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农业工程学报 2024年第9期40卷 26-38页

作者：孙胜胡斌马金虎吴芯茗罗昕徐晓赟徐洛川石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点实验室石河子832003 现代农业机械兵团重点实验室石河子832003

针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机。通过理论分析及电势等值线分... 详细信息

针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机。通过理论分析及电势等值线分布仿真试验确定介电绝缘层材料;构建静电吸附力学模型,明确影响静电吸附力的主要因素及其相互关系,确定影响播种性能的电参数及范围;以型孔加工直径、正向高压静电发生器输出电压和种箱底面倾斜角度为试验因素,以播种合格指数、重播指数和漏播指数为响应指标进行三因素三水平Box-Behnken中心组合试验,得到各试验因素与响应指标间的数学模型,应用Design-Expert 10.0.4软件对数学模型进行多目标优化,得到最佳参数组合为:型孔加工直径5.91 mm、正向高压静电发生器输出电压17.67 kV、种箱底面倾斜角度14.69°,此时播种合格指数为91.13%、重播指数为3.02%、漏播指数为5.85%。播种性能验证试验的播种合格指数相较于优化结果降低了0.61个百分点、重播指数相较于优化结果降低了0.17个百分点、漏播指数相较于优化结果增加了0.78个百分点。试验误差在允许范围内,参数优化结果可靠,满足精量播种技术要求。研究结果可为不规则小颗粒蔬菜种子精量播种机械装备的研发提供参考,同时也可为不规则小颗粒物料定量吸附和快速分离方法研究及设备开发提供参考。

关键词：播种机蔬菜制干辣椒高压静电吸附特性

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基于改进YOLOv8n的香梨目标检测方法

农业工程学报 2024年第11期40卷 178-185页

作者：谭厚森马文宏田原张茜李梦瑶李孟卿杨旭海石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点试验室石河子832003 现代农业机械兵团重点试验室石河子832003

针对非结构化环境下香梨识别准确率低,检测速度慢的问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv8n的香梨目标检测方法。使用Min-max归一化方法,对YOLOv3-tiny、YOLOv5n、YOLO6n、YOLOv7-tiny和YOLOv8n评估选优;以YOLOv8n为基线,进行以下改进:1... 详细信息

针对非结构化环境下香梨识别准确率低,检测速度慢的问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv8n的香梨目标检测方法。使用Min-max归一化方法,对YOLOv3-tiny、YOLOv5n、YOLO6n、YOLOv7-tiny和YOLOv8n评估选优;以YOLOv8n为基线,进行以下改进:1)使用简化的残差与卷积模块优化部分C2f(CSP bottleneck with 2 convolutions)进行特征融合。2)利用simSPPF(simple spatial pyramid pooling fast)对SPPF(spatial pyramid pooling fast)进行优化。3)引入了PConv(partial convolution)卷积,并提出权重参数共享以实现检测头的轻量化。4)使用inner-CIoU(inner complete intersection over union)优化预测框的损失计算。在自建的香梨数据集上,指标F_(0.5)分数(F_(0.5-score))和平均精度均值(mean average precision, maP)比原模型分别提升0.4和0.5个百分点,达到94.7%和88.3%。在GPU和CPU设备上,检测速度分别提升了34.0%和24.4%,达到了99.4和15.3帧/s。该模型具有较高的识别准确率和检测速度,为香梨自动化采摘提供了一种精确的实时检测方法。

关键词：图像处理图像识别香梨目标检测 YOLOv8 轻量化消融试验

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包衣柠条种子气力喷播机供种装置仿真与试验

农机化研究 2024年第11期46卷 96-103页

作者：太中凯马裕郝映海赵晨陈智吴桂芳郭芳内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 内蒙古工业大学航空学院呼和浩特010051

为解决目前喷播机供种装置不适应包衣种子的问题,结合物理与仿真试验的方法,以喷播包衣柠条种子为对象,以降低排种破碎率、提高排种均匀性为目标,设计了一种4BQD-40型喷播机螺旋式供种装置。首先,根据喷播机已确定的电机参数、最大喷播... 详细信息

为解决目前喷播机供种装置不适应包衣种子的问题,结合物理与仿真试验的方法,以喷播包衣柠条种子为对象,以降低排种破碎率、提高排种均匀性为目标,设计了一种4BQD-40型喷播机螺旋式供种装置。首先,根据喷播机已确定的电机参数、最大喷播量和种子休止角度等对供种装置进行参数计算及结构设计;然后,建立3组不同参数配置的供种装置离散元仿真模型并进行排种过程仿真,根据其排种过程中种子的受力情况及排种连续性情况得到螺旋叶片直径80mm、螺旋叶片螺距60mm、螺旋轴直径28mm、排种口直径60mm为最优参数配比。在相同的工作要求下,对螺旋式与槽轮式供种装置排种过程进行离散元仿真,在相同供种量组条件下进行二者的破碎率测定,结果表明:原有槽轮式供种装置5种供种量下的破碎率依次为17.68%、14.90%、12.88%、12.45%、11.78%;相同供种量下,螺旋式供种装置的破碎率依次为2.11%、2.65%、2.91%、3.01%、3.37%,表明包衣柠条种子螺旋式供种装置排种破碎率明显降低。

关键词：供种装置破碎率离散元气力喷播机

Compressive sensing in wireless sensor network for poultry acoustic monitoring

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International Journal of agricultural and Biological engineering 2017年第2期10卷 94-102页

作者： Xuan Chuanzhong Wu Pei Zhang Lina ma Yanhua Liu Yanqiu maksim college of mechanical and electrical engineering Inner Mongolia Agricultural UniversityHohhot 010018China college of Physics and Electronic Information Science Inner Mongolia Normal UniversityHohhot 010022China

A wireless acoustic sensor network was realized using wireless sensor nodes equipped with microphone condensers,in which its sensor nodes were configured to capture poultry sound data and transmit it via the network to a collection point.A high performance computer can process these large volumes of animal audio signals under different *** performing data signal processing and analyzing the audio signal,poultry sound can be achieved and then transformed into their corresponding behavioral modes for welfare *** this study,compressive sensing algorithm was developed in consideration of the balance between the power saving from compression ratio and the computational cost,and a low power consumption as well as an inexpensive sensor node was designed as the elementary unit of poultry acoustic data collecting and ***,a Zigbee-based wireless acoustic sensor network was developed to meet the challenges of short transmission range and limited resources of storage and *** results demonstrate that the compressive sensing algorithm can improve the communication performances of the wireless acoustic sensor network with high reliability,low packet loss rate and low energy consumption.

关键词： wireless sensor network compressive sensing poultry acoustic monitoring poultry sound data power consumption acoustic data compression

Separation and cleaning of Leymus chinensis seed threshing material based on gas-solid coupling

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International Journal of agricultural and Biological engineering 2023年第5期16卷 283-290页

作者： Zongyu ma Qihao Wan Weiwei Liu Yingzhong Zhang Ku Bu Wenliang Du School of mechanical engineering Dalian University of TechnologyDalian 116024China Institute of Grassland Research Chinese Academy of Agricultural SciencesHohhot 010010China college of mechanical and electrical engineering Inner Mongolia Agricultural UniversityHohhot 010018China

The aim of this study was to improve the cleaning performance of the Leymus chinensis seed threshing material separation and cleaning device,and to clarify the movement law and characteristics of the Leymus chinensis seed threshing material during the cleaning process.A numerical simulation of the separation and cleaning process of Leymus chinensis seed threshing material was performed using the computational fluid dynamics discrete element *** to the streamline distribution of the gas-solid coupling,the movement of Leymus chinensis seeds during the cleaning process was ***,the average speed and quantity of Leymus chinensis seed threshing material in different separation and cleaning zones were studied over ***,the distribution principle of the threshing material was obtained,and a verification test of the under-sieve distribution was *** test results showed that the numerical simulation was consistent with the distribution trend of the *** cleaning performance verification test showed that the impurity content and the loss rate of the separation and cleaning device were 27.3%and 3.3%,where the test results,compared with those of the numerical simulation,showed a reduction of 1.5%and 0.8%,*** is feasible to apply the theory and method of gas-solid coupling to simulate the separation and cleaning process of Leymus chinensis seeds.

关键词： cleaning performance gas-solid coupling Leymus chinensis seeds numerical simulation separation and cleaning

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日光温室内土壤温度对土壤含水率变化的影响

中国农业大学学报 2019年第3期24卷 102-108页

作者：赛音朝格图马文娟塔娜内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 中国人民解放军陆军装甲兵学院北京100071

为探究土壤表层的含水率随土壤温度变化的规律,以呼和浩特地区的日光温室室内土壤为研究对象,利用土壤水分-温度传感器测试土壤含水率和土壤温度,采用Gaussian函数多峰拟合和线性拟合方法对土壤温度与含水率的关系进行拟合分析。结果表... 详细信息

为探究土壤表层的含水率随土壤温度变化的规律,以呼和浩特地区的日光温室室内土壤为研究对象,利用土壤水分-温度传感器测试土壤含水率和土壤温度,采用Gaussian函数多峰拟合和线性拟合方法对土壤温度与含水率的关系进行拟合分析。结果表明:在3个试验区域的不同深度土层内,土壤含水率随土壤温度的变化均呈现线性变化规律,且越接近土壤表层,线性关系越显著。通过拟合方程得到的含水率计算值与实测值相对误差小于5%。本研究对日光温室内土壤环境的监测与控制具有指导意义。

关键词：日光温室土壤含水率土壤温度线性拟合

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一种特殊结构消声单元的声学性能预测与分析

内燃机学报 2017年第4期35卷 362-368页

作者：张永安马彦华武佩苏赫薛晶内蒙古农业大学机电工程学院内蒙古呼和浩特010018

以一种锥形环结构的消声单元为研究对象,利用一维声波理论推导了其传递矩阵,通过数值计算和试验验证获得了该结构的传递损失.同时利用计算流体动力学(CFD)软件对锥形环结构的压力损失和湍动能与传统消声单元进行了仿真对比.结果表明:锥... 详细信息

以一种锥形环结构的消声单元为研究对象,利用一维声波理论推导了其传递矩阵,通过数值计算和试验验证获得了该结构的传递损失.同时利用计算流体动力学(CFD)软件对锥形环结构的压力损失和湍动能与传统消声单元进行了仿真对比.结果表明:锥形环结构消声单元在锥角较小时可抑制低频噪声,随着锥角增大,消声频率逐步向高频方向移动.由于结构简单,其压力损失较小,不易产生湍流,该结构用在消声器前端起到分流、导流作用,再与其他传统消声单元相耦合,有助于进一步提升消声器的综合性能.

关键词：锥形环消声单元传递损失排气噪声

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藜麦籽粒压缩力学特性的试验研究

农机化研究 2021年第1期43卷 131-137页

作者：马一铭杜文亮郭占斌马宗雨康立菲内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 内蒙古益稷生物科技有限公司呼和浩特010011

为减少藜麦籽粒在收获与生产加工中受压缩而产生的破裂、破碎等机械损伤,通过对不同粒级的藜麦籽粒进行不同方位的静力压缩,研究藜麦籽粒在受压时的力学特性及与其基本物性参数间的关系。为此,测定了“蒙藜2号”的几何尺寸、球度等基本... 详细信息

为减少藜麦籽粒在收获与生产加工中受压缩而产生的破裂、破碎等机械损伤,通过对不同粒级的藜麦籽粒进行不同方位的静力压缩,研究藜麦籽粒在受压时的力学特性及与其基本物性参数间的关系。为此,测定了“蒙藜2号”的几何尺寸、球度等基本物性参数,并结合赫兹接触理论探究了不同压缩方位下粒级对受压籽粒力学特性的影响。试验结果显示:藜麦籽粒不同方位受压时,随粒级增大其破裂力、破裂能先增大后趋于平稳,弹性模量和最大破裂应力则存在先增大后减小的变化趋势。经方差分析可知:粒级变化对藜麦籽粒的最大破裂应力存在显著影响,且同粒级藜麦籽粒水平方位下的抗压能力大于垂直方位。结合试验结果与相关分析,可为藜麦收获及加工机械的设计与优化提供参考。

关键词：藜麦粒级力学特性表观弹性模量破裂应力

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丸粒化包衣种子识别检测系统设计与试验

农业机械学报 2022年第6期53卷 62-69,183页

作者：侯占峰张曦文陈智戴念祖马学杰刘敏内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

由于存在包衣配方不统一、包衣机自动化水平低等问题,目前我国种子包衣合格率检测精度和效率较低。为此设计了一套丸粒化包衣种子识别检测系统,针对形状为类球体的包衣种子进行识别。首先,搭建拍摄平台,拍摄的图像传输至识别控制系统中... 详细信息

由于存在包衣配方不统一、包衣机自动化水平低等问题,目前我国种子包衣合格率检测精度和效率较低。为此设计了一套丸粒化包衣种子识别检测系统,针对形状为类球体的包衣种子进行识别。首先,搭建拍摄平台,拍摄的图像传输至识别控制系统中进行图像前期处理。其次,根据图像处理后不同类型包衣种子特征提出了一种识别检测算法,根据破损包衣种子与其它包衣种子图像面积比例的差异,利用高级形态学处理实现破损包衣种子的识别。根据多籽种子与合格种子颗粒像素值的差异实现对多籽种子以及合格种子的识别。最后,对种子总数、合格数、多籽种子数及破损种子数进行检测,计算得到包衣合格率。以红三叶种子进行试验,结果表明:整套系统图像采集、处理与识别时间约为3 s;运用高级形态学处理识别破损包衣种子准确率达98.8%;当试验样本为200粒时,总数识别算法的准确率达到99.1%;对合格包衣种子以及多籽包衣种子识别相对误差分别为1.18%与3.36%。该识别检测系统实现了拍摄、图像处理、检测识别以及结果保存等功能,实现了包衣种子的无损检测。

关键词：种子包衣图像处理种子识别