋运动规律和凸轮工作廓线;建立凸轮撑袋机构三维模型,利用ADAMS软件对凸轮撑袋机构的撑袋运动规律进行仿真分析,结果表明:撑袋运动规律理论计算与仿真分析结果基本一致,最大压力角23°小于许用压力角,满足机构工作要求;开展气缸驱动与电机驱动撑夹袋机构的对比试验,得到后者的生产率达10袋/min,验证了机构设计的合理性,研究可为北方寒区原粮包装机设计提供一种设计思路和理论分析方法。

关键词：设计试验原粮包装凸轮机构压力角

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卧辊式玉米秸秆调质装置调质功耗试验

农业机械学报 2012年第S1期43卷 198-201页

作者：董欣刘立意李文哲李紫辉张影微张鸿琼东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为研究卧辊式玉米秸秆调质装置作业参数影响功耗的规律,利用自主研制的秸秆调质装置试验台和功率测控系统,基于电功率差值法对摘穗后玉米秸秆进行压裂、破节的连续调质正交试验,分析了调质辊工作间隙、调质辊转速及秸秆喂入速度对秸秆... 详细信息

为研究卧辊式玉米秸秆调质装置作业参数影响功耗的规律,利用自主研制的秸秆调质装置试验台和功率测控系统,基于电功率差值法对摘穗后玉米秸秆进行压裂、破节的连续调质正交试验,分析了调质辊工作间隙、调质辊转速及秸秆喂入速度对秸秆调质功耗的影响。结果表明:调质间隙对秸秆调质功耗影响显著;参数组合为调质间隙2.5 mm、调质辊转速88～95 r/min、秸秆喂入速度3.3～4.0 km/h时,满足秸秆调质性能和降低功耗的要求。

关键词：玉米秸秆调质装置功耗正交试验

驱动式马铃薯中耕机关键部件设计与碎土效果试验

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农业机械学报 2017年第10期48卷 49-58页

作者：吕金庆王英博兑瀚李紫辉李季成刘中原东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对传统锄铲式中耕机在粘重土壤作业中碎土率低、碎土后土壤粒径较大等问题,对驱动式马铃薯中耕机的关键部件进行了设计,通过对整体结构和工作原理的阐述,对由碎土刀与刀盘组成的耕作部件进行参数设计与运动学分析,并对碎土刀切削土壤... 详细信息

针对传统锄铲式中耕机在粘重土壤作业中碎土率低、碎土后土壤粒径较大等问题,对驱动式马铃薯中耕机的关键部件进行了设计,通过对整体结构和工作原理的阐述,对由碎土刀与刀盘组成的耕作部件进行参数设计与运动学分析,并对碎土刀切削土壤过程的剪切应力进行理论分析,运用Matlab确定了影响剪切应力的因素参数范围。以碎土刀刀轴转速、前进速度、耕深、碎土刀折弯角和刃口长度为因素,以碎土率为指标进行了试验台试验,并进行了正交回归方差分析。试验结果表明:在刀轴转速为275 r/min、前进速度为0.75 m/s、耕深为0.18 m、碎土刀折弯角为150°、刃口长度为0.07 m时,耕作后土壤碎土率为93.8%。试验确定了碎土刀的最优结构参数,所设计的碎土刀能增强碎土效果,关键部件的设计满足马铃薯中耕作业耕深、碎土要求。该研究基本解决了中耕过程中碎土率低、碎土后土壤粒径较大等问题,作业效果更加明显,为马铃薯中耕机的设计改进与优化提供了理论支撑和技术参考。

关键词：中耕机马铃薯驱动式碎土试验

农田土壤有机碳及活性碳组分对秸秆和地膜覆盖响应的Meta分析

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环境科学 2024年

作者：杨那毛晓涵李彦郝红玉王朝辉李紫燕西北农林科技大学资源环境学院农业部西北植物营养与农业环境重点实验室

为研究地表覆盖在不同环境和农田管理措施下对土壤有机碳（SOC）及碳组分影响的差异，利用Meta定量分析方法分析秸秆和地膜覆盖下SOC及活性碳组分的变化，并对试验地点的环境和农田管理措施进行分组，探究其在不同条件下的变化特征。相... 详细信息

为研究地表覆盖在不同环境和农田管理措施下对土壤有机碳（SOC）及碳组分影响的差异，利用Meta定量分析方法分析秸秆和地膜覆盖下SOC及活性碳组分的变化，并对试验地点的环境和农田管理措施进行分组，探究其在不同条件下的变化特征。相比于地膜覆盖，秸秆覆盖更有利于提高SOC，可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）含量。年均气温>10℃时秸秆覆盖下SOC相对变化率比地膜覆盖下高14.93%，气温<10℃时，地膜覆盖比秸秆覆盖高6.47%；降雨量显著影响秸秆覆盖下MBC含量，不同降雨量下MBC变化率差异达到27.02%。轮作能提高秸秆覆盖下SOC及活性碳组分含量，但地膜覆盖下不轮作使SOC含量显著降低4.52%。DOC响应比与SOC响应比呈显著正相关，MBC响应比与SOC响应比没有显著相关关系；地膜覆盖时长与SOC响应比呈显著负相关。综上，秸秆和地膜覆盖在不同环境和管理措施下对SOC和活性碳组分的影响有差异，相较于地膜覆盖，秸秆覆盖在各种环境和管理措施下更有利于提高SOC及活性碳组分含量。

关键词：覆盖措施土壤有机碳(SOC) 碳组分环境因素田间管理

双列交错勺带式马铃薯精量排种器优化设计与试验

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农业机械学报 2016年第11期47卷 82-90页

作者：王希英唐汉王金武吕金庆李紫辉东北农业大学工程学院哈尔滨150030 黑龙江农业工程职业学院哈尔滨150088

为提高马铃薯机械式排种器作业质量,满足精密播种要求,改进设计了双列交错勺带式马铃薯精量排种器,阐述分析了排种器总体结构及工作原理,优化了双勺交错排种总成、主动驱动总成和振动清种装置结构参数。为研究排种器最佳工作参数,以工... 详细信息

为提高马铃薯机械式排种器作业质量,满足精密播种要求,改进设计了双列交错勺带式马铃薯精量排种器,阐述分析了排种器总体结构及工作原理,优化了双勺交错排种总成、主动驱动总成和振动清种装置结构参数。为研究排种器最佳工作参数,以工作转速和振动幅度为试验因素,株间合格指数、重播指数和漏播指数为试验指标,进行了多因素二次正交旋转组合设计试验,建立了排种性能指标与试验参数间数学模型,运用Design-Expert6.0.10软件对试验结果进行处理分析,对回归模型进行优化验证。试验结果表明,当排种器工作转速为31.5 r/min,振动幅度为11.7 mm时,排种作业性能最优,其合格指数为89.92%,提高了19.9%,重播指数为5.12%,漏播指数为4.96%。田间适应性播种试验表明,排种器对不同尺寸类型马铃薯品种均具有良好的适应性。

关键词：马铃薯勺带式精量排种器优化试验

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新时代高校思想政治理论课改革创新刍议

学校党建与思想教育 2024年第8期 56-58页

作者：李紫娟北京科技大学马克思主义学院北京100083

高校思想政治理论课作为落实立德树人根本任务的关键课程,承担着培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的重要任务。改革创新是推动高校思想政治理论课高质量发展的关键一招。然而,当前高校思想政治理论课改革创新面临育人理... 详细信息

高校思想政治理论课作为落实立德树人根本任务的关键课程,承担着培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的重要任务。改革创新是推动高校思想政治理论课高质量发展的关键一招。然而,当前高校思想政治理论课改革创新面临育人理念趋向功利化的市场化挑战、技术与思想政治理论课融合不足的信息化挑战、多元文化交锋交战的全球化挑战和供需失衡的转型化挑战。对此,高校思想政治理论课要坚持党的领导,确保思想政治理论课改革沿着正确的方向;坚守“内容为王”,把道理讲深、讲透、讲活;优化教学方式,技术赋能内容增强思想政治理论课吸引力;加强队伍建设,明确教师角色定位践行育人使命,在守正创新中推动思想政治理论课的改革。

关键词：高校思想政治理论课改革创新挑战推动路径

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马铃薯种薯切块机分级装置的设计与试验

农业工程学报 2020年第20期36卷 76-83页

作者：吕金庆温信宇李紫辉李季成刘中原东北农业大学工程学院哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319

针对传统马铃薯种薯切块机存在的切块均匀性差、不便于直接进行播种的问题,设计了一种安装在马铃薯种薯切块机上的分级装置。对分级装置的结构和工作原理进行了阐述,通过力学分析和运动分析确定了分级装置分级辊拨轮各部分的结构参数。... 详细信息

针对传统马铃薯种薯切块机存在的切块均匀性差、不便于直接进行播种的问题,设计了一种安装在马铃薯种薯切块机上的分级装置。对分级装置的结构和工作原理进行了阐述,通过力学分析和运动分析确定了分级装置分级辊拨轮各部分的结构参数。选取分级辊组组数、分级辊组转速、上料量为试验因素,分级精度为试验指标进行正交试验,并用Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行分析,确定较优参数组合为分级辊组组数为7,分级辊组转速为110 r/min,上料量为40 t/h,并对较优参数组合进行了验证试验,验证试验结果表明在较优参数组合下的分级精度为98.7%,能够满足分级要求,该研究提供了一种用于马铃薯种薯切块机上的高效率、高分级精度的分级装置。

关键词：设计试验马铃薯切块机分级装置力学分析