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新疆农机化 2002年第1期 8-8页

水稻硬质育秧盘全自动起盘机提升与叠盘装置研究

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农业机械学报 2024年第7期55卷 168-178页

作者：衣淑娟王鹏李衣菲李渤海曹政黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对现有叠盘暗室育秧模式下全自动起盘机存在起盘合格率和工作稳定性下降,输送阶段易造成秧苗、秧盘损伤等问题,改进设计一种具有轴向辅助推送秧盘功能的钩杆式提升装置,并构建仿真试验平台确定影响其工作性能的主要参数及取值范围;确... 详细信息

针对现有叠盘暗室育秧模式下全自动起盘机存在起盘合格率和工作稳定性下降,输送阶段易造成秧苗、秧盘损伤等问题,改进设计一种具有轴向辅助推送秧盘功能的钩杆式提升装置,并构建仿真试验平台确定影响其工作性能的主要参数及取值范围;确定关键部件循环叠盘装置的结构参数,建立多情形目标评价结果函数,并通过Matlab插值法对评价指标进行标准化;采用二次旋转正交组合试验,以托盘间距、横向输送速度、抬起角为试验因素,起盘合格率、叶损伤率、硬盘损伤率和伤秧数为性能评价指标,对试验结果进行响应曲面分析、回归分析。应用Design-Expert 11进行多目标参数组合优化。在托盘间距为190 mm、横向输送速度为0.20 m/s、抬起角为72°的条件下,田间验证试验得到起盘合格率为97.5%,叶损伤率为0.52%,硬盘损伤率0.45%,伤秧数为9,与理论优化值误差小于1%,比优化前合格率提升5.6个百分点,叶损伤率降低3.5个百分点,减少秧苗损伤,硬盘损伤率降低3.8个百分点。

关键词：水稻硬质育秧盘起盘机提升与叠盘装置离散元

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铡切揉碎协同式牧草揉丝机设计与试验

农业机械学报 2024年第2期55卷 149-159页

作者：陈涛衣淑娟李衣菲陶桂香毛欣曲善民黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 东北农业大学工程学院哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学动物科技学院大庆163319

针对现有的牧草揉丝机效率低、揉丝质量差、对高含水率牧草不适用等问题,以苜蓿为加工对象设计了一种铡切揉碎协同式牧草揉丝机。对铡切和揉碎过程进行了理论分析,并通过设计计算确定了揉丝机的总体结构和关键部件结构参数。以生产率、... 详细信息

针对现有的牧草揉丝机效率低、揉丝质量差、对高含水率牧草不适用等问题,以苜蓿为加工对象设计了一种铡切揉碎协同式牧草揉丝机。对铡切和揉碎过程进行了理论分析,并通过设计计算确定了揉丝机的总体结构和关键部件结构参数。以生产率、丝化率为性能评价指标,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量、含水率为试验因素的单因素试验;将含水率为65%的苜蓿作为加工对象,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量为试验因素的二次正交旋转组合试验。单因素试验确定了试验因素的取值范围,探究了揉丝机对不同含水率苜蓿的揉丝效果。通过Design-Expert 12.0软件对二次正交旋转组合试验的试验结果进行了响应曲面分析、回归分析及目标优化,得到了试验因素与评价指标之间的回归方程,以生产率和丝化率同时最大化为目标,对电机输出转速、筛孔直径、喂入量进行多目标寻优求解,确定最优参数组合为:电机输出转速443.77 r/min、筛孔直径14 mm、喂入量1.27 kg/s,揉丝验证试验表明,生产率为5065.98 kg/h、丝化率为94.87%;该装置揉丝效率高、质量好,而且能够揉丝高含水率牧草,满足牧草揉丝机设计要求。

关键词：牧草铡切揉碎揉丝机协同作业

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新疆果园绿肥粉碎打捆一体机的设计与试验

农机化研究 2024年

作者：谭洪岩廖结安赵劲飞席琳乔张全忠苏广东杨丙辉塔里木大学机械电气化工程学院塔里木大学现代农业工程重点实验室

我国果园绿肥种植面积广、种类多,绿肥改良土壤理化性质及有机质含量效果显著。根据新疆果园土地土壤性质及果园特有种植模式,为解决果园绿肥集条后成捆会因频繁搅动表土导致表土水分散失、粉碎打捆单独作业工序复杂和能耗高等问题,设... 详细信息

我国果园绿肥种植面积广、种类多,绿肥改良土壤理化性质及有机质含量效果显著。根据新疆果园土地土壤性质及果园特有种植模式,为解决果园绿肥集条后成捆会因频繁搅动表土导致表土水分散失、粉碎打捆单独作业工序复杂和能耗高等问题,设计出适用于新疆果园绿肥的粉碎打捆机,可实现对果园绿肥直接粉碎成捆,有效避免频繁搅动表土,减少水分散失,成捆后方便运输、便于储存,可作青饲料,可异地施用等。对样机悬挂架进行Ansys有限元分析且对粉碎刀辊进行模态分析,结果表明:选材合理,满足使用要求。样机田间试验结果表明:当拖拉机前进速度为1.2 m/s、碎草刀辊转速为1 000 r/min、粉碎刀离地间隙为100 mm时,绿肥粉碎长度合格率平均值为90.2%、草捆密度平均值为454.8 kg/m3,满足果园绿肥成捆利用需求。

关键词：果园绿肥粉碎机构打捆机构响应面

适于新疆单膜收获的大豆割台设计及拨禾过程分析

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干旱地区农业研究 2024年第5期42卷 294-300页

作者：周巍伟陈树人王士国唐忠李斌郭小虎江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 新疆农垦科学院新疆石河子832000

针对新疆大豆覆膜滴灌栽培技术,设计一款带有地形起伏检测装置的大豆割台。通过田间生长特性测量,确定适于新疆单膜大豆收获的拨禾轮主轴长度为2 000 mm、直径为650 mm。依此设计一种前置轮式地形检测装置,该装置安装于大豆割台两侧,确... 详细信息

针对新疆大豆覆膜滴灌栽培技术,设计一款带有地形起伏检测装置的大豆割台。通过田间生长特性测量,确定适于新疆单膜大豆收获的拨禾轮主轴长度为2 000 mm、直径为650 mm。依此设计一种前置轮式地形检测装置,该装置安装于大豆割台两侧,确定检测装置角度转动量与割刀离地高度之间的关系式为:H=80-Δh=80-320(sinθ-sinθ′)。对所设计的大豆割台进行地面起伏检测试验,试验中实际距离与检测距离之间的相对误差均值为0.037~0.039。对拨禾轮工作原理进行分析,研究其产生拨禾作用时的拨禾速比范围。将拨禾轮三维模型导入Adams软件中,分析不同拨禾速比下弹齿的运动轨迹,发现当拨禾速比λ≤1.0时拨禾轮无拨禾作用,当λ>1.0时拨禾轮具有拨禾作用,但拨禾速比过大后,相邻弹齿间会产生作用重叠区域。设计的割台利于新疆大豆单膜收获,地形检测装置可为割台高度的实时调节提供依据。

关键词：大豆割台设计拨禾速比地形检测装置新疆

俯仰式播种单体仿形性能检测试验台设计与试验

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农业机械学报 2024年第2期55卷 90-100页

作者：衣淑娟李怡凯陈继国王淞赵斌黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319

为解决播种单体仿形机构性能难以检测的问题,设计了俯仰式播种单体仿形性能检测试验台。阐述了试验台组成结构与工作原理,对其高速传动系统、液压升降系统、监控系统以及关键部件参数进行设计。应用ANSYS软件对台架整体和关键部件进行... 详细信息

为解决播种单体仿形机构性能难以检测的问题,设计了俯仰式播种单体仿形性能检测试验台。阐述了试验台组成结构与工作原理,对其高速传动系统、液压升降系统、监控系统以及关键部件参数进行设计。应用ANSYS软件对台架整体和关键部件进行静力学分析和模态分析,验证结构设计的合理性。为检验俯仰式播种单体仿形性能检测试验台的实际检测效果,以德邦大为1205型牵引式免耕精量播种机播种单体为研究对象,先以液压杆伸出量与传送带速度为试验因素,以监控系统误差为评价指标进行试验。试验得出,在液压杆伸出量为0~200 mm范围内,监控系统角度传感器最大误差为0.69 mm;在传送带速度8~19 km/范围内,光电编码器最大误差为0.18 km/h。确认监控系统准确性后,再以单体速度为试验因素,采集速度8、10、12 km/h下地块的起伏数据为目标曲线,以地形起伏模拟曲线的绝对误差平均值为指标进行单因素试验,试验得出,所设计的试验台可有效模拟田间地面的起伏频率与起伏量,绝对误差平均值为1.86 mm,满足播种单体仿形性能检测需求。

关键词：高速播种机仿形机构试验台架农田地形液压系统

基于Stacking集成学习的枣树智能灌溉系统设计与试验

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中国农机化学报 2024年第6期45卷 270-276页

作者：窦文豪孙三民徐鹏翔塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

南疆降雨量少,气候干燥,农业用水紧张,水资源节约尤为重要,针对此问题设计一套智能灌溉系统。系统使用阿里云服务器作为上位机,树莓派作为下位机,并搭建相应的操作页面。根据Penman-Monteith公式中需要的气象数据、过去7天需水量以及前... 详细信息

南疆降雨量少,气候干燥,农业用水紧张,水资源节约尤为重要,针对此问题设计一套智能灌溉系统。系统使用阿里云服务器作为上位机,树莓派作为下位机,并搭建相应的操作页面。根据Penman-Monteith公式中需要的气象数据、过去7天需水量以及前1天气象数据为输入向量,作物需水量为输出向量,构建基于随机森林、BP神经网络与岭回归的Stacking集成学习预测模型。结果表明Stacking集成学习预测模型拟合系数R 2为0.973,且MAE、RMSE、MAPE三类误差更小,Stacking集成学习预测模型预测效果更强。灌溉试验中自动灌溉决策正确,系统运行稳定,为新疆地区农业提高水资源利用问题提供思路。

关键词：枣树智能灌溉系统 Stacking集成学习随机森林 BP神经网络岭回归

基于多光谱图像角度融合测定库尔勒香梨理化指标

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 649-655页

作者：刘鸿阳孔德国罗华平高峰王聪颖塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

基于多光谱图像角度融合,提出了一种库尔勒香梨快速无损检测的方法。以库尔勒香梨为研究对象,应用多光谱成像采集系统,以10°为间隔,获取了相对方位角为10°~90°内的多光谱图像。使用ENVI5.1软件进行多光谱图像角度融合并提取感兴趣区... 详细信息

基于多光谱图像角度融合,提出了一种库尔勒香梨快速无损检测的方法。以库尔勒香梨为研究对象,应用多光谱成像采集系统,以10°为间隔,获取了相对方位角为10°~90°内的多光谱图像。使用ENVI5.1软件进行多光谱图像角度融合并提取感兴趣区域(ROI),获得多光谱数据。对光谱反射率、波段和相对方位角进行了皮尔逊相关性分析,发现波段和相对方位角都对光谱反射率呈极显著相关性,且相对方位角相关系数为0.1大于波段相关系数0.053,有必要在建模过程中加入相对方位角因素。采用标准正态变量变换(SNV)、均值中心化变换(MC)、卷积平滑处理(S_G)和归一化处理(Nor)等预处理方法,选用偏最小二乘回归(PLSR)建立全波段检测模型,通过校正集相关系数(R_(c))、预测集相关系数(R_(p))、校正集均方根误差(RMSEC)和预测集均方根误差(RMSEP)对模型的效果进行评价,对比探究特征角度下和角度融合下库尔勒香梨关键指标的模型检测效果。结果表明:采用角度融合处理后,所建立的PLSR和SVM模型预测效果都有显著提升。预测库尔勒香梨含水率最优模型为采用角度融合的偏最小二乘回归模型(AF-PLSR),其R_(c)为0.936, RMSEC为0.298,R_(p)为0.901, RMSEP为0.285;预测库尔勒香梨硬度和糖度的最优模型为以角度融合的支持向量机模型(AF-SVM),R_(c)分别为0.894、 0.905, RMSEC为0.527、 0.376;R_(p)为0.830、 0.901, RMSEP为0.532、 0.379。角度融合将不同角度下的光谱数据结合在一起,获得了比单一角度更加丰富的信息,得到了更加完善的光谱。所建立的检测模型精度更高。结果证明:基于多光谱图像角度融合技术预测库尔勒香梨的含水率、硬度和糖度是可行的。为提高多光谱无损检测精度和高光谱无损检测精度提供了一种新的思路。

关键词：多光谱成像融合光谱库尔勒香梨偏最小二乘回归

空间特性光谱反演及对户外光谱修正的可行性研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 336-346页

作者：高峰徐嘉翊罗华平塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

户外高光谱探测可以快速获取样品的光谱信息,但受环境光线和样品二向反射特性的影响,采集到的光谱并不能准确反映样品的真实信息,对户外探测精度有一定影响。为了提高户外高光谱探测精度,提出了一种使用空间特性光谱对户外光谱进行修正... 详细信息

户外高光谱探测可以快速获取样品的光谱信息,但受环境光线和样品二向反射特性的影响,采集到的光谱并不能准确反映样品的真实信息,对户外探测精度有一定影响。为了提高户外高光谱探测精度,提出了一种使用空间特性光谱对户外光谱进行修正的方法,以冬枣、红提、小白杏为研究对象,使用Walthall、Shibayama、Ross-li、Roujean与Rahman这5种BRDF模型反演3种果品的空间特性光谱,利用反演的空间特性光谱对户外光谱进行修正,之后分别建立暗室光谱、户外光谱与修正光谱的品质预测模型。反演结果表明:3种果品的空间特性光谱均有较好的反演效果,反演误差从低到高依次为冬枣、小白杏、红提,平均决定系数R2分别为0.957、0.947、0.927,平均误差分别为3.56%、4.90%、8.23%;5种BRDF模型中,Walthall模型的反演效果最佳,平均决定系数R2与误差分别为0.949、5.33%,Ross-li模型的反演效果最差,平均决定系数与误差分别为0.934、6.05%。户外光谱修正结果表明:户外光谱经过修正后噪声减少,光谱更为平滑,且光谱趋势与暗室光谱一致,受反演效果影响,冬枣光谱的修正效果最佳,而红提与小白杏的修正光谱中噪声较多。品质预测模型结果表明:3种果品的品质预测模型预测效果差异较大,从高到低依次为冬枣、小白杏、红提,可能与3种果品的品质不同有关;5种BRDF模型得到的修正光谱所建立的模型预测效果不同,但无显著差异;预测模型中,使用暗室光谱建立的预测模型最优,修正光谱建立的模型预测能力优于户外光谱建立的模型,表明户外光谱经过修正后模型预测能力得到提升。BRDF模型能够较好地反演果品的空间特性光谱,修正后的光谱与暗室光谱较为接近,修正光谱建立的模型优于户外光谱建立的模型,表明使用空间特性光谱对户外光谱进行修正的方法是可行的,可为提高户外无损检测的精度提供一种新的思路。

关键词：二向反射分布函数空间特性光谱光谱反演修正可行性研究

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新疆单根长绒棉纤维力学特性及断裂形态分析

纺织学报 2024年第2期45卷 36-44页

作者：马承诺姜开翔陈春晖刘园玲张有强塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学新疆维吾尔自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

针对新疆长绒棉在机采及加工过程中受到机械拉伸导致纤维断裂损伤的问题,首先,通过试验分析纤维直径、试样长度和拉伸速度对单根长绒棉纤维力学特性和形态变化的影响规律;其次,通过响应面法分析并建立3种因素交互作用的响应面回归模型,... 详细信息

针对新疆长绒棉在机采及加工过程中受到机械拉伸导致纤维断裂损伤的问题,首先,通过试验分析纤维直径、试样长度和拉伸速度对单根长绒棉纤维力学特性和形态变化的影响规律;其次,通过响应面法分析并建立3种因素交互作用的响应面回归模型,得到3种因素交互作用对单根长绒棉纤维力学特性的影响规律;最后,借助扫描电子显微镜对不同断裂方式的棉纤维断口形貌进行观察与分析。结果表明:当试样长度和拉伸速度一定时,随着单根长绒棉纤维直径的增大,断裂强力逐渐减小,纤维表面形态变化差异较大;当纤维直径一定时,单根长绒棉纤维断裂强力随着拉伸速度的增大而增大,随着试样长度的增加而减小;单根长绒棉纤维力学特性不仅受上述3种因素的单一影响,受其交互作用的影响也较为显著,影响顺序依次为纤维直径、拉伸速度、试样长度;在低载荷下,单根长绒棉纤维断裂伸长率与拉伸速度没有较大关系,但其随试样长度的增加而增加;新疆单根长绒棉纤维在拉伸过程中力学特性曲线表现为直接断裂和逐渐断裂2种类型,主要原因依赖于棉纤维初始形态和缺陷程度,其拉伸形态变化归纳为纵向微原纤分裂且在纤维内传播,断裂方式具有直接断裂、轴向撕裂、扭转断裂和纤维丝间滑移。

关键词：单根长绒棉纤维力学特性断裂机制断口形貌新疆棉