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水培生菜机械特性研究及采收方式试验优化

农机化研究 2024年

作者：胡鹏展马义东李心平金鑫张印齐翀河南科技大学农业装备工程学院

水培生菜菜叶柔嫩、质脆、易损伤,拔取是影响生菜品质的关键采收环节。为提高水培生菜的采收质量,通过水培生菜农艺特征分析及人工采收流程调研,对比分析了3种人工采收水培生菜拔取方式,确定了菜叶弯折损伤的主要损伤形式。通过菜叶弯... 详细信息

水培生菜菜叶柔嫩、质脆、易损伤,拔取是影响生菜品质的关键采收环节。为提高水培生菜的采收质量,通过水培生菜农艺特征分析及人工采收流程调研,对比分析了3种人工采收水培生菜拔取方式,确定了菜叶弯折损伤的主要损伤形式。通过菜叶弯折力学特性试验,得到菜叶不同位置弯折损伤临界力,利用抓取力测量装置测量3种拔取方式手指抓取力,结合菜叶损伤面积和抓取过程分析,确定了顶部拔取的最优拔取方式和手指最小抓取力角度。搭建水培生菜顶部拔取试验平台,对最优拔取方式进行试验验证,结果表明:手指抓取力与手指抓取角度呈现相关性,抓取角度为45°时手指抓取力最小为2.05 N,菜叶损伤面积为205 mm2。研究结果可为水培叶菜低损伤采收设备的研发提供理论依据。

关键词：水培生菜采收菜叶损伤力学特性

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水培生菜低损柔性采收装置设计与试验

农业机械学报 2022年第10期53卷 175-183,210页

作者：马义东胡鹏展金鑫李心平张超张印河南科技大学农业装备工程学院洛阳471003

植物工厂水培生菜采收过程中易损伤菜叶,为提升采收质量,结合水培生菜农艺特征,设计了一款水培生菜低损柔性采收装置。利用图像处理检测水培生菜轮廓外切矩形,获取生菜株高及菜叶展开尺寸,进而通过柔性手指对菜叶的低损抓取、切割器对... 详细信息

植物工厂水培生菜采收过程中易损伤菜叶,为提升采收质量,结合水培生菜农艺特征,设计了一款水培生菜低损柔性采收装置。利用图像处理检测水培生菜轮廓外切矩形,获取生菜株高及菜叶展开尺寸,进而通过柔性手指对菜叶的低损抓取、切割器对生菜茎的一次切除,实现水培生菜低损柔性采收。分析确定了柔性抓取机构、切茎机构、控制系统等关键部件的作业流程及结构参数。利用响应曲面试验方法,优化了柔性手指抓取高度比、抓取圆周比、柔性手指弯曲角的参数组合。试验结果表明,各因素影响采收成功率的显著性顺序为柔性手指弯曲角、抓取圆周比、抓取高度比,各因素对菜叶损伤面积的影响均极显著。利用二次拟合方程求得最优参数组合为抓取高度比0.55、抓取圆周比0.76、柔性手指弯曲角39.7°。对最优参数组合进行试验验证,结果表明,菜叶损伤面积为186 mm~2,采收成功率为96%,实现了水培生菜低损柔性采收。

关键词：水培生菜柔性采收低损伤植物工厂

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玉米种子仿生脱粒机设计与试验

农业机械学报 2015年第7期46卷 97-101页

作者：李心平马义东金鑫高连兴河南科技大学农业工程学院洛阳471003 沈阳农业大学工程学院沈阳110161

为解决玉米种子脱粒过程中籽粒损伤严重的问题,根据鸡喙优良的切入籽粒间隙无损伤离散大片籽粒的能力,以及裸手差速低损伤脱粒的特性,设计了新型玉米种子仿生脱粒机,主要包括离散辊、脱粒辊、差速辊等。并对仿生脱粒机与TY-4.5型玉米脱... 详细信息

为解决玉米种子脱粒过程中籽粒损伤严重的问题,根据鸡喙优良的切入籽粒间隙无损伤离散大片籽粒的能力,以及裸手差速低损伤脱粒的特性,设计了新型玉米种子仿生脱粒机,主要包括离散辊、脱粒辊、差速辊等。并对仿生脱粒机与TY-4.5型玉米脱粒机进行对比试验,结果显示:对郑单958玉米果穗,仿生脱粒机未脱净率为0.30%,破损率为0.31%,且玉米芯完整无破损;TY-4.5型脱粒机未脱净率为0.29%,破损率为0.90%,玉米芯破损严重。对先玉335玉米果穗,仿生脱粒机未脱净率为0.05%,破损率为0.35%,玉米芯完整无破损;TY-4.5型脱粒机未脱净率为0.09%,破损率为0.95%,玉米芯破损严重。在两机未脱净率相近情况下,玉米仿生脱粒机籽粒破损率较TY-4.5型脱粒机明显偏低,玉米芯无破损,含杂少,可用于种子玉米果穗脱粒。

关键词：玉米籽粒脱粒机仿生

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水培生菜整株低损收获装置设计与试验

农业机械学报 2019年第1期50卷 162-169页

作者：马义东徐灿崔永杰傅隆生刘浩洲杨晨西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100

为解决水培生菜收获品质低、人工收获劳动力成本高等问题,设计了一种整株低损收获装置。通过夹持杆对菜叶的低损聚拢、割刀对生菜茎部的精准切割,实现单株水培生菜的整株低损收获。设计了各关键部件结构参数,分析了影响菜叶损伤的因素,... 详细信息

为解决水培生菜收获品质低、人工收获劳动力成本高等问题,设计了一种整株低损收获装置。通过夹持杆对菜叶的低损聚拢、割刀对生菜茎部的精准切割,实现单株水培生菜的整株低损收获。设计了各关键部件结构参数,分析了影响菜叶损伤的因素,利用图像处理方法测量了菜叶损伤面积;采用正交试验,研究了聚拢速度、聚拢角、聚拢高度、压菜速度对菜叶损伤面积的影响;通过力学分析和高速摄影,分析了聚拢角、聚拢高度对菜叶损伤面积的影响。正交试验结果显示:试验因素的显著性主次顺序为聚拢角、聚拢高度、压菜速度、聚拢速度;最优组合参数为聚拢速度100 mm/s、聚拢角15°、聚拢高度70 mm、压菜速度100 mm/s。验证试验表明:最优组合下生菜均为整株收获,菜叶损伤面积平均值为432 mm2,损伤程度平均值为0. 13%,优化效果明显。

关键词：水培生菜整株收获正交试验

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ARHM-13钢渣沥青混合料路用性能研究

公路交通技术 2023年第5期39卷 22-29页

作者：李阳李双抒马义东栾扬刘佳辉河北雄安京德高速公路有限公司河北廊坊065700 河北省交投规划设计研究院石家庄050000

为研究掺加钢渣ARHM-13沥青混合料的性能,采用体积法将粒径为9.5 mm~16 mm档钢渣等质量替代10 mm~15 mm档玄武岩集料,钢渣掺量设计为0%、30%、50%、70%及100%,依据马歇尔试验确定各组油石比,并通过高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马... 详细信息

为研究掺加钢渣ARHM-13沥青混合料的性能,采用体积法将粒径为9.5 mm~16 mm档钢渣等质量替代10 mm~15 mm档玄武岩集料,钢渣掺量设计为0%、30%、50%、70%及100%,依据马歇尔试验确定各组油石比,并通过高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及加速磨耗试验对不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明:1)不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗滑性能均具有不同幅度的提升,其中动稳定度最高提升了19.79%,最大弯拉应变最高增加了6.30%;2)当钢渣掺量为30%时,相较于不掺加钢渣的沥青混合料,ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比提高了0.03%;当钢渣掺量分别为50%、70%和100%时,ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比分别降低了3.96%、6.25%和7.19%;3) 10万次荷载作用后摆值损失率最低为20.2%;4) ARHM-13沥青混合料的抗滑性能随钢渣掺量的增加呈先升后降趋势,且随着钢渣掺量的增加,衰减过程中回升现象出现的时间越延长,回升幅度越小;5)综合考虑各项路用性能,确定钢渣掺量为50%时,ARHM-13综合路用性能最优。

关键词：钢渣沥青混合料 ARHM-13 路用性能抗滑性能

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基于广义改进分解策略的多目标代理优化方法

控制与决策 2024年第6期39卷 1829-1839页

作者：林成龙马义中肖甜丽南京理工大学经济管理学院南京210094

为解决多目标代理优化方法中代理模型选择单一问题,提出基于广义改进函数分解策略的多目标代理优化方法.该方法充分利用模型预测信息构建广义改进多目标分解准则和广义改进R2指标准则,有效拓展多目标代理优化中代理模型的选择空间.所提... 详细信息

为解决多目标代理优化方法中代理模型选择单一问题,提出基于广义改进函数分解策略的多目标代理优化方法.该方法充分利用模型预测信息构建广义改进多目标分解准则和广义改进R2指标准则,有效拓展多目标代理优化中代理模型的选择空间.所提两种准则通过随机均匀权重实现全局探索和局部搜索能力的自适应平衡.研究结果表明,所提方法在有限仿真条件下拥有良好的寻优性能,获得Pareto前沿在收敛性、多样性及空间分布性方面均具有一定优势.相比同类方法,该方法具有优势:(1)不需要模型预测不确定性信息,适用于基于不同种类代理模型的代理优化方法;(2)实现简单且计算复杂度低,能够有效提升昂贵黑箱问题优化效率.

关键词：昂贵多目标优化代理模型多目标代理优化方法广义改进多目标分解准则广义改进R2指标准则

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水培生菜自动纵向包装装置设计与试验

农业机械学报 2019年第9期50卷 113-121页

作者：马义东王明辉崔永杰傅隆生王文奇徐灿西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100

为提升设施园艺中水培生菜生产全程机械化水平,设计了收获后生菜自动纵向包装装置,包括导向装盒机构、切膜与封膜机构等。利用聚拢气缸和压菜气缸执行生菜纵向装盒,同时利用导向环保证装盒过程中生菜偏移、翻转等位姿要求;通过柔性毛刷... 详细信息

为提升设施园艺中水培生菜生产全程机械化水平,设计了收获后生菜自动纵向包装装置,包括导向装盒机构、切膜与封膜机构等。利用聚拢气缸和压菜气缸执行生菜纵向装盒,同时利用导向环保证装盒过程中生菜偏移、翻转等位姿要求;通过柔性毛刷对薄膜的梳刷作用及薄膜自粘性使其贴于包装盒,完成包装盒封膜。根据生菜挤压试验、力学分析、理论计算,分别确定了包装盒尺寸、导向装盒机构参数、切膜与封膜机构参数。基于高速摄像,提出了生菜水平偏移、姿态角量化方法;通过生菜装盒位姿特性试验,研究了导向环对装盒过程生菜位姿特性的影响。研制了自动包装样机,利用正交试验优化了切膜作业参数并进行了试验验证。生菜装盒位姿特性试验结果显示:生菜入盒时有导向环水平偏移平均值、姿态角平均值分别为5.8mm、17.9°,相较无导向环时分别减小75.0%、74.2%,导向环保证了生菜纵向装盒成功率。正交试验结果显示:切膜作业参数最优组合为薄膜纵向切刀与薄膜夹角30°、拉膜辊拉膜速度300mm/s、薄膜横向切刀速度500mm/s。最优参数组合下,包装成功率为96%,样机单次包装用时10.5s,比人工缩短58%。

关键词：水培生菜纵向包装高速摄像导向环位姿分析

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PTFE纤维等离子体表面改性及机理研究

中国塑料 2024年第6期38卷 66-71页

作者：马义蘅王建勇华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 北方民族大学机电工程学院银川750021

通过接触角的测试试验、单丝拔出试验和剥离强度试验研究了聚四氟乙烯(PTFE)纤维等离子表面改性的效果,通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等分析设备或方法对样品进行分析研究。结果表明,PTFE纤维等离子... 详细信息

通过接触角的测试试验、单丝拔出试验和剥离强度试验研究了聚四氟乙烯(PTFE)纤维等离子表面改性的效果,通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等分析设备或方法对样品进行分析研究。结果表明,PTFE纤维等离子表面改性后材料之间的相容性和结合力更高,性能更加优越;界面剪切强度随着时间的增加呈现出先增加后减少的变化规律,效果随着放置时间的增加逐渐变弱,24 h后,改性效果失效。

关键词：聚四氟乙烯等离子体表面改性反应机理

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小麦、玉米原粮品质检测分析

中国食品工业 2021年第8期 24-25页

作者：马义东中央储备粮青岛直属库有限公司山东青岛266000

本文着重阐述小麦、玉米原粮品质的检测。这主要从色泽、口味以及气味方面进行检验,检验其杂质的含量、水分含量,测定小麦、玉米的容量。此外,还包括小麦、玉米的千粒重、角质率和出粉率等检测。

关键词：小麦玉米原粮品质质量检验