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基于改进Faster R-CNN的马铃薯发芽与表面损伤检测方法

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农业机械学报 2024年第1期55卷 371-378页

作者：刘毅君何亚凯吴晓媚王文杰张丽娜吕黄珍中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083 农业装备技术全国重点实验室北京100083 中国包装和食品机械有限公司北京100083 农业农村部农产品加工装备重点实验室北京100083

发芽与表面损伤检测是鲜食马铃薯商品化的重要环节。针对鲜食马铃薯高通量分级分选过程中,高像素图像目标识别准确率低的问题,提出一种基于改进Faster R-CNN的商品马铃薯发芽与表面损伤检测方法。以Faster R-CNN为基础网络,将Faster R-... 详细信息

发芽与表面损伤检测是鲜食马铃薯商品化的重要环节。针对鲜食马铃薯高通量分级分选过程中,高像素图像目标识别准确率低的问题,提出一种基于改进Faster R-CNN的商品马铃薯发芽与表面损伤检测方法。以Faster R-CNN为基础网络,将Faster R-CNN中的特征提取网络替换为残差网络ResNet50,设计了一种融合ResNet50的特征图金字塔网络(FPN),增加神经网络深度。采用模型对比试验、消融试验对本文模型与改进策略的有效性进行了试验验证分析,结果表明:改进模型的马铃薯检测平均精确率为98.89%,马铃薯发芽检测平均精确率为97.52%,马铃薯表面损伤检测平均精确率为92.94%,与Faster R-CNN模型相比,改进模型在检测识别时间和内存占用量不增加的前提下,马铃薯检测精确率下降0.04个百分点,马铃薯发芽检测平均精确率提升7.79个百分点,马铃薯表面损伤检测平均精确率提升34.54个百分点。改进后的模型可以实现对在高分辨率工业相机采集高像素图像条件下,商品马铃薯发芽与表面损伤的准确识别,为商品马铃薯快速分级分等工业化生产提供了方法支撑。

关键词：马铃薯发芽表面损伤 Faster R-CNN 高分辨率

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高参数垃圾电站锅炉防腐涂层体系的设计策略与评价

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材料导报 2024年第8期38卷 186-191页

作者：曲作鹏刘吉臻田欣利魏啸天汪瑞军王永田王海军华北电力大学新能源学院北京102206 江苏科环新材料有限公司江苏淮安223005 中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083

随着国家“双碳”战略目标的提出,垃圾发电成为城市垃圾处理的主流方式。针对高参数垃圾电站锅炉管道腐蚀减薄到一定程度时,造成泄漏甚至爆管的严重安全问题,本文在简介了高参数对锅炉腐蚀影响规律的基础上,评述了高参数条件下管道的基... 详细信息

随着国家“双碳”战略目标的提出,垃圾发电成为城市垃圾处理的主流方式。针对高参数垃圾电站锅炉管道腐蚀减薄到一定程度时,造成泄漏甚至爆管的严重安全问题,本文在简介了高参数对锅炉腐蚀影响规律的基础上,评述了高参数条件下管道的基材特性及主流涂层防护技术,重点论述了Inconel堆焊、感应熔焊、HVOF等技术及性能。因为涂层系统设计主要是对管道基体和涂层材料与工艺进行选配,同时匹配参数也是对涂层系统的主要评价指标,所以本文对热膨胀系数、导热系数、结合强度、孔隙率、服役寿命以及经济性等参数进行了系统评价,并阐述了涂层结构设计策略,包括防腐涂层的厚度设计、涂层结构设计、涂层材料组分设计等内容。根据涂层防护技术现存的主要问题,提出粉末合成设计-涂层结构设计-服役性能评价一体化研究的重要性;针对目前主要的材料体系设计比较集中于高Cr含量的FeCr系和NiCr系合金的现状,指出应开发以NiCr基辅以W、Mo等元素涂层材料,使其兼具优异的耐腐蚀和抗磨损的综合性能。最后对涂层防护技术的发展前景进行展望。

关键词：垃圾电站防腐涂层堆焊感应熔焊设计策略评价

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轻简型果园作业平台的设计与性能测试

农机化研究 2024年第5期46卷 72-76页

作者：刘东琴赵晨卢军党王新强乔宏岳张博然陕西省农业机械研究所有限公司陕西咸阳712000 富平县悦达机械制造有限公司陕西渭南711700

针对陕西省乔化改造果园低矮狭窄的作业环境,设计了一种轻简型果园作业平台。为缩小整机长度,将动力装置及变速箱设置于升降平台下方,同时采用可折叠护栏,使其能根据转场输运、果物周转、高空作业等不同作业需求,灵活调节作业平台整机高... 详细信息

针对陕西省乔化改造果园低矮狭窄的作业环境,设计了一种轻简型果园作业平台。为缩小整机长度,将动力装置及变速箱设置于升降平台下方,同时采用可折叠护栏,使其能根据转场输运、果物周转、高空作业等不同作业需求,灵活调节作业平台整机高度,整机高度最小可降低至900mm。为增强作业平台行驶安全性和操作便捷性,平台集成了遥控技术以实现远程操作,平台上集成有可为电动剪枝等电动机具提供动力源的电源接口,能将操作人员从背负电池的繁重劳动中解放出来。测试结果表明:果园作业平台举升负载量200.06kg,高速档行走作业速度1.58m/s,低速档行走作业速度0.18m/s,平台最大起升高度2080mm,最大沉降量18mm,符合设计要求。

关键词：果园作业平台性能测试轻简型

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2BFGK-12型稻茬麦集秸旋耕施肥播种机设计与试验

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中国农机化学报 2024年第3期45卷 14-23页

作者：张晋薛亚光刘旭杰单海勇吴崇友刘建江苏沿江地区农业科学研究所/南通市循环农业重点实验室江苏南通226012 农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014

针对长江中下游稻麦轮作区小麦播种作业时,存在抢季节耕种农机配套性差、土壤黏重以及秸秆还田难等问题,创制“稻茬麦秸秆行间集覆还田宽窄行种植”技术模式,此模式具有行间集秸、条带旋耕、集中施肥、洁区播种以及对行镇压等技术特征,... 详细信息

针对长江中下游稻麦轮作区小麦播种作业时,存在抢季节耕种农机配套性差、土壤黏重以及秸秆还田难等问题,创制“稻茬麦秸秆行间集覆还田宽窄行种植”技术模式,此模式具有行间集秸、条带旋耕、集中施肥、洁区播种以及对行镇压等技术特征,通过建立秸秆行间集覆运动的力学模型,设计绞龙式秸秆行间集秸装置、开沟旋耕一体式装置、集中施肥装置、浮动覆土板以及对行镇压器等关键部件,研制一种稻茬麦洁区旋耕施肥播种机。田间试验结果表明,秸秆行间集覆还田与宽窄行种植结合有效提高稻茬麦种床整地质量,洁区洁净度87.69%,小麦窄行平均行距为148 mm,宽行行距平均为304 mm,行距变异系数为5.36%,平均播深为33 mm,播深合格率为95.76%,晾籽率为0.98%,碎土率为86.01%。施肥方式为耕前集中施肥,平均施肥深度为65 mm,施肥深度合格率为94.63%,均满足国家标准。厢沟平均深度为175 mm,沟面宽度为198 mm,满足排水要求。试验田实际产量为8 059.2 kg/hm^(2),高出平均产量20%以上,油耗较对比机型降低31.24%。为稻茬麦绿色低碳保护性耕作技术模式提供农机支撑,促进农机农艺高效快速融合。

关键词：稻茬麦洁区播种机稻秸还田机艺融合

60Si2Mn钢表面激光熔覆铁基涂层的组织及耐磨性研究

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表面技术 2024年第7期53卷 164-170页

作者：曹新娜宋路阳黄玲玲江涛张浩强汪瑞军于华詹华尹丹青鲍曼雨龙伟民钟素娟纠永涛河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471000 龙门实验室河南洛阳471000 中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083 郑州机械研究所有限公司郑州450000

目的提高60Si2Mn钢的表面耐磨损性能。方法采用同步送粉方式在60Si2Mn钢表面进行激光熔覆X1、X22种铁基粉末。通过金相显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪,观察和分析熔覆层的显微组织、化学元素分布及相组成,采用显微硬度仪、多功能... 详细信息

目的提高60Si2Mn钢的表面耐磨损性能。方法采用同步送粉方式在60Si2Mn钢表面进行激光熔覆X1、X22种铁基粉末。通过金相显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪,观察和分析熔覆层的显微组织、化学元素分布及相组成,采用显微硬度仪、多功能摩擦磨损试验机进行硬度、耐磨损性能测试。结果2种熔覆层均无裂纹、气孔等缺陷,涂层内部存在大量树枝晶、等轴晶和少量沿基材表面生长的平面晶,其中X1熔覆层的顶部区域等轴晶数量较多,组织更细小均匀。2种熔覆层均由相同物相(α-Fe)固溶体组成,未出现明显的其他物相的衍射峰。基体60Si2Mn钢平均硬度约为300HV,X1熔覆层的硬度为950~1000HV,平均硬度为975HV。X2熔覆层的硬度为784~821HV,平均硬度为803HV。经过球-盘磨损试验后,X1、X2熔覆层以及基体的体积磨损率分别为1.32×10^(-4)、1.94×10^(-4)、3.29×10^(-4)mm^(3)/(N·m)。结论2种熔覆层的硬度和耐磨损性能均优于基体,其中X1熔覆层的平均硬度比X2熔覆层的高约21%,其体积磨损率最小,耐磨损性能更好。

关键词： 60Si2Mn钢激光熔覆铁基粉末微观组织耐磨损性能

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智能化农业机械在精准农业中的应用及其效益

河北农机 2024年第16期 15-17页

作者：杨晓峰中联农业机械股份有限公司

本文旨在探讨智能化农业机械的发展趋势及其所面临的挑战。随着科技的进步和现代农业的转型升级,智能化农业机械在农业生产中发挥着越来越重要的作用。本文首先分析了智能化农业机械的发展趋势,包括智能化水平的提升、精准化与个性化服... 详细信息

本文旨在探讨智能化农业机械的发展趋势及其所面临的挑战。随着科技的进步和现代农业的转型升级,智能化农业机械在农业生产中发挥着越来越重要的作用。本文首先分析了智能化农业机械的发展趋势,包括智能化水平的提升、精准化与个性化服务的发展、农机与信息技术的深度融合以及农机服务的多元化与专业化。其次,深入剖析了智能化农业机械发展所面临的挑战,包括技术创新与普及成本、数据安全与隐私保护问题、农机与农艺融合难题以及法规政策与标准制定的滞后。最后,提出了克服这些挑战的建议,包括加大技术创新和普及力度、加强数据安全和隐私保护、推动农机与农艺的深度融合以及完善法规政策和标准制定。本文的研究结果有助于推动智能化农业机械的健康发展,促进农业生产的现代化和可持续发展。

关键词：智能化农业机械发展趋势挑战技术创新数据安全与隐私保护

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绿色技术在农业机械工程中的应用

农家科技 2024年第14期 210-212页

作者：孙卫兵中联农业机械股份有限公司

现阶段,我国环境污染问题十分严峻,已经成为了社会各界所关注的焦点话题。在可持续发展政策的引领下,农业发展迈入了新的时代行列,绿色农业是其发展的主要方向和目标。以往我国农业机械工程在发展过程中会受到多类外力因素的干扰和影响... 详细信息

现阶段,我国环境污染问题十分严峻,已经成为了社会各界所关注的焦点话题。在可持续发展政策的引领下,农业发展迈入了新的时代行列,绿色农业是其发展的主要方向和目标。以往我国农业机械工程在发展过程中会受到多类外力因素的干扰和影响,致使农业生产时期会频繁的出现污染、浪费等多类问题。对此,在新时期的发展背景下,需要注重应用绿色技术。本文主要就绿色技术在农业机械工程中的应用展开探究,正确认知该项技术在农业机械工程当中的推广使用价值,提出健全农业发展机制、彰显企业主体功能等多类策略,旨在切实保护土地资源,提高农产品质量,最大化农业产量,从而助力我国农业机械工程更快、更好的发展。

关键词：绿色技术农业机械工程应用策略

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马铃薯机械化收获技术进展与展望

农机化研究 2024年第9期46卷 1-7页

作者：汪昕杨德秋李洋刘萌萌段荣鑫中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083

马铃薯是我国第四大粮食作物,种植面积和产量均居世界第一,但机械化收获技术水平与快速发展的马铃薯产业仍然不相匹配,与欧美发达国家相比存在较大差距。为此,基于国内外马铃薯机械化收获技术研究现状,分别对马铃薯分段和联合收获中关... 详细信息

马铃薯是我国第四大粮食作物,种植面积和产量均居世界第一,但机械化收获技术水平与快速发展的马铃薯产业仍然不相匹配,与欧美发达国家相比存在较大差距。为此,基于国内外马铃薯机械化收获技术研究现状,分别对马铃薯分段和联合收获中关键技术的研究进展进行归类和阐述,并对马铃薯机械化收获技术发展趋势进行展望,旨在为从事马铃薯机械化收获技术研究的工程技术人员提供参考。

关键词：马铃薯收获机械化收获分段收获联合收获

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基于离散元法的多功能集成式开沟装置设计

中国农机化学报 2024年第6期45卷 1-7页

作者：白旭普王振华翟改霞吴海华周海燕杨葆华中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京市100083 中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院有限公司呼和浩特市010010 土壤植物机械系统技术国家重点实验室北京市100083

针对牧草免耕播种机进行退化草原补播作业时存在土壤扰动明显、播种深度不均匀、种沟保墒能力差等问题,设计一款集切根、开沟、回土功能于一体的多功能集成式开沟装置。该装置采用平面圆盘破土切根,随后采用倒“T”型开沟器形成结构稳... 详细信息

针对牧草免耕播种机进行退化草原补播作业时存在土壤扰动明显、播种深度不均匀、种沟保墒能力差等问题,设计一款集切根、开沟、回土功能于一体的多功能集成式开沟装置。该装置采用平面圆盘破土切根,随后采用倒“T”型开沟器形成结构稳定的种沟并清理种子周围土壤内的根茎,最后由回土机构将开沟过程中被挤压至地表的土壤回填至种沟内对种子进行掩埋。采用离散元法辅助开沟装置设计,选用Hertz-Mindlin with JKR接触模型创建土壤离散元模型。通过离散元仿真试验确定开沟器连接柄与地面夹角为90°时作业效果最佳。通过分析回土机构工作过程受力情况,确定仿形机构弹簧劲度系数为0.6 N/mm,弹簧初始压力为60 N。开展田间试验与离散元仿真试验检验多功能集成式开沟装置作业效果,试验结果表明该装置最佳作业速度范围为0.8~1.2 m/s;作业过程土壤扰动较小,侧垄宽不超过50 mm;开沟深度稳定可控,种沟深度波动不超过5 mm;回土机构作业效果良好,有助于改善种沟保墒能力。

关键词：开沟装置离散元法草原补播开沟器回土机构