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插秧机自主驾驶控制系统设计与试验

农机化研究 2025年第4期47卷 102-109页

作者：胡聪魏新华江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013

为了满足插秧机自动驾驶作业需求,提高插秧机路径跟踪精度与作业效果,设计了插秧机自主驾驶控制系统。以电控化改造的久富2ZG-6D(G6)型插秧机为研究平台,基于北斗/GNSS定位建立了插秧机路径跟踪模型,提出一种改进的变论域模糊PID控制算... 详细信息

为了满足插秧机自动驾驶作业需求,提高插秧机路径跟踪精度与作业效果,设计了插秧机自主驾驶控制系统。以电控化改造的久富2ZG-6D(G6)型插秧机为研究平台,基于北斗/GNSS定位建立了插秧机路径跟踪模型,提出一种改进的变论域模糊PID控制算法,并结合仿真和田间实车试验,对控制系统性能进行验证。仿真试验中,插秧机路径跟踪过程中横向偏差绝对值始终控制在0.03 m之内;田间试验时,插秧机按照规划的目标路径进行路径跟踪,横向偏差绝对值多控制在0.05 m之内,正、负横向偏差均值为0.031、0.034 m。试验结果表明:插秧机在作业行直线跟踪精度较高,设计的控制系统满足插秧作业需求。

关键词：插秧机自动驾驶路径跟踪

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百香果藤蔓粉碎刀具的设计与试验

农机化研究 2025年第4期47卷 83-91页

作者：李俊平张德晖何金成贺平李盼春候志涛福建农林大学福州350002 现代农业装备福建省高校工程研究中心(福建农林大学) 福州350002

为提高藤蔓的粉碎效果、降低粉碎能耗,设计了一款藤蔓粉碎刀具。首先,利用ANSYS Workbench/Ls-Dyna对单把等滑切动刀与藤蔓的粉碎过程进行了仿真分析,以刀轴的转速、刀片类型及其等滑切角为影响因素,以比能耗为目标进行正交试验,得到最... 详细信息

为提高藤蔓的粉碎效果、降低粉碎能耗,设计了一款藤蔓粉碎刀具。首先,利用ANSYS Workbench/Ls-Dyna对单把等滑切动刀与藤蔓的粉碎过程进行了仿真分析,以刀轴的转速、刀片类型及其等滑切角为影响因素,以比能耗为目标进行正交试验,得到最优的参数组合:刀具类型为弧形锯齿刀片,刀片滑切角为40°,刀轴转速为800 r/min。制作试验平台对单把等滑切动刀进行试验,试验结果与仿真结果基本一致。最后,对整个粉碎装置进行试验,将藤蔓含水率、刀盘转速、动定刀间隙作为考察因素,以比能耗为主要优化目标、粉碎合格率为次要目标,进行响应曲面试验。试验得到最佳参数组合为动定刀间隙2.44 mm、刀盘转速911.28 r/min、含水率52.02%,此时比能耗为0.140 0 kW·h/kg、碎合格率为97.5317%。

关键词：百香果藤蔓粉碎刀具 LS-DYNA 响应曲面等滑切

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鱼菜共生技术及其系统装备的研究现状与展望

南京农业大学学报 2025年第1期48卷 85-96页

作者：李天沛汪小旵施印炎丁为民南京农业大学工学院江苏南京210031 江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室江苏南京210031

中国淡水养殖产量稳居世界第一位,但过量投饲和养殖模式落后带来的水体富营养化、生产效率低下以及水产品质量无法得到保障等问题严重制约了水产养殖业的健康发展,因此发展鱼菜共生等生态种养模式是加快发展生态循环农业并最终实现农业... 详细信息

中国淡水养殖产量稳居世界第一位,但过量投饲和养殖模式落后带来的水体富营养化、生产效率低下以及水产品质量无法得到保障等问题严重制约了水产养殖业的健康发展,因此发展鱼菜共生等生态种养模式是加快发展生态循环农业并最终实现农业绿色可持续发展的重要途径。鱼菜共生技术可实现氮素和水资源的高利用率,生产农产品的同时生态效益也很显著。鱼菜共生系统包含水产养殖、养殖尾水预处理、微生物降解转化、作物栽培等农艺环节,涉及多种农业生产过程和装备。本文总结了国内外现代鱼菜共生技术的发展现状,介绍了鱼菜共生系统的装备组成和模式特点,分析了鱼菜共生技术及其装备存在的问题和挑战,提出鱼菜共生技术未来发展趋势与建议。

关键词：鱼菜共生种养装备水产养殖无土栽培尾水处理氮素循环

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丘陵山地小型履带式底盘的仿真与试验

农机化研究 2025年

作者：周承成索利利任宁胡伟莲武萌俞国红浙江科技学院生物与化学工程学院浙江省农业科学院农业装备研究所农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室(部省共建)

我国丘陵山地地貌复杂多样,一方面地块零碎,限制了传统大中型农业机械的使用;另一方面坡度大、沟坎多、土壤多样化,增加了耕作难度。因此,开发适合丘陵山地的小型农机底盘,对于提高丘陵山区农业机械化水平至关重要。针对底盘在丘陵山地... 详细信息

我国丘陵山地地貌复杂多样,一方面地块零碎,限制了传统大中型农业机械的使用;另一方面坡度大、沟坎多、土壤多样化,增加了耕作难度。因此,开发适合丘陵山地的小型农机底盘,对于提高丘陵山区农业机械化水平至关重要。针对底盘在丘陵山地复杂地形地貌下存在爬坡、越障等困难的情况,以自主设计的小型履带式底盘为研究对象,并以履带式底盘在平地行驶、爬坡、越障和越沟时的状态和受力情况为约束条件,进行结构尺寸的设计与计算。利用RecurDyn软件对履带式底盘进行动力学仿真分析,对底盘的跑偏率、最大爬坡角度、最大越障高度和最大越沟宽度的通过能力进行分析,并通过试制以电力为驱动的试验样机进行实地试验来验证设计计算和仿真分析的准确性。结果表明:履带底盘直线行驶偏移量小于4%、爬坡极限角为28°、越障极限高度为280 mm、极限越沟宽度为290 mm,具有较好的通过和行驶性能,验证了设计的可行性和仿真的准确性。

关键词：履带底盘仿真实车试验通过性 Recurdyn 丘陵山地

基于RecurDyn-EDEM的草莓移栽机打穴机构优化

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农机化研究 2025年

作者：韦梦蕾胡建平刘伟曾添懿谭荣军张永辉徐华岗江苏大学农业工程学院润禾(镇江)农业装备有限公司江苏欣田机械制造有限公司

目前,草莓裸根苗种植方式主要是人工刨土、放苗、覆土,移栽机械化水平落后、栽植劳动强度大、效率低。为此,设计了一款设施高起垄、人机协同作业的草莓移栽机。实地调研草莓裸根苗种植环境和农艺要求,草莓定向栽植采用曲柄滑块双行打穴... 详细信息

目前,草莓裸根苗种植方式主要是人工刨土、放苗、覆土,移栽机械化水平落后、栽植劳动强度大、效率低。为此,设计了一款设施高起垄、人机协同作业的草莓移栽机。实地调研草莓裸根苗种植环境和农艺要求,草莓定向栽植采用曲柄滑块双行打穴、人工取苗并识别苗弓背方向、对穴放苗覆土的设计方案。基于设计的双行打穴机构,在保证栽植孔质量前提下应尽量降低其入土阻力,需要确定其打穴速度、打穴锥锥角和锥径的合理选值。通过RecurDyn-EDEM耦合仿真试验对栽植孔成型过程进行模拟,采用单因素试验对优化参数进行初选,多因素试验建立打穴机构入土阻力和栽植孔开口纵长的二次多项式回归模型,从而优化得出打穴机构最佳参数;最后,采用Design-Expert对打穴机构进行参数优选,即锥角为74°、锥径为63 mm、曲柄运动时间为1.9 s时,打穴机构入土阻力为106.97 N,栽植孔开口纵长为79 mm,满足设计要求。

关键词：草莓移栽机打穴机构 RecurDyn-EDEM 仿真分析优化

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无人机遥感作物估产研究进展

南京农业大学学报 2025年第1期48卷 1-13页

作者：郑恒彪吉文翰郭彩丽张小虎邱小雷姚霞江冲亚朱艳曹卫星程涛南京农业大学国家信息农业工程技术中心/智慧农业研究院/智慧农业教育部工程研究中心/农业农村部农作物系统分析与决策重点实验室/江苏省信息农业重点实验室/现代作物生产省部共建协同创新中心江苏南京210095

快速、准确估测作物产量不仅有利于提前掌握粮食生产状况,而且对国家粮食政策的制定至关重要。无人机遥感技术因其快速、便捷、成本低等优势,以及可同时搭载多种传感器获取高时空分辨率影像,在作物产量估测研究中发挥了重要作用。本文... 详细信息

快速、准确估测作物产量不仅有利于提前掌握粮食生产状况,而且对国家粮食政策的制定至关重要。无人机遥感技术因其快速、便捷、成本低等优势,以及可同时搭载多种传感器获取高时空分辨率影像,在作物产量估测研究中发挥了重要作用。本文首先介绍了无人机遥感估产的相关背景;其次对近二十年来无人机遥感估产的研究现状进行了概述,分别从无人机平台、传感器、估产模型构建等方面重点综述了近年来国内外无人机遥感估产的研究进展;最后讨论了影响无人机遥感估产精度的因素、尚未解决的关键技术问题以及无人机遥感估产的未来发展前景。本文可为了解无人机遥感估产研究前沿、技术瓶颈、发展前景提供重要参考,为精确栽培、智慧育种提供技术支撑。

关键词：作物产量估测无人机遥感传感器建模方法研究进展

不同胎次、泌乳阶段及体细胞水平的蒙荷杂交牛泌乳性能变化规律研究

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南京农业大学学报 2025年第1期48卷 197-205页

作者：陈坤琳夏淑雯沈阳阳丁强徐亮亮仲跻峰田雨王慧利江苏省农业科学院畜牧研究所/江苏省畜禽精准育种工程研究中心/农业农村部种养结合重点实验室江苏南京210014 江苏优源奶业产业研究院有限公司江苏南京211100

[目的]本文旨在通过比较不同胎次、泌乳阶段和体细胞水平的蒙荷杂交牛泌乳性能差异,分析其相关性和变化规律,为蒙荷杂交牛的精细化管理和乳品质提升提供理论依据。[方法]以蒙贝利亚为父本、自繁荷斯坦牛为母本的杂交一代泌乳牛为研究对... 详细信息

[目的]本文旨在通过比较不同胎次、泌乳阶段和体细胞水平的蒙荷杂交牛泌乳性能差异,分析其相关性和变化规律,为蒙荷杂交牛的精细化管理和乳品质提升提供理论依据。[方法]以蒙贝利亚为父本、自繁荷斯坦牛为母本的杂交一代泌乳牛为研究对象,提取其生产性能测定(dairy herd improvement,DHI)数据,分别按胎次(1 胎次、2 胎次)、泌乳阶段(0~99 d、100~199 d、200~299 d和≥300 d)、体细胞数(somatic cell count,SCC)(低SCC,0~1×10^(5) mL^(-1);中SCC,>1×10^(5)~2×10^(5) mL^(-1);高SCC,>2×10^(5) mL^(-1))进行分类和分组,采用Duncan's多重比较和Pearson相关性分析等方法进行比较研究。[结果]不同胎次蒙荷杂交牛产奶量存在极显著差异(P<0.01),第1胎次的产奶量显著低于第2胎次;产奶量与乳脂率呈显著负相关(P<0.05),脂蛋比与乳脂率呈极显著正相关(P<0.01)。不同泌乳阶段蒙荷杂交牛产奶量、乳脂率、乳蛋白率、脂蛋比、尿素氮、体细胞数和体细胞评分均存在显著差异(P<0.05),泌乳阶段在0~99 d时产奶量最高、体细胞数最低。不同SCC水平蒙荷杂交牛泌乳天数、产奶量、乳脂率和脂蛋比存在显著差异(P<0.05),产奶量在低SCC时最高。在不同的SCC水平,总乳脂量和总乳蛋白量呈极显著正相关(P<0.01),在低、中SCC水平,乳脂率与脂蛋比呈显著正相关(P<0.05);在高SCC水平,乳脂率与乳蛋白率、脂蛋比呈显著正相关(P<0.05)。[结论]不同胎次、泌乳阶段和SCC水平的蒙荷杂交牛产奶量和乳成分存在显著差异,随着泌乳天数的增加,产奶量呈现先上升后下降的变化规律,第2胎次、泌乳早期和低SCC水平时的产奶量最高,并随着泌乳天数的增加产奶量呈现先上升后下降的变化规律,乳脂率、乳蛋白率和脂蛋比呈现先下降后上升的变化趋势。因此,针对不同胎次、泌乳阶段和体细胞水平制定相应的饲养管理方案,以充分发挥蒙荷杂交牛的生产潜力及杂种优势,提高经济效益。

关键词：蒙荷杂交牛胎次泌乳阶段体细胞水平泌乳性能变化规律

纤维素降解菌I2的分离及相关降解基因功能验证

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食品与发酵工业 2025年第1期51卷 47-54页

作者：孙君珂张婉莹邓若竹王娟牛秋红胡凡柯涛南阳师范学院生命科学与农业工程学院河南省生物质资源化高校工程中心河南南阳473000 自然资源部第三海洋研究所福建厦门361000

纤维素是地球上数量最大的可再生能源物质,利用微生物或其产生的酶可将纤维素水解成葡萄糖。筛选高效纤维素降解菌和纤维素酶一直是生物能源等领域研究的热点。该研究筛选分离了1株具有降解纤维素能力的短小芽孢杆菌I2,通过基因组测序,... 详细信息

纤维素是地球上数量最大的可再生能源物质,利用微生物或其产生的酶可将纤维素水解成葡萄糖。筛选高效纤维素降解菌和纤维素酶一直是生物能源等领域研究的热点。该研究筛选分离了1株具有降解纤维素能力的短小芽孢杆菌I2,通过基因组测序,分析其参与纤维素降解的基因,并对纤维素酶的功能进行验证。I2分离自河南南阳宝天曼自然保护区落叶及长期堆积小麦秸秆的堆体等样本富集后的混合菌系,具有降解滤纸的能力,48 h内可以降解大部分滤纸。基因组组装分析显示,I2的基因组大小为4.2 Mbp,含有4635个基因。利用CAZy碳水化合物数据库注释和酶活性测定实验,对数据库检测到的182个基因进行分析,明确I2中4个基因在大肠杆菌表达后具有纤维素酶活性。其中,G2269纤维素内切酶活性最高,在pH 5.0,温度55℃条件下,酶活力可达49.02 U/mL。金属离子Ca^(2+)、Zn^(2+)对于G2269的活性有明显提高作用,Mn^(2+)和Cu^(2+)对G2269活性抑制比较明显,Mg^(2+)、Co^(2+)、K+、Ni^(2+)、NH 4+对于G2269的活性无显著影响。此外,G2269还具有良好热稳定性和酸碱稳定性,在65℃保持30 min后仍保留70%的活力,在食品加工和饲料生产等领域显示出较好的应用潜力。

关键词：纤维素降解菌基因克隆原核表达基因组测序

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给袋式马铃薯自动装袋机设计与试验

农业工程学报 2025年

作者：王相友王恒仁吴海涛刘书玮苏国粱李继昊朱然辉山东理工大学农业工程与食品科学学院山东省马铃薯生产装备智能化工程技术研究中心山东思代尔农业装备有限公司

针对现有马铃薯装袋机自动化程度及装袋效率低等问题，该研究基于塑料编织袋技术特点与农机相融合的设计思想，设计了一种给袋式马铃薯自动装袋机。采用给袋、开袋、上袋、套袋及装袋一体化装袋工艺，通过压轮给袋装置完成编织袋的前移... 详细信息

针对现有马铃薯装袋机自动化程度及装袋效率低等问题，该研究基于塑料编织袋技术特点与农机相融合的设计思想，设计了一种给袋式马铃薯自动装袋机。采用给袋、开袋、上袋、套袋及装袋一体化装袋工艺，通过压轮给袋装置完成编织袋的前移输送，在破口开袋装置作用下编织袋两侧袋口分离，在上袋装置和夹撑装置的共同作用下完成马铃薯落料装袋。由PLC控制各机构动作工序，实现马铃薯自动装袋。结合塑料编织袋技术要求，对自动装袋作业过程进行分析，明确影响装袋效果的主要因素。以开袋率和装袋效率为评价指标，以压轮压力、吸盘吸附高度和吸附时间为试验因素，进行三因素三水平响应面试验，确定最优参数组合。验证试验结果表明，当压轮压力为71.0 N、吸盘吸附高度为80.0 mm、吸盘吸附时间为1.6 s时，编织袋开袋率为98.36%，装袋效率为68袋/min，各项性能指标满足实际工作要求。研究结果可为后续装备研发和优化改进提供参考。

关键词：农业机械马铃薯自动化装袋机压轮给袋破口开袋夹撑装袋