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农机具田间试验动态遥测系统设计

农机化研究 2024年第12期 96-101页

作者：东忠阁吴泽全叶岩侯云涛程睿李占成蔡晓华黑龙江省农业机械工程科学研究院

针对当前农机具田间试验参数检测技术薄弱、无法全面综合评估农机关键部件作业性能的情况，设计了农机具田间试验的遥测系统。在当前农机具三点悬挂连接方式利用上拉杆拉压力传感器、下悬挂销剪切力传感器、角传感器、动态扭矩传感器等... 详细信息

针对当前农机具田间试验参数检测技术薄弱、无法全面综合评估农机关键部件作业性能的情况，设计了农机具田间试验的遥测系统。在当前农机具三点悬挂连接方式利用上拉杆拉压力传感器、下悬挂销剪切力传感器、角传感器、动态扭矩传感器等实现机具作业过程中的多分量力有效检测。系统检测终端采用STM32F429单片机为主核心芯片，设计了多通道传感器数据融合同步采集处理电路、以太网处理电路及外部输出电路等，可实时对前端传感器数据进行采集、处理及存储，并采用RTK差分定位系统准确检测机组的作业速度及位置，通过大功率WiFi模块经局域网络将作业参数实时传输给田间远程监测平台。用户可通过上位机软件实现对作业参数进行计算存储、曲线绘制、时域分析、统计设置等。测试结果表明：系统结构简单，检测精度高，能够实现机具作业同步受力分析及技术参数测量，可作为田间试验的有效检测手段。

关键词：农机具田间试验动态遥测系统局域网络同步采集

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热风红外联合干燥装置均风板的设计与试验

农机化研究 2024年第1期46卷 238-246页

作者：郭子文张晓勤王志琴王光辉王德成孙庆运中国农业大学工学院北京100083 山东省农业机械科学研究院济南250100

为提高苜蓿干燥过程中的均匀性和热利用效率,设计了一台热风红外联合干燥装置,并进行了干燥腔内均风板结构的优化设计,分析了在侧向进风条件下的不同结构参数对流场均匀性的影响。采用数值分析与试验相结合的方法,通过单因素和正交试验... 详细信息

为提高苜蓿干燥过程中的均匀性和热利用效率,设计了一台热风红外联合干燥装置,并进行了干燥腔内均风板结构的优化设计,分析了在侧向进风条件下的不同结构参数对流场均匀性的影响。采用数值分析与试验相结合的方法,通过单因素和正交试验对均风板进行结构参数优化,以均风板级数、孔径、孔径比、开孔率和均风板间距为试验因素,以气流速度的变异系数为评价指标,确定了最佳的结构参数并进行试验验证。仿真结果表明:在结构参数为一级均风板孔径12mm、孔径比0.75、二级均风板开孔率12.57%、两级均风板间距20mm时,整体流场的变异系数最低为6.15%。验证试验结果显示:平均速度的相对偏差为4.92%,流场的变异系数的相对偏差小于2%,空气流速的相对偏差低于12%,气流均化效果明显。研究结果可为苜蓿干燥装置均风板的优化设计提供理论参考。

关键词：红外热风联合干燥 CFD仿真均风板苜蓿

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林果采摘机器人研究现状与展望

农业装备与车辆工程 2024年第6期62卷 1-7页

作者：史孝杰王树城刘惠敏王少伟曲慧星李宁吴杰杨化伟山东省农业机械科学研究院山东济南250100

林果采摘是一项季节性和劳动密集型的工作,作业耗时长且由于老龄化带来的劳动力短缺,人工采摘已经不能满足产业发展需求。随着深度学习等技术的发展,结合种植、保存和加工技术的变化,智能采摘机器人成为解决上述问题的有效方法。以苹果... 详细信息

林果采摘是一项季节性和劳动密集型的工作,作业耗时长且由于老龄化带来的劳动力短缺,人工采摘已经不能满足产业发展需求。随着深度学习等技术的发展,结合种植、保存和加工技术的变化,智能采摘机器人成为解决上述问题的有效方法。以苹果和草莓采摘机器人为例,分析当前国内外林果智能采摘机器人发展现状、特点与制约因素,重点阐述图像识别、果实定位和果实分离三大关键技术的研究进展,从结构化种植环境、识别定位算法、智能末端执行器等方面展望采摘机器人的发展方向,以期为后续林果采摘机器人的进一步研究提供借鉴。

关键词：林果采摘农业机器人末端执行器识别定位

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气吸式花生穴播器播种监测系统设计与试验

中国油料作物学报 2024年第3期46卷 469-477页

作者：张春艳王岩杨茹莎张宁宁贺欣张佳蕾康建明山东省农业机械科学研究院山东济南250100 农业农村部黄淮海现代农业装备重点实验室山东济南250100 山东省农业农村厅山东济南250013 山东省农业科学院山东济南250100

为解决花生膜上精量播种单粒率低、播种质量不稳定的问题,设计了一种基于对射式红外光纤传感器的气吸式花生穴播器播种监测系统,采用STM32F407VGT6单片机与编码器,收集速度脉冲信号、播种时间间隔信息,实现对播种单粒率、漏播率、重播... 详细信息

为解决花生膜上精量播种单粒率低、播种质量不稳定的问题,设计了一种基于对射式红外光纤传感器的气吸式花生穴播器播种监测系统,采用STM32F407VGT6单片机与编码器,收集速度脉冲信号、播种时间间隔信息,实现对播种单粒率、漏播率、重播率等播种质量信息的实时监测。试验结果表明,当传感器安装距离为3.1 mm,安装角度为3.2°时,播种监测精度最优,此时单粒监测精度为95.98%,漏播监测精度为95.91%,重播监测精度为93.28%;台架试验结果表明,当穴播器作业速度在3~5 km/h范围内时,单粒监测精度大于95%,漏播监测精度大于91%,重播监测精度大于90%;田间试验结果表明,在3~5 km/h作业速度内,单粒监测精度大于93%,漏播监测精度大于90%,重播监测精度大于88%。该气吸式花生穴播器播种监测系统能够满足花生播种过程播种质量实时监测的需求,为实际播种作业提供数据参考,保证播种全过程较高的播种质量。

关键词：实时监测花生气吸式红外光纤传感器

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牛舍甲烷浓度监测技术的研究现状及展望

农机化研究 2024年第11期 260-264页

作者：叶岩吴泽全蔡晓华马君赵丽平黑龙江省农业机械工程科学研究院

甲烷作为仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体，其排放带来的温室效应相当于CO2的25倍，故畜禽排放甲烷浓度增加导致温室效应已越来越受到全球的重视。农业领域畜牧养殖过程中，饲养牛排放甲烷量居多，而牛舍甲烷排放主要来源于牛后肠... 详细信息

甲烷作为仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体，其排放带来的温室效应相当于CO2的25倍，故畜禽排放甲烷浓度增加导致温室效应已越来越受到全球的重视。农业领域畜牧养殖过程中，饲养牛排放甲烷量居多，而牛舍甲烷排放主要来源于牛后肠道排气、打嗝或粪便等有机物无氧分解过程中产生。因甲烷减排是降低全球温室效应的有效途径之一，故对牛舍甲烷监测的准确性是实现甲烷减排的基础。因此，为提高畜牧养殖经济和环境的双重效益，针对国内外牛舍甲烷浓度监测技术的研究情况进行综述。

关键词：牛舍甲烷浓度监测研究进展

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水稻基质板暗室叠盘育秧技术

农机化研究 2024年第11期 265-268页

作者：韩休海黑龙江省农业机械工程科学研究院

我国水稻育秧“取土难”和农业废弃物“处理难”困境依然存在，且随着农业从业人口逐年减少，传统水稻育秧取土、筛土用工成本增加，进一步压缩了农户的种植收益，在众多因素推动下，我国水稻基质化育秧技术应用进入快速发展期。为此，... 详细信息

我国水稻育秧“取土难”和农业废弃物“处理难”困境依然存在，且随着农业从业人口逐年减少，传统水稻育秧取土、筛土用工成本增加，进一步压缩了农户的种植收益，在众多因素推动下，我国水稻基质化育秧技术应用进入快速发展期。为此，对基质板叠盘暗室育苗技术作业流程、操作方法、注意事项及对比试验等方面进行详细阐述，以使广大种植户和农业技术人员深入、全面和细致了解该项技术，以期为广大水稻种植户应用提供参考。

关键词：水稻基质板暗室育秧

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茶叶籽仁霉变色选工艺参数建模与优化

中国油脂 2024年

作者：陈斌陈丽娟唐建新边晓东郑寨生陈长卿袁名安浙江省农业机械研究院

为提升茶叶籽仁霉变色选精度，保证茶叶籽油原料质量，采用响应曲面法对茶叶籽仁进行霉变色选试验，以选净率和误选率为响应，以色选工艺参数为试验因素，通过回归分析、模型检验及方差分析，建立茶叶籽仁霉变色选效果与工艺参数之间的... 详细信息

为提升茶叶籽仁霉变色选精度，保证茶叶籽油原料质量，采用响应曲面法对茶叶籽仁进行霉变色选试验，以选净率和误选率为响应，以色选工艺参数为试验因素，通过回归分析、模型检验及方差分析，建立茶叶籽仁霉变色选效果与工艺参数之间的数学模型，分析工艺参数对霉变色选效果的影响规律。研究表明：建立的茶叶籽仁霉变色选模型具有较好的适合性和显著性，预测精度较高，能较好地描述茶叶籽仁霉变色选效果与工艺参数之间的关系；工艺参数对选净率的影响程度依次为灵敏度、病斑值和振动频率，根据回归方程得到合适的茶叶籽仁霉变色选工艺范围为振动频率为50～60 Hz，灵敏度为30～33，病斑值为40～47，此条件下选净率在98%以上，色选后的茶叶籽仁霉变率在1%以下，符合茶叶籽油加工原料要求。应用霉变色选模型，有助于选择合理的色选工艺参数，提高选净率，降低茶叶籽仁霉变率。

关键词：茶叶籽仁霉变色选选净率误选率

黄河三角洲稻田退耕还湿对土壤团聚体组成及稳定性的影响

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应用生态学报 2024年第3期35卷 705-712页

作者：卢国伟王琦璇杨继松孙丹丹王志康周迪管博于君宝宁凯鲁东大学滨海生态高等研究院山东烟台264025 东营市农业科学研究院山东东营257091

土壤团聚体组成及稳定性是衡量土壤质量的重要指标,土地利用方式的转变会对其产生不同程度的影响。本研究以黄河三角洲不同退耕年限土地(退耕2年和15年)为对象,以退耕前土地(稻田)和未开垦的自然湿地为对照,分析退耕前后土壤理化性质和... 详细信息

土壤团聚体组成及稳定性是衡量土壤质量的重要指标,土地利用方式的转变会对其产生不同程度的影响。本研究以黄河三角洲不同退耕年限土地(退耕2年和15年)为对象,以退耕前土地(稻田)和未开垦的自然湿地为对照,分析退耕前后土壤理化性质和土壤团聚体组成及稳定性的变化。结果表明:稻田退耕后土壤(0~40 cm)含水量、总有机碳、溶解性有机碳和全磷整体上呈现随退耕年限延长而增加的趋势,而土壤pH和容重呈下降趋势,但黏粒含量、电导率和全氮含量无明显变化。随退耕年限延长,土壤大团聚体含量整体上呈增加趋势,而小团聚体含量呈减少趋势。表层土壤(0~10 cm)团聚体稳定性随退耕年限延长而增加,退耕15年后,团聚体几何平均直径和平均重量直径较退耕前增加了8.9%和40.4%,而>0.25 mm团聚体质量分数则减少了10.5%;退耕对下层土壤(10~40 cm)团聚体的影响不明显。综上,黄河三角洲退耕还湿对改善土壤结构、提升团聚体稳定性起到积极作用。

关键词：土壤团聚体团聚体稳定性土壤性质退耕还湿黄河三角洲

基于变量灌溉动态分区管理的冬小麦产量与节水效果

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农业工程学报 2024年第5期40卷 109-117页

作者：赵伟霞张敏讷祝长鑫李久生黄乾中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 山东省水利科学研究院济南250014

喷灌机机载式红外温度传感器系统是动态监测农田作物水分亏缺状况、构建变量灌溉(variable rate irrigation,VRI)决策支持系统的重要工具。为了评估圆形喷灌机机载式红外温度传感器系统在变量灌溉动态分区管理中的应用效果,该研究以气... 详细信息

喷灌机机载式红外温度传感器系统是动态监测农田作物水分亏缺状况、构建变量灌溉(variable rate irrigation,VRI)决策支持系统的重要工具。为了评估圆形喷灌机机载式红外温度传感器系统在变量灌溉动态分区管理中的应用效果,该研究以气象参数和土壤水分传感器网络构建的均一灌溉(uniform rate irrigation, URI)决策方法为对照,评估了基于气象参数、土壤水分传感器网络和作物冠层温度的变量灌溉决策方法对华北平原冬小麦灌溉制度、土壤含水率空间分布均匀性和节水增产效果的影响。在河北省邢台市大曹庄中国水利水电科学研究院智慧灌溉技术与装备创新示范推广基地开展试验,试验区为三跨加悬臂圆形喷灌机控制灌溉面积7.07 hm^(2),2021年试验区等分为2个子区,布置URI和VRI处理,2022年试验区等分为4个子区,布置URI处理、基于等间隔法进行管理区聚类划分的VRI(T1)处理、基于“Jenks”自然断点法进行管理区聚类划分的VRI(T2)处理和基于几何间隔断点法进行管理区聚类划分的VRI(T3)处理。结果表明,在冬小麦生育期内,URI和VRI处理灌水7~10次,2 a平均灌水量分别为201和173 mm。开展VRI管理后,冬小麦主根区的土壤含水率空间分布均匀性和产量均匀性提高。2021年URI和VRI处理的冬小麦产量分别为9 470和9 574 kg/hm^(2),2022年的冬小麦产量较2021年分别降低6.7%和6.0%。变量灌溉处理的管理区聚类划分方法未对灌溉制度和产量产生显著影响。与URI处理相比,VRI处理能够减少灌溉水量,且对产量和水分利用效率无显著影响。研究结果可为基于喷灌机机载式红外温度传感器系统的变量灌溉动态分区管理方法的建立提供指导,为变量灌溉决策支持系统的开发升级提供技术支持。

关键词：灌溉土壤水分作物圆形喷灌机冠层温度变量灌溉处方图