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草原典型牧草的特征提取与识别研究

中国草地学报 2019年第4期41卷 128-135页

作者：韩丁武慧娟马子寅韩国栋武佩张强内蒙古大学电子信息工程学院内蒙古呼和浩特010021 内蒙古农业大学生态环境学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古农业大学机电工程学院内蒙古呼和浩特010018 加拿大曼尼托巴大学工程学院温尼伯市R3T5V6

选择四种内蒙古乌兰察布市荒漠化草原的典型牧草,对牧草图像进行颜色、形状特征提取,以实现牧草的分类识别,为提高牧草管理信息化水平,实现多牧草种类分割识别及牧草盖度、频度等检测研究奠定基础。在自然光照情况下应用高清照相机采集... 详细信息

选择四种内蒙古乌兰察布市荒漠化草原的典型牧草,对牧草图像进行颜色、形状特征提取,以实现牧草的分类识别,为提高牧草管理信息化水平,实现多牧草种类分割识别及牧草盖度、频度等检测研究奠定基础。在自然光照情况下应用高清照相机采集尺寸、形状、大小各不相同的草原原始牧草图像,对羊草(Leymus chinensis)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserine)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus),冷蒿(Artemisia frigida)四种牧草图像提取9种RGB颜色一、二、三阶矩特征与6种宽长比等形状特征,统计获取相应的数据库,试验表明颜色矩、形状特征参数具有显著的差异。构建一种3层BP(Back propagation,BP)神经网络模型,应用主成分分析法(principal component analysis,PCA)优选特征明显的维数,降低计算成本、提升识别效率,四种牧草平均识别率为82.5%,上述试验证明该方法能够有效地对内蒙古草原典型牧草图像进行分类识别研究。牧草自动识别技术的发展为草业管理信息化提供数据支撑,是实现现代生态草原的重要途径。

关键词：牧草 RGB颜色矩形状特征特征提取图像识别

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梳夹式红花采收机液压系统设计

中国农机化学报 2020年第1期41卷 37-42页

作者：安亮亮曹卫彬李树峰麻平连国党杨双平石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 新疆兵团农业机械推广站乌鲁木齐市830000

针对目前红花的采收效率低下,主要依靠人工采摘等问题,设计一种梳夹式红花采收机;结合红花植株高低不同和地形变化,设计一种可实现驱动红花采摘头工作以及可以随时根据地理环境调整红花采摘头转速的液压系统;采摘头转速范围为60~150 r/m... 详细信息

针对目前红花的采收效率低下,主要依靠人工采摘等问题,设计一种梳夹式红花采收机;结合红花植株高低不同和地形变化,设计一种可实现驱动红花采摘头工作以及可以随时根据地理环境调整红花采摘头转速的液压系统;采摘头转速范围为60~150 r/min,并可以根据植株的高低对采摘装置进行升降调节。通过工况分析和理论计算,对红花采收机液压系统主要元件进行选型,确定液压缸内径为80 mm,活塞杆直径为56 mm,选行程为350 mm。根据系统需求确定液压泵排量为45 mL/r。通过对液压系统的性能验算,可知液压系统压力损失为0.39 MPa,满足系统设计要求,通过对梳夹式红花采收机液压驱动系统仿真分析,仿真结果表明液压马达扭矩为515 N·m,与理论计算值509 N·m大小基本相符,满足采收机对动力的要求。为梳夹式红花采收机的研发提供理论依据。

关键词：红花采收机梳夹式升降调节液压系统

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基于牧草压缩特性的凸轮式牧草压捆机设计

农机化研究 2019年第8期41卷 88-93,102页

作者：陈鹏宇武佩马彦华王昊毅薛冬梅内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 内蒙古自治区草业与养殖业智能装备工程技术研究中心呼和浩特010018

牧草是发展畜牧业的基础,但由于其地理分布和自身松散的特性,导致牧草储运成本过高,通常需要对牧草进行压缩打捆处理。牧草压缩过程中预压缩阶段位移大压力小,致密阶段位移小压力大,压缩过程中牧草的压缩特性不断变化。为此,设计了一凸... 详细信息

牧草是发展畜牧业的基础,但由于其地理分布和自身松散的特性,导致牧草储运成本过高,通常需要对牧草进行压缩打捆处理。牧草压缩过程中预压缩阶段位移大压力小,致密阶段位移小压力大,压缩过程中牧草的压缩特性不断变化。为此,设计了一凸轮式牧草压捆机,利用凸轮能够实现复杂运动的特点,使牧草在压缩过程中进行变速压缩,符合压缩特性曲线的变化规律。通过Pro/E软件对整机进行干涉检测以及运动学仿真模拟,结果表明:该机构可以实现快速进行预压缩、慢速进行压紧阶段的压缩,进而提高牧草压缩效率并达到降低能耗的目的。

关键词：牧草压缩机牧草压缩特性凸轮式 Pro/E仿真

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直压式汽油机取土器的研制

河南农业大学学报 2018年第2期52卷 232-237页

作者：张和锋马帅超何予鹏汪强叶优良王同朝中联重机股份有限公司安徽芜湖241080 河南农业大学机电工程学院河南郑州450002 河南农业大学资源与环境学院河南郑州450002 河南农业大学农学院河南郑州450002

为满足农学,资源及环境等学科对土样的集中获取需求,研制了一种以汽油机为动力,直压式进入土壤的机动取土器。阐述了汽油机取土器的主要组成和工作原理,对其核心部件取土杆、动力头分别进行了理论分析和结构设计。取土器工作时的阻力主... 详细信息

为满足农学,资源及环境等学科对土样的集中获取需求,研制了一种以汽油机为动力,直压式进入土壤的机动取土器。阐述了汽油机取土器的主要组成和工作原理,对其核心部件取土杆、动力头分别进行了理论分析和结构设计。取土器工作时的阻力主要有端面阻力、外环摩擦力和内环摩擦力,给出了3种摩擦力的计算公式,并且以100 mm直径取土器为例计算出了其工作阻力。根据取土器的工作阻力和机械传动效率计算出了汽油机所需功率,根据市场提供的汽油机种类进行了选型。为验证所设计汽油机取土器的使用效果,进行了取土器的性能试验测试,测试结果表明:采集土样效果良好,取土效率是同类型手动取土器的2倍以上。

关键词：直压式取土器汽油机土样

日光温室在自然通风状态下内拱膜对室内温度的影响

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内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2016年第3期37卷 88-92页

作者：塔娜马文娟张海鑫内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

为研究寒冷干旱地区日光温室在自然通风时内拱膜结构对室内温度的影响,对呼和浩特市农户日常生产使用的日光温室内部气温进行多点实时测试,并利用多峰拟合法对不同内拱膜竖直高度下的室内气温进行分析。结果表明：在00：00～08：00时段... 详细信息

为研究寒冷干旱地区日光温室在自然通风时内拱膜结构对室内温度的影响,对呼和浩特市农户日常生产使用的日光温室内部气温进行多点实时测试,并利用多峰拟合法对不同内拱膜竖直高度下的室内气温进行分析。结果表明：在00：00～08：00时段,日光温室内拱膜竖直高度越高,室内气温沿跨度方向温差越大,而在10：00～15：00的通风时段,内拱膜竖直高度越高,室内气温沿跨度方向的温差越小。在通风时段,试验温室Ⅰ、Ⅱ内距地面2.5m高处的气温最高,1.3m高处的气温最低,且试验温室Ⅱ内不同高度处的气温均高于试验温室Ⅰ,而对照温室内距地面2.5m高处的气温最高,0.1m高处的气温最低。多峰拟合的最小拟合度为0.960 2,拟合分析表明,内拱膜竖直高度越高,相同时段内室内平均气温越高。

关键词：内拱膜日光温室自然通风多峰拟合

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向日葵不同器官分级及各级分的解剖结构

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2022年第4期50卷 100-107页

作者：王丽珍王俊跃马庆志任浩翟胜丞翟华敏南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037 内蒙古工业大学轻工与纺织学院内蒙古呼和浩特010080 内蒙古农业大学机电工程学院内蒙古呼和浩特010018

【目的】揭示脱籽向日葵各级分的组织细胞特征,为脱籽向日葵的高附加值利用提供理论基础。【方法】基于宏观生物结构的差异,对脱籽向日葵进行手工分级,用双面刀片将各级分沿垂直和平行生长方向分别切出横向和径向切面光滑的试样,试样厚... 详细信息

【目的】揭示脱籽向日葵各级分的组织细胞特征,为脱籽向日葵的高附加值利用提供理论基础。【方法】基于宏观生物结构的差异,对脱籽向日葵进行手工分级,用双面刀片将各级分沿垂直和平行生长方向分别切出横向和径向切面光滑的试样,试样厚度为2~3 mm。用导电胶将各试样粘于样品台,采用离子溅射仪对样品喷金处理。扫描电镜观察各级分横向和径向的解剖结构。【结果】(1)首次系统地将脱籽向日葵分为秸皮、髓、花托、苞片、托片、叶柄和叶片7个级分。(2)各级分表皮组织的构造不同。秸皮、花托和叶柄只有外表皮组织,苞片和托片具有内外表皮组织,叶片具有上下表皮组织,髓无表皮组织。(3)各级分的薄壁组织占比及薄壁细胞形态差异明显。秸皮中薄壁组织占比最少,薄壁细胞形状为圆形、椭圆形或棒形;髓中全部是薄壁组织,薄壁细胞形状为多面体;其他级分的薄壁组织占比介于秸皮和髓之间,薄壁细胞形状不规则。(4)各级分维管束的排列方式及其细胞组成不同。秸皮和叶柄的维管束呈环状排列,花托、苞片和托片的维管束呈星状排列,叶片的维管束分布在叶脉中;秸皮的维管束由韧皮纤维细胞、木纤维细胞、薄壁细胞和导管分子组成,其他级分的维管束主要由薄壁细胞和导管分子组成。【结论】脱籽向日葵可分为生物学特征明显不同的7个级分,级分间生物结构高度不均一,分级是脱籽向日葵高值利用的途径。

关键词：向日葵解剖结构农业残余物残余物利用

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灌木根系原位抗拉抗折测试装置设计与检验

农机化研究 2021年第7期43卷 115-120页

作者：康立菲马一铭李梦琳杜文亮刘静内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010018

灌木根系的抗拉抗折特性是研究风沙区灌木根系固土机制的关键和基础,为使根系的抗拉抗折力学参数结果更加接近实际情况,通常在野外进行原位测试。为此,针对灌木根系野外原位测试环境恶劣及装置进沙易坏等问题,设计了一套灌木根系原位抗... 详细信息

灌木根系的抗拉抗折特性是研究风沙区灌木根系固土机制的关键和基础,为使根系的抗拉抗折力学参数结果更加接近实际情况,通常在野外进行原位测试。为此,针对灌木根系野外原位测试环境恶劣及装置进沙易坏等问题,设计了一套灌木根系原位抗拉抗折测试装置,包括机械部件和电子部件。机械部件由机架、夹具和电动拉杆等组成;电子部件由nRF24L01无线传输模块和STM32F103芯片等组成,通过硬件电路和软件程序实现测试数据的实时短程无线传输。经制造、调试、标定和检验,测试装置可在灌木根系原位上获取抗拉抗折和位移参数,并实时短程无线传输至PC上,实现显示、储存和历史数据查询等功能,满足灌木根系野外原位测试的使用要求,为探究灌木防沙固土提供了实地数据支持。

关键词：灌木根系抗拉抗折无线传输测试装置

揉碎玉米秸秆螺旋输送仿真离散元模型参数标定

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中国农业科技导报 2023年第3期25卷 96-106页

作者：王洪波樊志鹏乌兰图雅王春光马哲内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

为进一步揭示揉碎玉米秸秆饲料在螺旋输送器中的输送机理,提高揉碎玉米秸秆螺旋输送过程中离散元仿真研究所用参数的准确度,将揉碎玉米秸秆分为秸秆穰、秸秆叶、秸秆皮,采用物理试验和仿真优化设计相结合的方法对离散元仿真参数进行标... 详细信息

为进一步揭示揉碎玉米秸秆饲料在螺旋输送器中的输送机理,提高揉碎玉米秸秆螺旋输送过程中离散元仿真研究所用参数的准确度,将揉碎玉米秸秆分为秸秆穰、秸秆叶、秸秆皮,采用物理试验和仿真优化设计相结合的方法对离散元仿真参数进行标定。首先,通过物理试验得到穰、叶、皮各项本征参数和接触参数的平均值和范围,将范围相对较大的接触参数通过Plackett-Burman试验利用其显著性进行筛选。结果表明,对仿真堆积角影响显著的因素有穰-叶滚动摩擦系数、皮-叶滚动摩擦系数、叶-叶静摩擦系数。对这3个显著性参数进行最陡爬坡试验,将其取值范围进行优化缩小,通过Box-Behnken试验建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型,堆积角的目标值设置为物理试验测得的30.4°,寻优得到最佳的显著性参数的取值:叶-穰滚动摩擦系数为0.325,皮-叶滚动摩擦系数为0.377,叶-叶静摩擦系数为0.411,在此组合下仿真堆积角为30.77°。为进一步检验参数取值的准确性,通过t检验得到P>0.05,表明仿真与物理试验堆积角的值无明显差异,验证了最佳参数取值的可靠性。由此表明,应用上述各物理试验和优化试验来测定及标定离散元仿真参数是可行的,同时标定的参数为揉碎玉米秸秆的其他仿真试验提供了参考。

关键词：揉碎玉米秸秆离散元堆积角参数标定

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羊草种子脱出物料风筛清选装置设计与试验

中国农机化学报 2022年第8期43卷 96-105,127页

作者：马宗雨万其号陈文星布库杨锦章杜文亮中国农业科学院草原研究所呼和浩特市010010 内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特市010018 星光农机股份有限公司浙江湖州313017

针对目前全喂入联合收获机收获羊草种子过程中存在损失率大、含杂率高的问题,根据清选作业流程,结合羊草种子自身物理特性,搭建羊草种子风筛清选装置,并对清选部件、喂料装置、接料装置进行设计优化。进行风筛清选装置室内性能试验研究... 详细信息

针对目前全喂入联合收获机收获羊草种子过程中存在损失率大、含杂率高的问题,根据清选作业流程,结合羊草种子自身物理特性,搭建羊草种子风筛清选装置,并对清选部件、喂料装置、接料装置进行设计优化。进行风筛清选装置室内性能试验研究,通过单因素试验,得出清选性能随各因素变化的规律,利用响应面试验建立各因素与含杂率和损失率的关系,并对各因素及其交互作用进行分析。最后得出较优工作参数组合为:振动筛转速275 r/min,风机转速985 r/min,喂入量0.087 kg/s,在此参数组合下试验的含杂率为27.3%,损失率为3.3%,风筛清选装置满足设计要求,可为研发羊草等禾本科牧草种子全喂入联合收获机提供参考。

关键词：羊草种子风筛清选联合收获含杂率损失率