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蔬菜移栽机械化取苗关键技术与研究进展
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作者 韩建锋 何育恒 +7 位作者 黎鸿雨 田鑫 刘嘉文 王称称 姜有聪 徐雨航 张明华 刘华 《南方农机》 2024年第16期14-17,25,共5页
蔬菜种植是蔬菜生产的重要环节之一,蔬菜移栽是蔬菜种植的重要手段,机械化移栽水平较低是制约蔬菜种植快速发展的重要瓶颈。对此,文章通过梳理国内外蔬菜移栽机的关键技术与装备研究成果,总结了国内外代表性移栽机的关键取苗技术。主要... 蔬菜种植是蔬菜生产的重要环节之一,蔬菜移栽是蔬菜种植的重要手段,机械化移栽水平较低是制约蔬菜种植快速发展的重要瓶颈。对此,文章通过梳理国内外蔬菜移栽机的关键技术与装备研究成果,总结了国内外代表性移栽机的关键取苗技术。主要以钵体夹持式、钵体顶出夹持式、钵苗夹持式三种取苗方式展开综述并总结分析,总结得出蔬菜移栽机的研发设计应大力发展自动取苗关键技术,做到自动化取苗、投苗,使农机与农艺相结合。旨在为设计精准的取苗机构与设备、提高机械化水平、研发蔬菜移栽机提供参考,推进蔬菜移栽机自动化移栽进程。 展开更多
关键词 农业机械 蔬菜 移栽机 取苗技术 研究进展
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基于驱动轮横向侧偏补偿的自动导航拖拉机改进纯追踪路径跟踪控制方法
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作者 何杰 曾鸿禧 +4 位作者 李明锦 贺静 莫家骏 汪沛 赵润茂 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期28-37,共10页
自动导航拖拉机在侧偏侧滑等工况下路径跟踪误差大、纠偏易超调且调节时间长。为解决拖拉机侧偏侧滑工况快速纠偏问题,提出了一种基于驱动轮横向控制补偿策略的改进纯追踪路径跟踪控制方法。通过构建拖拉机的坡面侧滑模型,结合二轮车运... 自动导航拖拉机在侧偏侧滑等工况下路径跟踪误差大、纠偏易超调且调节时间长。为解决拖拉机侧偏侧滑工况快速纠偏问题,提出了一种基于驱动轮横向控制补偿策略的改进纯追踪路径跟踪控制方法。通过构建拖拉机的坡面侧滑模型,结合二轮车运动学模型,提出了纯追踪算法的横向控制补偿策略,对经典纯追踪算法进行改进,实现自动驾驶拖拉机精确横向补偿控制。为验证本文横向侧偏补偿改进纯追踪路径跟踪算法性能,进行CarSim/Simulink联合仿真,缓坡试验结果表明,改进后的算法在10°斜坡上的控制精度相比经典算法提升了73.6%;持续侧滑仿真,经典算法无法脱困,而改进算法在3.9 s内完成脱困,横向偏差收敛至0.01 m以内,超调量为0.14 m。此外本文还在田间试验中验证了改进算法的有效性,在相同试验条件下,进行了3次重复试验,结果表明拖拉机在所有试验中均成功脱困,试验表明平均脱困时间为7.03 s,平均最大超调量为0.054 m。试验结果表明,本文横向控制补偿策略显著提升了自动导航拖拉机在复杂工况下的控制精度和稳定性。 展开更多
关键词 拖拉机 自动导航 路径跟踪 纯追踪算法 横向侧偏补偿 侧滑
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基于CFD-DEM的气送式稻麦兼用型高速播种机种子减速器设计与试验
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作者 臧英 张美林 +3 位作者 黄子顺 姜有聪 钱诚 王在满 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期222-234,共13页
针对气送式稻麦兼用型高速播种机作业时种子输送速度快造成投种精度低、投种不稳定等问题,设计了一种基于旋风减速原理的种子减速器。采用CFD-DEM耦合仿真方法进行单因素试验,确定主要结构因素并选取适宜尺寸区间。为确定种子减速器结... 针对气送式稻麦兼用型高速播种机作业时种子输送速度快造成投种精度低、投种不稳定等问题,设计了一种基于旋风减速原理的种子减速器。采用CFD-DEM耦合仿真方法进行单因素试验,确定主要结构因素并选取适宜尺寸区间。为确定种子减速器结构参数,基于单因素试验结果开展了Box-Behnken正交组合仿真试验,结果表明:最佳结构尺寸为圆筒直径D为82.352 mm,圆筒长度H_(t)为101.364 mm,排气口直径D_(P)为25.0002 mm,锥筒长度H_(z)为67.9025 mm,此时籼稻种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.212 m/s和0.462 m/s;粳稻种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.339 m/s和0.473 m/s;小麦种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.341 m/s和0.408 m/s。台架验证试验结果表明,在出种口处籼稻种子竖直速度为0.411 m/s,粳稻种子竖直速度为0.452 m/s,小麦种子竖直速度为0.457 m/s,与仿真试验结果较符合。条播性能台架试验结果表明,有种子减速器时排种成条效果明显优于无种子减速器情况,而且籼稻、粳稻和小麦排量均匀性变异系数分别由无种子减速器时41.61%、25%和37.84%依次降至9.10%、8.42%和8.49%,满足种子减速器性能要求。研究结果可为后续提高气送式稻麦兼用型播种机播种性能提供指导。 展开更多
关键词 高速播种机 稻麦兼用 种子减速器 CFD-DEM
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华南连栋温室基质袋培模式下6个樱桃番茄品种的综合鉴评 被引量:7
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作者 陈金香 王艳娣 +5 位作者 梁健文 谢振斌 覃敏 杨小龙 陈日远 张轶婷 《广东农业科学》 CAS 2023年第9期142-154,共13页
【目的】通过比较和分析不同品种樱桃番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)在华南连栋温室基质袋培模式下的产量和品质,筛选出适宜的优质品种,为生产提供理论参考。【方法】比较分析了‘千禧’‘金玉’‘白妃’‘迷彩’‘翡翠... 【目的】通过比较和分析不同品种樱桃番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)在华南连栋温室基质袋培模式下的产量和品质,筛选出适宜的优质品种,为生产提供理论参考。【方法】比较分析了‘千禧’‘金玉’‘白妃’‘迷彩’‘翡翠’‘战马’6个樱桃番茄品种的生长、单果质量、抗氧化能力和果实品质指标,包括可溶性固形物、Vc、番茄红素、可溶性总糖含量等,同时对以上指标进行主成分分析、聚类分析和相关性分析。【结果】‘千禧’和‘战马’植株第1穗开花时间较其他品种提早3~6 d,其中‘战马’的花期最长,第1、第2穗花期可达37 d。‘战马’植株长势较强且小叶数量多,株高较‘翡翠’‘千禧’‘迷彩’‘金玉’和‘白妃’分别高出54.8%、34.7%、23.4%、17.2%和13.9%。‘翡翠’植株为矮粗状,单果质量和单株产量均显著高于其他品种。‘迷彩’和‘战马’品种产量高,表现为单穗结果数较多、分别达24、32个。供试6个品种樱桃番茄的品质差异明显,‘迷彩’果实的叶绿素、类胡萝卜素、番茄红素含量最高,分别为33.7、86.1、74.5μg/g;‘迷彩’和‘战马’果实的Vc含量最高,为200~220μg/g;‘金玉’果实的多酚含量最高;‘翡翠’果实品质相对较差。主成分分析、聚类分析和相关性分析结果表明,‘迷彩’品种综合评价最优,‘千禧’和‘战马’次之,再次是‘白妃’和‘金玉’,‘翡翠’品种综合评价最差;果实大小与果实品质呈极显著负相关;各品种樱桃番茄叶绿素含量与果实品质(类胡萝卜素、番茄红素、类黄酮、Vc含量)呈显著正相关关系。【结论】‘迷彩’和‘战马’品种单穗果实数量多、产量较高,‘千禧’品种风味品质较佳,3个品种综合鉴评好,适宜作为华南连栋温室基质袋培的优质高产樱桃番茄品种。成熟的‘迷彩’樱桃番茄果实中富含叶绿素、类胡萝卜素和番茄红素,可作为栽培上选育樱桃番茄果实色素含量高的理想材料。 展开更多
关键词 温室 基质袋培 樱桃番茄 品种选择 产量 品质
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气吸式杂交稻单粒排种器研制 被引量:5
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作者 臧英 黄子顺 +6 位作者 秦伟 何思禹 钱诚 姜有聪 陶婉琰 张美林 王在满 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期181-191,共11页
针对气力式水稻精量排种器充种不稳定、单粒播种精度不高和播种量大的问题,该研究设计了一种具有矩形吸种孔和辅助充种装置的气吸式杂交稻单粒排种器。根据“吉田优”型杂交稻的长短轴重力分布情况,确定排种盘吸种孔形状;基于CFD-DEM(Co... 针对气力式水稻精量排种器充种不稳定、单粒播种精度不高和播种量大的问题,该研究设计了一种具有矩形吸种孔和辅助充种装置的气吸式杂交稻单粒排种器。根据“吉田优”型杂交稻的长短轴重力分布情况,确定排种盘吸种孔形状;基于CFD-DEM(Computational fluid dynamics,Discrete element method)流固耦合理论,以吸附力为指标,进行5类具有相同面积的吸种孔单因素仿真试验,确定吸附力最大的吸种孔规格为0.8 mm×2.25 mm;以该型吸种孔为基础,选取辅助充种角、工作转速和工作负压为试验因素,以单粒率S、多粒率M和漏播率L为试验指标,开展Box-Bhnken台架试验,对试验结果进行响应曲面分析和多目标优化,得到排种盘辅助充种角为80.90°、工作转速为42.65 r/min、工作负压为621 Pa时,排种器的单粒率为86.91%,漏播率为3.63%。验证试验结果的排种器单粒率为86.36%、漏播率为3.41%,与优化结果吻合。研究结果可为后续气吸式杂交稻单粒排种器的优化设计和直播机整机作业精度的提高提供指导。 展开更多
关键词 农业机械 种子 气力式设备 杂交稻 气吸式排种器 CFD-DEM 辅助充种
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基于两位置法与改进STEKF的农机航向角测量方法 被引量:2
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作者 何杰 魏正辉 +3 位作者 胡炼 汪沛 黄培奎 丁帅奇 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期365-372,共8页
针对单天线GNSS农机导航系统起步和低速时航向测量不准问题,本文基于两位置法与改进强跟踪扩展卡尔曼滤波算法(Strong tracking extended Kalman filter,STEKF)进行农机航向测量技术研究,设计一种适用于单天线GNSS/IMU融合的农机航向测... 针对单天线GNSS农机导航系统起步和低速时航向测量不准问题,本文基于两位置法与改进强跟踪扩展卡尔曼滤波算法(Strong tracking extended Kalman filter,STEKF)进行农机航向测量技术研究,设计一种适用于单天线GNSS/IMU融合的农机航向测量方法。采用两位置法测量高速作业农机航向,基于IMU输出的9轴数据和GNSS输出的位置与速度信息,提出改进强跟踪自适应矩阵R STEKF算法对农机低速行驶时的航向准确测量,设计了基于两位置法与改进STEKF航向的一维卡尔曼滤波融合方法。以雷沃M-1204型拖拉机为试验平台,进行了速度梯度变化工况下农机航向测量精度和稳定性验证试验,结果表明,在农机从静止状态起步,经历包含直线和曲线的混合路段,在速度0.36~5.40 km/h过程中,本文提出的融合航向测量方法获取的航向角与双天线GNSS获取的航向角误差不超过0.50°,表明本文方法适用于农机静止起步到低速运动状态下农机航向稳定获取,提高了单天线农机导航起步和低速驾驶控制精度和稳定性,可为高精度农机自主无人作业提供技术基础。 展开更多
关键词 农业机械 导航 两位置法 改进STEKF 航向测量
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蔬菜气吸轮式精量排种器设计与试验 被引量:14
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作者 张明华 姜有聪 +5 位作者 何思禹 黄子顺 秦伟 钱诚 陶婉琰 臧英 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期98-109,共12页
蔬菜类型多,种子尺寸差异大,为扩大排种器的适用范围,该研究提出一种基于扰种条辅助充种的蔬菜气吸轮式精量排种器。通过理论分析确定了排种器的关键结构参数,设计了一种带有坡度的扰种条结构,最薄处厚度为0.5 mm、最厚处厚度为1.0mm,... 蔬菜类型多,种子尺寸差异大,为扩大排种器的适用范围,该研究提出一种基于扰种条辅助充种的蔬菜气吸轮式精量排种器。通过理论分析确定了排种器的关键结构参数,设计了一种带有坡度的扰种条结构,最薄处厚度为0.5 mm、最厚处厚度为1.0mm,并对充种阶段种子在扰种条上和清种阶段的受力情况分别进行分析,确定了扰种条和清种装置结构。选取菜心、萝卜和辣椒种子为试验对象,利用台架试验获得扰种条倾角和厚度的较优值;开展较优结构参数下的排种器充种性能试验,以工作负压、排种转速和清种距离为试验因素,进行三因素三水平正交试验。试验结果表明,对于菜心种子,工作负压为0.92 kPa,排种转速为13.3 r/min,清种距离为0.70 mm时,充种合格率为99.20%,漏吸率为0.13%;对于萝卜种子,工作负压为4.47 kPa,排种转速为25.5r/min,清种距离为1.20mm时,充种合格率为97.34%,漏吸率0.53%;对于辣椒种子,工作负压为1.49 kPa,排种转速为16.9 r/min,清种距离为0.69 mm时,充种合格率为88.27%,漏吸率为2.67%,满足菜心、萝卜、辣椒的种植农艺要求,研究结果可为蔬菜气吸轮式精量排种器设计提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 设计 试验 气吸式排种器 精量播种 蔬菜种子
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气吸式播种机多分支汇流管路气压损失分析与试验 被引量:3
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作者 秦伟 王在满 +4 位作者 王钰静 钱诚 何思禹 张明华 臧英 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-14,共14页
为探究气吸式播种机气力系统多分支汇流管路负压气流的流动规律,掌握管路总体压力损失与管路几何结构之间的关联特性,获取管路总体压力损失的定量预测目标值,该研究对多分支汇流管路气流流动状态进行分析,明确了影响管路气流流动的主要... 为探究气吸式播种机气力系统多分支汇流管路负压气流的流动规律,掌握管路总体压力损失与管路几何结构之间的关联特性,获取管路总体压力损失的定量预测目标值,该研究对多分支汇流管路气流流动状态进行分析,明确了影响管路气流流动的主要因素,采用单因素试验及Fluent仿真模拟,从宏观、微观尺度阐明多分支汇流管路中的气流流动规律及总体气压损失原因,通过量纲分析法建立了总体压力损失(ΔP,Pa)与空气密度(ρ,kg/m^(3))、空气动力黏度(μ,Pa·s)、集管封闭端长度(L,mm)、入口支管1的入口流量(Q,m^(3)/s)、入口支管内径(d,mm)、入口支管长度(h,mm)、入口支管间距(δ,mm)、集管内径(γ,mm)、出口支管内径(D,mm)和出口支管长度(Δ,mm)关系的经验式。台架试验结果表明,所建立的经验式应用范围为0.0009 m^(3)/s≤Q≤0.0045 m^(3)/s,28 mm≤d≤45.2 mm,100 mm≤l≤200 mm、200 mm≤δ≤300 mm,42.6 mm≤γ≤81.4 mm,150 mm≤Δ≤250 mm,34 mm≤D≤42.6 mm、53.6 mm≤D≤57 mm,对多分支汇流管路总体压力损失的预测精度在经验式计算值的10%以内。所建立的经验式可为气吸式播种机多分支汇流管路的设计选型、结构优化提供参考。 展开更多
关键词 播种机 试验 气力系统 多分支汇流管路 FLUENT 量纲分析
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水田行间除草装置设计与试验 被引量:4
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作者 焦晋康 胡炼 +3 位作者 陈高隆 涂团鹏 王志敏 臧英 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期11-22,共12页
为减少化学除草剂的使用,解决现有水田除草机械除草效果差等问题,该研究设计了一种水田行间除草装置,包括压草浮板和除草辊等结构,工作时压草浮板先将压倒杂草,紧接着除草辊将压倒的杂草压入泥中。压草浮板先将杂草压倒,除草辊将杂草压... 为减少化学除草剂的使用,解决现有水田除草机械除草效果差等问题,该研究设计了一种水田行间除草装置,包括压草浮板和除草辊等结构,工作时压草浮板先将压倒杂草,紧接着除草辊将压倒的杂草压入泥中。压草浮板先将杂草压倒,除草辊将杂草压入泥中的几率可提高9.98%。除草辊两端设有倒角,在避免或减少对水稻根系损伤的同时可扩大行间除草区域,最大可增加常规除草宽度的3%。对压草浮板和除草辊进行了参数设计,通过仿真试验分析了行间除草装置与土壤之间的相互作用规律,确定最佳作业条件为入土深度35 mm,前进速度0.8 m/s。以未除草、化学除草、人工除草和不同参数的除草辊为试验因素,以水稻植株高度、产量、产量构成因素和水稻根系参数为试验指标,进行田间试验,试验结果表明,行间除草装置平均除草率最高为87.51%,可以翻动土壤,增加土壤透气性。与常规宽度的除草辊相比,增加除草宽度,扩大行间除草区域最大可提高除草率7.3个百分点。不同的除草处理对水稻植株高度和产量等有显著影响(P<0.05),机械除草可以促进水稻的生长发育,其产量可以达到甚至超过化学除草和人工除草水平。不同参数的除草辊对植株高度、产量和根系等有显著影响(P<0.05),增加除草辊宽度同时两端设倒角,可以减少对水稻根系的损伤,有利于水稻的生长发育,提高水稻产量。研究结果可为水田除草机械装备的研究提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 产量 行间除草 水田 除草率 水稻根系
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