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基于近红外光谱和LOF的蛋清粉非定向掺杂鉴别研究
1
作者 祝志慧 李沃霖 +4 位作者 韩雨彤 叶文杰 金永涛 王巧华 马美湖 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第6期1768-1775,共8页
蛋清粉的掺杂鉴别技术对保障蛋粉质量安全具有重要意义,然而目前传统的生物分子检测方法存在操作复杂且耗时长的问题,且针对蛋清粉的掺杂鉴别模型仍主要为定向鉴别模型,其检测范围有限,无法有效覆盖所有可能的掺杂物质,亟需开发一种快... 蛋清粉的掺杂鉴别技术对保障蛋粉质量安全具有重要意义,然而目前传统的生物分子检测方法存在操作复杂且耗时长的问题,且针对蛋清粉的掺杂鉴别模型仍主要为定向鉴别模型,其检测范围有限,无法有效覆盖所有可能的掺杂物质,亟需开发一种快速、准确、泛用的蛋清粉掺杂鉴别方法。该研究引入近红外光谱检测技术,构建了LOF非定向鉴别模型。该模型是一种无监督单分类模型,且在原模型基础上加入MSC预处理和CARS波长筛选处理,提高模型提取光谱特征的能力,减少噪声干扰,降低模型计算量。试验结果表明,LOF非定向鉴别模型针对掺杂蛋清粉的检测率可达到93.6%,其准确率、精确率、召回率、F1分数分别达到了93.6%、95.5%、93.6%、94.5%,针对掺杂浓度超过15%的蛋清粉,可达到100%的检测率,两种测试集的总准确率(AAR)均为93.6%,平均检测时间(AATS)可达到0.0011 s;与其他非定向算法相比具有更高的精度,且相比于传统的定向模型泛用性更强,更适合应用于市面上掺杂种类繁杂的蛋清粉掺杂鉴别。该研究可为后续开发针对蛋粉质量检测的便携式近红外光谱检测仪提供一定的科学基础。 展开更多
关键词 蛋清粉 近红外光谱 真实性检测 局部离群因子检测算法 非定向检测
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油菜精量播种技术研究进展 被引量：139
2
作者 廖庆喜 雷小龙 +3 位作者 廖宜涛 丁幼春 张青松 王磊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1-16,共16页
油菜精量播种技术是机械化、规模化种植实现节本增效的重要途径之一,也是油菜全程机械化的研究重点和难点。本文分析了国内外油菜生产概况和主要播种装备,重点阐述了油菜播种环节的精量排种、种床整理和播种智能化等关键技术的研究现状... 油菜精量播种技术是机械化、规模化种植实现节本增效的重要途径之一,也是油菜全程机械化的研究重点和难点。本文分析了国内外油菜生产概况和主要播种装备,重点阐述了油菜播种环节的精量排种、种床整理和播种智能化等关键技术的研究现状和发展动态。油菜精量排种技术作为精量播种的基础和核心,依据不同的结构和原理分为单体式排种技术和集中式排种技术;阐明了油菜种植的播种深度和畦沟深度稳定性影响要素及其保证播种和畦沟深度及厢面平整度的实现方式;分析了油菜精量排种器漏播检测补种、自动导航和变量播种技术等3项油菜播种智能化技术的研究进展。在系统总结和分析我国油菜种植特点和发展趋势的基础上,指出了现阶段油菜精量播种技术难点,并提出高速、宽幅、高效和精量的气力式排种技术、播深稳定性调控技术、降附减阻防堵的耕整地技术和农机农艺农信深度融合技术是油菜精量播种技术的研究重点。自动导航、排种器漏播检测和变量播种等技术是提升油菜播种智能化水平的关键技术。 展开更多
关键词 油菜 精量播种 气力式排种技术 播深稳定性
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油菜精量直播机播种监测系统传感装置改进及通信设计 被引量：26
3
作者 丁幼春 张莉莉 +1 位作者 杨军强 朱凯 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第14期19-26,共8页
针对油菜播种作业质量实时监测、播种量计量的问题,设计了油菜精量直播机播种监测系统。该监测系统由多路油菜种子流传感装置和油菜播种监测显示终端装置组成,油菜种子流传感装置安装于油菜精量排种器下方输种管道上,利用MSP430单片机... 针对油菜播种作业质量实时监测、播种量计量的问题,设计了油菜精量直播机播种监测系统。该监测系统由多路油菜种子流传感装置和油菜播种监测显示终端装置组成,油菜种子流传感装置安装于油菜精量排种器下方输种管道上,利用MSP430单片机系统的时间捕获中断程序及定时计数程序实时记录油菜种子流的排种时间间隔序列、排种频率、排种总量并根据国家标准计算获得漏播指数、合格指数,采用"多对一"传输方式无线发送至油菜播种监测显示终端装置。监测显示终端实时显示多路播量信息、排种性能指标信息以及每一路的排种频率曲线。设计了应答模式的轮询数据通信协议实现监测系统在数据传输过程中的可靠性、容错性、准确性。播种监测系统台架试验及田间试验结果表明:该播种监测系统工作稳定可靠,播种质量监测准确率达96%以上,在田间较空旷场地传输距离达60 m,满足播种监测的需要,并为油菜播种状态图的生成提供了技术支撑。 展开更多
关键词 农业机械 监测 设计 油菜精量直播机 油菜种子流 播量监测 排种频率 性能检测
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单轨道山地果园运输机齿条齿形优选 被引量：19
4
作者 李善军 刘辉 +5 位作者 张衍林 陈红 孟亮 马攀宇 张朝宇 张池 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期52-57,共6页
为减小单轨道山地果园运输机能耗及提高运输效率,该文基于动力学理论建立了运输机驱动轮与轨道齿条啮合的动力学模型,并设计、加工制造了链轮齿形齿条、销轮齿形齿条、摆线齿形齿条。以运输机驱动轮旋转角速度、轨道坡度、齿条齿形为考... 为减小单轨道山地果园运输机能耗及提高运输效率,该文基于动力学理论建立了运输机驱动轮与轨道齿条啮合的动力学模型,并设计、加工制造了链轮齿形齿条、销轮齿形齿条、摆线齿形齿条。以运输机驱动轮旋转角速度、轨道坡度、齿条齿形为考察因素,以驱动轮与不同齿形齿条啮合时所需提供的驱动扭矩为评价指标,探究齿条齿形对单轨道山地果园运输机力学性能的影响,得到在相同条件下驱动轮与链轮齿形齿条啮合时的驱动扭矩最小,且波动幅度最小。在驱动轮转速为+88.08 rad/s、轨道坡度分别为+0?、+6?、+12?时,驱动轮与链轮齿形齿条啮合时的驱动扭矩均值较驱动轮与圆弧齿形齿条啮合时的驱动扭矩均值分别减小33.82%,33.45%,21.59%;在驱动轮转速为-88.08 rad/s、轨道坡度分别为-0?、-6?、-12?时,驱动轮与链轮齿形齿条啮合时的驱动扭矩均值较驱动轮与圆弧齿形齿条啮合时的驱动扭矩均值分别减小35.55%,27.24%,30.43%。试验结果表明,链轮齿形齿条综合性能最优,较圆弧齿形齿条更适宜用于单轨道山地果园运输机的轨道运输中。该研究为单轨道山地果园运输机轨道的结构优化设计提供了参考。 展开更多
关键词 力学性能 优化 机械化 齿形 驱动轮 扭矩
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采用高速摄影技术测定油葵籽粒三维碰撞恢复系数 被引量：23
5
作者 刘羊 宗望远 +3 位作者 马丽娜 黄小毛 李茂 唐灿 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期44-53,共10页
为了建立油葵籽粒在收获、输送等机械化生产环节中与机具零部件间作用的碰撞模型。该文基于镜面反射原理和运动学原理,设计了模拟三维空间坐标系的油葵籽粒碰撞恢复系数测定装置。选取新疆收获期矮大头DW667品种油葵籽粒作为研究对象,... 为了建立油葵籽粒在收获、输送等机械化生产环节中与机具零部件间作用的碰撞模型。该文基于镜面反射原理和运动学原理,设计了模拟三维空间坐标系的油葵籽粒碰撞恢复系数测定装置。选取新疆收获期矮大头DW667品种油葵籽粒作为研究对象,借助高速摄影技术,记录油葵籽粒在空间碰撞运动中的三维动态坐标。针对影响油葵恢复系数的因素:碰撞材料、下落高度、碰撞角度、碰撞部位、材料厚度和含水率等开展了单因素试验和正交试验研究。单因素试验结果表明,油葵籽粒与Q235、铝合金、有机玻璃、橡胶等碰撞材料之间恢复系数依次减小;油葵籽粒与Q235之间恢复系数,随碰撞角度的整体变化趋势是随碰撞角度增加而增大,随着下落高度的增加而减小,随着材料厚度的增加而增大,随着含水率增大而降低,且在碰撞部位试验中,籽粒上侧与碰撞材料碰撞恢复系数最大。建立了下落高度、碰撞角度、材料厚度、含水率与恢复系数的回归方程,且方程的决定系数均大于0.95。正交试验结果表明,影响恢复系数各因素的次序为:碰撞材料>碰撞部位>下落高度>碰撞角度>材料厚度>含水率,其中碰撞材料、下落高度、碰撞角度、碰撞部位影响极显著,材料厚度、含水率影响显著。对比试验结果表明:基于古典牛顿法求解的恢复系数值小于能量角度求解的恢复系数值;三维碰撞法比二维碰撞法求解的恢复系数值高。验证试验结果表明:三维碰撞法计算出的预测反弹高度值更接近油葵籽粒实际反弹高度值。该研究结果可为油葵机械化生产关键部件优化设计提供参考以及为农业物料参数求解提供新的思路。 展开更多
关键词 农作物 运动学 镜面反射 三维碰撞 变化规律 油葵籽粒 恢复系数
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气力式小粒径种子精量排种器吸种效果影响因素研究 被引量：43
6
作者 廖宜涛 廖庆喜 +2 位作者 王磊 郑娟 高丽萍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第24期10-17,共8页
针对油菜、青菜等类球形小粒径种子粒径小、质量轻,通过排种合格指数、漏播指数等指标研究吸种环节影响机制易受后续卸种、导种等串联环节影响的问题,以正负气压组合式小粒径种子精量排种器为研究对象,通过吸种运移状态图像拍摄试验,确... 针对油菜、青菜等类球形小粒径种子粒径小、质量轻,通过排种合格指数、漏播指数等指标研究吸种环节影响机制易受后续卸种、导种等串联环节影响的问题,以正负气压组合式小粒径种子精量排种器为研究对象,通过吸种运移状态图像拍摄试验,确定型孔漏吸、单粒吸种及重吸发生概率,开展吸种环节研究。吸种状态分析发现小粒径种子质量轻,-200Pa时即可被吸附,在负压绝对值较大时会出现4～6粒重吸;型孔单粒吸种发生概率与种子千粒质量、排种盘转速、型孔直径、工作负压等因素相关性极显著(P<0.01);排种器存在稳定吸种临界负压,当工作负压在临界负压1～2倍范围内,型孔单粒吸种概率高于0.92,漏吸与重吸发生概率均低于0.04;结合吸种过程受力分析可知排种盘转速变化造成单粒吸种概率变化的主要机制是影响型孔与种子吸附作用时间,进而影响单粒吸种可靠性;当转速增加,实现稳定吸种的临界负压绝对值增大,吸种负压计算的可靠性系数应增大;以漏吸概率0.02及单粒吸种概率0.92的工作负压为参考值,建立了可靠性系数与排种盘工作转速及型孔直径相关的数学模型,利用该模型计算排种器吸种可靠性系数,进而确定吸种负压临界值,可使排种器漏吸发生概率小于0.04,单粒吸种概率大于0.92,排种器稳定工作。研究明确了正负气压组合式小粒径种子精量排种器吸种环节影响机制和用于计算吸种临界负压的可靠性系数模型,为气吸式排种器设计与性能提升提供了参考。 展开更多
关键词 农业机械 农作物 优化 排种器 吸种负压 吸种可靠性 小粒径种子
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油菜联合直播机组合式船型开沟器设计与开沟质量试验 被引量：44
7
作者 刘晓鹏 肖文立 +3 位作者 马磊 刘立超 万国伟 廖庆喜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期79-87,共9页
针对冬油菜机械化播种需开畦沟避免渍害的要求,解决长江中下游地区土壤黏重板结、含水率波动大,导致播种时同步开畦沟的稳定性难以保证的实际问题,设计了油菜联合直播机开畦沟系统,提出了一种配合铧式前犁完成开畦沟功能的组合式船型开... 针对冬油菜机械化播种需开畦沟避免渍害的要求,解决长江中下游地区土壤黏重板结、含水率波动大,导致播种时同步开畦沟的稳定性难以保证的实际问题,设计了油菜联合直播机开畦沟系统,提出了一种配合铧式前犁完成开畦沟功能的组合式船型开沟器。根据土壤切削、挤压和犁体曲面形成原理,分析了组合式船型开沟器的触土曲面力学特性,确定了其主要结构参数。以工作幅宽为2 300 mm的2BFQ-8型油菜联合直播机为试验平台,对铧式后犁、船式开沟犁、组合式船型开沟器3种不同结构型式开沟器,在平均土壤含水率为21.4%、31.4%、46.6%,与之对应的平均土壤坚实度为1 320、846、539 k Pa的3种工况下的稻茬田开展了开畦沟性能比较试验,并测绘畦沟沟型断面。试验结果表明:3种工况条件下,组合式船型开沟器均能开出沟宽244.0~271.7 mm、沟深194.0~229.5mm的梯形沟,沟宽和沟深稳定性系数均达90%以上。开沟后种床带厢面宽度稳定,宽度达2 039.0~2 051.5 mm,满足油菜种植开畦沟的农艺要求。 展开更多
关键词 稻茬田 畦沟 油菜联合直播机 组合式船型开沟器 沟型断面 试验
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基于JKR粘结模型的蚯蚓粪基质离散元法参数标定 被引量：63
8
作者 罗帅 袁巧霞 +1 位作者 GOUDA Shaban 杨龙元 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期343-350,共8页
为确定不同含水率下蚯蚓粪基质的多种参数,提出了通过测定基质含水率,预测休止角,通过休止角合理推测其他参数的思路,并提出了一种散体休止角测定方法。以休止角作为参照,基于JKR粘结模型,使用离散元参数标定的方法,从与蚯蚓粪基质颗粒... 为确定不同含水率下蚯蚓粪基质的多种参数,提出了通过测定基质含水率,预测休止角,通过休止角合理推测其他参数的思路,并提出了一种散体休止角测定方法。以休止角作为参照,基于JKR粘结模型,使用离散元参数标定的方法,从与蚯蚓粪基质颗粒有关的10个参数中,筛选出颗粒间静摩擦因数、颗粒间滚动摩擦因数和JKR表面能3个对休止角影响显著的参数,建立了休止角与这3个显著参数之间的二次多项式回归模型。试验结果表明,该模型可以根据休止角预测蚯蚓粪基质参数,根据预测得到的参数建立离散元模型,休止角仿真结果与实际试验结果较为接近,差异分别为1.53%和0.22%。同时测定了不同含水率下蚯蚓粪基质的休止角,建立了休止角与含水率之间的关系模型。研究结果可为其他类似散体物料休止角的测定提供参考,并提供了一种通过测定易于测定的参数(如含水率)来推导其他难测参数的思路。 展开更多
关键词 蚯蚓粪基质 离散元法 参数标定 休止角
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稻油轮作区驱动圆盘犁对置组合式耕整机设计与试验 被引量：25
9
作者 刘晓鹏 张青松 +3 位作者 肖文立 马磊 刘立超 廖庆喜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期33-41,共9页
针对长江中下游稻油轮作区油菜种植时土壤黏重板结、秸秆量大、播种作业需同步开畦沟的农艺要求,考虑传统耕整作业耕层浅、功耗大的不足,依据驱动圆盘犁组与传统铧式犁相比,不易缠草堵塞、通过性好、牵引阻力小的特征,设计了用于油菜播... 针对长江中下游稻油轮作区油菜种植时土壤黏重板结、秸秆量大、播种作业需同步开畦沟的农艺要求,考虑传统耕整作业耕层浅、功耗大的不足,依据驱动圆盘犁组与传统铧式犁相比,不易缠草堵塞、通过性好、牵引阻力小的特征,设计了用于油菜播种的驱动圆盘犁对置组合式耕整机。提出了主动式对置犁耕与被动式开畦沟、碎土、平整相结合的联合耕整作业方案,分析了对称布置的圆盘犁组的动力学和运动学特性,确定了其主要结构和工作参数。根据犁体曲面成形原理,设计了开畦沟前犁犁体曲面;依据组合式船型开沟器与土壤挤压互作机制的分析,确定了开畦沟区域宽度为350 mm时,开畦沟系统作业后可有效保证畦沟和种床厢面质量。耕深稳定性试验表明,整机作业实际耕深与限深深度基本一致,耕深稳定性系数均在90%以上。厢面质量试验表明,开畦沟系统在中间开畦沟区域能开出沟宽241.6~293.5 mm,沟深328.6~370.8 mm的梯形沟。经组合式船型开沟器挤压的土壤对犁沟的实际填埋率高于87.67%,碎土辊作业后厢面平整度为22.45~26.70 mm,碎土率为60.14%~68.37%。正交试验结果表明,整机较优工作参数为:限深深度为180 mm,机组前进速度为3.5 km/h,圆盘犁组转速为160 r/min,此时整机功耗为24.37 k W,相比传统旋耕方式的油菜播种种床整备机具的功耗降低了37.67%,秸秆埋覆率为92.78%,碎土率为66.74%,厢面平整度为24.18 mm,土壤对犁沟平均填埋率为92.3%,满足油菜播种的农艺要求。 展开更多
关键词 油菜 畦沟 圆盘犁组 组合式 耕整机 试验
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宽皮柑橘机械损伤致损因素分析及缓冲减损防护措施 被引量：7
10
作者 陈红 尹伊君 +4 位作者 潘海兵 鲍秀兰 李善军 徐勤超 徐翔宙 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期258-266,共9页
为了探究宽皮柑橘在采摘、贮运、加工过程中机械损伤规律,该文通过挤压、跌落、振动等不同载荷条件下的宽皮柑橘机械损伤特性试验,分析了柑橘果实在固定贮藏时间段内的质量损失和细胞渗透变化等生物学特性,结合试验数据和数学建模,定量... 为了探究宽皮柑橘在采摘、贮运、加工过程中机械损伤规律,该文通过挤压、跌落、振动等不同载荷条件下的宽皮柑橘机械损伤特性试验,分析了柑橘果实在固定贮藏时间段内的质量损失和细胞渗透变化等生物学特性,结合试验数据和数学建模,定量估算柑橘机械损伤程度,运用机器学习问题中的k近邻分类,建立了评判宽皮柑橘机械损伤情况的二分类预测模型,试验准确率大于80%。探究了胶合板、瓦楞纸、泡沫(聚苯乙烯泡沫塑料,EPS)和塑料(高密度低压聚乙烯,HDPE)在挤压、跌落、振动等不同受载情况下的减损效果。结果表明:在不加防护措施情况下,柑橘受到的挤压力不宜超过10 N,柑橘的单次铅直跌下落高度应控制在90 cm内,尽量减少柑橘堆码层数,直接接触堆码的层数建议不超过2层,应对上层进行必要的缓冲保护,振动时间不宜大于0.5 h,加速度建议不超过0.8 g;挤压时瓦楞纸减损效果最好,柑橘机械损伤程度为0.4%;跌落后EPS减损效果最好,柑橘机械损伤程度为6.46%;振动时HDPE减损效果最好,柑橘机械损伤程度为4.33%。研究结果可为宽皮柑橘采收和采后处理中的有关装备设计和减损防护提供参考。 展开更多
关键词 水果 贮藏 分类 柑橘 损伤 缓冲防护
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基于种蛋图像血线特征和深度置信网络的早期鸡胚雌雄识别 被引量：13
11
作者 祝志慧 汤勇 +3 位作者 洪琪 黄飘 王巧华 马美湖 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期197-203,共7页
为了实现孵化早期鸡胚雌雄识别,构建了机器视觉采集系统,在LED光源下获取180枚鸡种蛋孵化第4天的图像。首先对鸡种蛋图像进行RGB分量提取、中值滤波、感兴趣区域提取等预处理,然后利用限制对比度自适应直方图均衡化、形态学处理、最大... 为了实现孵化早期鸡胚雌雄识别,构建了机器视觉采集系统,在LED光源下获取180枚鸡种蛋孵化第4天的图像。首先对鸡种蛋图像进行RGB分量提取、中值滤波、感兴趣区域提取等预处理,然后利用限制对比度自适应直方图均衡化、形态学处理、最大类间方差阈值分割和八连通域去噪等方法凸显血线纹理,并通过方向梯度直方图(histogram of oriented gradient,HOG)提取图像的全信息特征和利用灰度共生矩阵提取能量、对比度、相关性、熵、均匀度等5个特征,对HOG全信息特征采用主成分分析(principal component analysis,PCA)降维,最后利用全信息特征和PCA降维特征-灰度共生矩阵特征组合的简化特征,分别构建支持向量机(support vector machine,SVM)、反向传递(back propagation,BP)神经网络、深度置信网络(deep belief networks,DBN)3种鸡胚雌雄识别模型,并比较不同模型的识别准确率。试验中,全信息特征比简化特征构建的模型识别准确率高,基于简化特征的BP、SVM、DBN模型测试集识别综合准确率分别为51.67%、60%和58.33%,基于全信息特征的BP、SVM、DBN模型测试集识别综合准确率分别为58.33%、63.33%和83.33%。其中,基于全信息特征的DBN模型识别准确率最高,达到83.33%。结果表明机器视觉技术为孵化早期鸡胚雌雄识别提供了一种可行方法。 展开更多
关键词 机器视觉 无损检测 模型 血线特征 深度置信网络(DBN) 鸡胚 雌雄 识别
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基于改进YOLOv7模型的复杂环境下鸭蛋识别定位 被引量：15
12
作者 祝志慧 何昱廷 +3 位作者 李沃霖 蔡紫荆 王巧华 马美湖 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期274-285,共12页
在干扰、遮挡等复杂环境下,对鸭蛋进行快速、准确识别定位是开发鸭蛋拾取机器人的关键技术,该研究提出一种基于改进YOLOv7(you only look once)模型的复杂环境鸭蛋检测方法,在主干网络加入卷积注意力模块(CBAM,convolutional block atte... 在干扰、遮挡等复杂环境下,对鸭蛋进行快速、准确识别定位是开发鸭蛋拾取机器人的关键技术,该研究提出一种基于改进YOLOv7(you only look once)模型的复杂环境鸭蛋检测方法,在主干网络加入卷积注意力模块(CBAM,convolutional block attention module),加强网络信息传递,提高模型对特征的敏感程度,减少复杂环境对鸭蛋识别干扰;利用深度可分离卷积(DSC,depthwise separable convolution)、调整空间金字塔池化结构(SPP,spatial pyramid pooling),降低模型参数数量和运算成本。试验结果表明,与SSD、YOLOv4、YOLOv5_M以及YOLOv7相比,改进YOLOv7模型的F1分数(F1 score)分别提高了8.3、10.1、8.7和7.6个百分点,F1分数达95.5%,占内存空间68.7 M,单张图片检测平均用时0.022 s。与不同模型在复杂环境的检测对比试验表明,改进的YOLOv7模型,在遮挡、簇拥、昏暗等复杂环境下,均能对鸭蛋进行准确快速的识别定位,具有较强鲁棒性和适用性。该研究可为后续开发鸭蛋拾取机器人提供技术支撑。 展开更多
关键词 图像处理 目标检测 YOLOv7 深度学习 鸭蛋 复杂环境
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基于载荷特性的玉米收获机车架有限元分析与试验 被引量：7
13
作者 马丽娜 黄小毛 +2 位作者 宋正河 毛恩荣 梁方 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期288-294,共7页
玉米收获机作为一种大型复杂的农业机械,其各工作部件与车架的连接和支承方式复杂。针对国内某款玉米收获机,基于各总成部件与车架的连接方式和载荷布置特点,提出了一套适用于其车架的有限元载荷施加方法。然后在车架表面选择8个测点粘... 玉米收获机作为一种大型复杂的农业机械,其各工作部件与车架的连接和支承方式复杂。针对国内某款玉米收获机,基于各总成部件与车架的连接方式和载荷布置特点,提出了一套适用于其车架的有限元载荷施加方法。然后在车架表面选择8个测点粘贴应变片,通过整机装配实现车架的加载,在静态空载和静态满载两种工况下测试车架各测点的应力,对比分析有限元计算结果和试验结果:各测点有限元分析值和试验值应力变化趋势基本一致,除测点1试验值与有限元分析值相对误差较大,其他测点相对误差都在20%以内,从而验证了玉米收获机车架有限元模型加载方法的可行性。 展开更多
关键词 玉米收获机 车架 有限元模型 加载方法 应变片
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基于紫外-可见透射光谱技术和极限学习机的早期鸡胚雌雄识别 被引量：14
14
作者 祝志慧 洪琪 +2 位作者 吴林峰 王巧华 马美湖 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2780-2787,共8页
为了对鸡种蛋胚胎进行雌雄识别,探究利用紫外-可见-近红外透射光谱进行鸡胚雌雄识别的可行性,搭建了鸡种蛋透射光谱检测系统,采用横向和竖向大头朝上2种放置方式获取210枚鸡种蛋孵化0~15d的光谱,光谱范围为360~1000nm。构建极限学习机(E... 为了对鸡种蛋胚胎进行雌雄识别,探究利用紫外-可见-近红外透射光谱进行鸡胚雌雄识别的可行性,搭建了鸡种蛋透射光谱检测系统,采用横向和竖向大头朝上2种放置方式获取210枚鸡种蛋孵化0~15d的光谱,光谱范围为360~1000nm。构建极限学习机(ELM)鸡胚雌雄识别模型,通过比较不同放置方式和孵化天数下模型的识别准确率,发现竖向放置且孵化第7d的识别效果最好;将竖向放置孵化第7d的光谱初步分为紫外(360~380nm)、可见光(380~780nm)、近红外(780~1000nm)、紫外-可见光(360~780nm)和全波段(360~1000nm)5个不同的波段范围来分析,预测集准确率分别为82.86%,77.14%,75.71%,84.29%和81.43%,筛选出360~780nm的紫外-可见光波段为有效波段;在紫外-可见光(360~780nm)波段,采用多元散射校正(MSC)去噪,并用竞争性自适应重加权采样算法(CARS)和连续投影算法(SPA)筛选特征波长降维,建立不经筛选特征波长、CARS筛选特征波长和SPA筛选特征波长的3种ELM模型。其中不经筛选特征波长的ELM模型识别效果最好,但输入变量最多,隐含层神经元为680且激活函数为sig时,预测集准确率为84.29%。SPA筛选特征波长的ELM模型识别效果次之,输入变量有9个,隐含层神经元为840且激活函数为hardlim时,预测集准确率为81.43%。CARS筛选特征波长的ELM模型识别效果最差,输入变量有27个,隐含层神经元为100且激活函数为sig时,预测集准确率为78.57%;用遗传算法(GA)优化ELM模型的权值变量和隐含层阈值,不经筛选特征波长建立的GA-ELM模型,预测集准确率为87.14%,SPA筛选特征波长建立的GA-ELM模型,预测集准确率为87.14%,CARS筛选特征波长建立的GA-ELM模型,预测集准确率为81.43%。紫外-可见光波段不经筛选特征波长的GA-ELM模型识别效果和经SPA筛选特征波长的GA-ELM模型相同,表明SPA筛选的特征波长变量能够有效反映360~780nm波段的信息,SPA使用的变量数仅占紫外-可见光波段的2.14%,因此,雌雄识别最佳模型为紫外-可见光波段经SPA筛选特征波长的GA-ELM模型,预测集准确率为87.14%,其中,雌性识别率为88.57%,雄性识别率为85.71%,单个样本平均判别时间0.080ms。结果表明紫外-可见透射光谱技术和ELM模型为孵化早期鸡胚蛋雌雄识别提供了一种可行方法。 展开更多
关键词 种蛋 鸡胚 雌雄 识别 紫外-可见-近红外光谱 极限学习机
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基于扇环形区域图像分割的小麦秸秆截面参数测量方法 被引量：11
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作者 徐胜勇 彭程里 +3 位作者 陈可 王令强 任喜峰 段宏兵 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期53-59,共7页
针对小麦秸秆截面显微图像中组织成分的结构和灰度特征,研究了一种扇环型分区域图像分割方法,用于精确分割厚壁、维管束等关键组织结构。小麦秸秆截面的内外侧轮廓构成了一个近似的环形区域。先粗略定位厚壁和维管束所属的圆环区域。依... 针对小麦秸秆截面显微图像中组织成分的结构和灰度特征,研究了一种扇环型分区域图像分割方法,用于精确分割厚壁、维管束等关键组织结构。小麦秸秆截面的内外侧轮廓构成了一个近似的环形区域。先粗略定位厚壁和维管束所属的圆环区域。依据定位信息,以截面中心为起点向圆环外轮廓画射线,将圆环划分为大量的扇环形小区域。用Otsu算法对各个小区域进行独立的阈值分割,再对分割结果进行拼接等后续处理,得到完整的厚壁或维管束,最后以此为基础精确测量秸秆截面的各种参数。实验结果表明,与传统的Otsu算法相比,该方法对显微图像采集过程中切片、染色、拍照等环节导致的低质量图像具有较高的分割准确性和鲁棒性,在提高了切片样本利用率的同时降低了人工劳动强度。该测量系统对各类参数的测量精度均大于94.6%。 展开更多
关键词 小麦秸秆 显微图像 测量 图像分割
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不同光照条件下蚯蚓避光性运动与蚓粪机械化分离参数量化 被引量：7
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作者 林嘉聪 刘志刚 +3 位作者 邢行 罗帅 袁巧霞 曹红亮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期235-241,共7页
蚯蚓和蚯蚓粪的机械化分离是目前蚯蚓规模化养殖业亟需解决的瓶颈问题之一,针对目前最常用的蚯蚓光分离工艺方法在实际养殖分离中全凭人为经验、效率低、无机械化参数等问题,探究了不同光质条件:白光、黄光、绿光、蓝光、红光、白炽灯光... 蚯蚓和蚯蚓粪的机械化分离是目前蚯蚓规模化养殖业亟需解决的瓶颈问题之一,针对目前最常用的蚯蚓光分离工艺方法在实际养殖分离中全凭人为经验、效率低、无机械化参数等问题,探究了不同光质条件:白光、黄光、绿光、蓝光、红光、白炽灯光在10~270 lx不同光照强度下,对照实际自然环境场景:室内光照、室外阴处光照和太阳光直射光照条件下的蚯蚓避光应激行为,并结合光线辐射在蚯蚓粪多孔介质内的衰减规律分析了蚯蚓堆肥物料表层一定之内厚度无蚯蚓的原因。结果表明:光照强度<10 lx时,蚯蚓不受光照影响;光照强度10~30 lx时,蚯蚓的避光反应显现;光照强度30~210 lx时,蚯蚓的避光应激程度随着光照强度增加缓慢加强,消失时间不断缩短;光照强度>210 lx时,光照引起的蚯蚓的避光反应程度趋于最大。白光和太阳光引起蚯蚓避光反应最显著,蚯蚓蠕动消失时间分别为6.5和5 min,蚯蚓消失5 min后堆料表层无蚯蚓层厚度在10~15 mm之间。蚯蚓对红色光应激程度极低,平均消失时间>20 min;除了红光,随着光照强度增加,蚯蚓在堆料表面的消失时间呈现对数曲线趋势下降。该研究量化分析了蚯蚓对光质、光照强度的应激响应时间,以期为蚯蚓养殖分离,机械自动化逐层、定时、定量、定光强分离表层蚯蚓粪提供工艺参数。 展开更多
关键词 光照 粪 蚯蚓堆肥 量化分析 避光运动 无蚓层厚度
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提拉缸式鱼雷发射装置内弹道建模与试验 被引量：7
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作者 徐勤超 潘海兵 +2 位作者 练永庆 李春来 李宗吉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2259-2265,共7页
为解决水面舰艇鱼雷发射作战准备时间长,载弹保障能力差的问题,提出了一种水面舰艇提拉缸式鱼雷发射装置方案。采用Simulink和Adams联合仿真的方式,建立发射装置高压空气发射过程的动力学模型,进行仿真分析,并基于小型原理样机对仿真结... 为解决水面舰艇鱼雷发射作战准备时间长,载弹保障能力差的问题,提出了一种水面舰艇提拉缸式鱼雷发射装置方案。采用Simulink和Adams联合仿真的方式,建立发射装置高压空气发射过程的动力学模型,进行仿真分析,并基于小型原理样机对仿真结果进行了试验验证。仿真和试验结果表明:在气瓶压力为25 MPa时,发射过程中提拉缸峰值压力为9. 3 MPa,整个装置零部件间最大接触力为66. 6 k N,鱼雷出管速度达到14. 7 m/s,最大加速度为236 m/s2,发射时间为0. 14 s;研究结果验证了以提拉缸为动力组件的轻型鱼雷发射方案是可行的。 展开更多
关键词 鱼雷发射装置 提拉缸 空气发射 内弹道
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油菜收获机割台螺旋输送器间隙自适应调节机构研究 被引量：14
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作者 李海同 万星宇 +2 位作者 徐阳 蒋亚军 廖庆喜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期115-122,共8页
针对油菜联合收获过程中由于喂入量波动导致割台螺旋输送器堵塞的问题,设计了一种割台螺旋输送器间隙自适应调节机构,实现喂入量变化时实时改变滑块位移以自动调节输送器与底板之间的间隙。输送器动力学与运动学分析确定了调节机构预紧... 针对油菜联合收获过程中由于喂入量波动导致割台螺旋输送器堵塞的问题,设计了一种割台螺旋输送器间隙自适应调节机构,实现喂入量变化时实时改变滑块位移以自动调节输送器与底板之间的间隙。输送器动力学与运动学分析确定了调节机构预紧弹簧最大预紧力和调节位移分别为366 N和50 mm。运用扭矩传感器和高速摄像技术分别开展输送器扭矩和调节位移的性能试验,当弹簧预紧力和刚度分别为293 N和12.65 N/mm时,输送器扭矩为8.267 N·m,减少了40.7%,调节位移为10.2 mm,调节机构性能较优。调节机构对输送器性能影响试验结果表明:增设间隙自适应调节机构可明显降低扭矩并增加最大喂入量,螺旋输送器转速为150 r/min时扭矩减小了23%;转速为200 r/min时,最大喂入量增加至3.5 kg/s,提高了16.7%。喂入量在不大于3.0 kg/s范围内波动时,试验组最大扭矩小于对照组,说明调节机构可较好适应喂入量的波动。田间试验表明间隙自适应调节机构可提高输送器对喂入量的适应性,避免割台堵塞,后续的脱粒装置、清选装置等工作部件未发生堵塞,油菜联合收获机可正常工作。 展开更多
关键词 油菜联合收获机 割台螺旋输送器 间隙调节机构 自适应
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基于RGB-D相机的油菜分枝三维重构与角果识别定位 被引量：35
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作者 徐胜勇 卢昆 +3 位作者 潘礼礼 刘泰格 周雨欣 汪波 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期21-27,共7页
为实现高效低成本的油菜植株三维建模和表型参数在线测量,提出一种基于RGB-D相机的油菜分枝三维重建和角果识别定位方法。使用Kinect传感器拍摄角果期油菜分枝在4个视角下的彩色图像和深度图像,进而获取油菜植株的三维点云并滤波。对配... 为实现高效低成本的油菜植株三维建模和表型参数在线测量,提出一种基于RGB-D相机的油菜分枝三维重建和角果识别定位方法。使用Kinect传感器拍摄角果期油菜分枝在4个视角下的彩色图像和深度图像,进而获取油菜植株的三维点云并滤波。对配准的点云进行旋转变换,计算点云的曲面法矢量和曲率,并由曲率相近的点构成配对点对,再使用基于KD-tree搜索的最近点迭代(ICP)算法实现点云的初配准。将初配准误差作为参考值,调整ICP算法的对应点距离阈值,使用初配准的操作流程对初配准得到的新点云进行再次配准,完成精配准。结合该三维重建方法和针对性的彩色图像处理方法,得到去除主茎的单分枝油菜角果的完整点云,再进行欧氏聚类实现单个角果的空间定位。实验结果表明,提出的三维重建方法具有较强的实时性和鲁棒性,单个角果的三维形态清晰可见,点云平均距离误差小于0. 48 mm,角果总体识别正确率不小于96. 76%。 展开更多
关键词 油菜 KINECT 三维重建 点云配准 最近点迭代算法 角果识别
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被毛对热成像检测生猪体表温度精度的影响及噪声滤除方法 被引量：7
20
作者 贾桂锋 蒙俊宇 +3 位作者 武墩 王登辉 高云 冯耀泽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期162-167,共6页
生猪皮肤的温度分布是表征其生理状态和疾病的重要指标,通常由红外热成像技术(infrared thermography, IRT)检测,然而由于生猪体表附有被毛在热图像中产生大量的温度噪声,降低了IRT对皮肤温度的检测精度。该文针对此问题探索被毛对皮肤... 生猪皮肤的温度分布是表征其生理状态和疾病的重要指标,通常由红外热成像技术(infrared thermography, IRT)检测,然而由于生猪体表附有被毛在热图像中产生大量的温度噪声,降低了IRT对皮肤温度的检测精度。该文针对此问题探索被毛对皮肤温度分布的影响规律,并设计消除被毛影响的热图像降噪算法,提高对温度分布的检测精度。通过对12头生猪试验,分析目标区域在正常被毛和剔除被毛后温度分布的统计量得出被毛在温度分布中产生大量的"峡谷"状低温噪声,显著降低了目标区域的最低温度及平均温度。根据毛发噪声的影响规律提出网格化最大值-双三次插值算法并确定算法的最佳邻域尺寸为4.25mm。采用均方误差、峰值信噪比等指标定量评价算法的有效性,结果表明经算法处理后,均方误差由0.38下降到0.05(P<0.01),峰值信噪比由45.14 dB上升到53.66 dB(P<0.01),说明该算法能够滤除热图像中毛发引起的噪声,可提高IRT对温度分布的检测精度。 展开更多
关键词 红外热成像 温度分布 滤波器 猪 图像插值 算法
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