趙建軍 , 朱忠祥 , 宋正河 , 毛恩榮 , 劉守榮 , 劉東鈴
2014, 45(S1):1-9. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.001
摘要:以多路換向閥為研究對(duì)象,分析了多路換向閥的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用壓力-流量方程、孔道流量連續(xù)性方程及閥芯力平衡方程建立了多路換向閥的狀態(tài)方程,并運(yùn)用Matlab/Simulink軟件,選擇四階龍格-庫塔算法對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)、靜態(tài)性能仿真分析?;陂]心式負(fù)載傳感液壓系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)多路換向閥進(jìn)行了試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明:整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力損失在1.5MPa左右,負(fù)載壓力階躍變化時(shí),多路換向閥可實(shí)現(xiàn)負(fù)載補(bǔ)償功能;手動(dòng)換向閥芯位移階躍變化時(shí),多路換向閥內(nèi)壓力沖擊小、響應(yīng)特性好;系統(tǒng)流量?jī)H與多路換向閥調(diào)速節(jié)流口開度大小有關(guān),不受負(fù)載變化影響,調(diào)速性能良好,滿足重型拖拉機(jī)電液懸掛系統(tǒng)對(duì)多路換向閥的性能要求。
趙建軍 , 朱忠祥 , 宋正河 , 周瑞娟 , 王儒朋 , 毛恩榮
2014, 45(S1):10-16. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.002
摘要:設(shè)計(jì)了一種基于飛思卡爾MC9S12XS128型微處理器的電液懸掛比例控制器。根據(jù)重型拖拉機(jī)電液懸掛系統(tǒng)控制要求,在分析現(xiàn)有重型拖拉機(jī)電液懸掛比例控制器的結(jié)構(gòu)、類型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,確定了比例控制器的整體設(shè)計(jì)方案,在CodeWarrior環(huán)境下完成軟件程序設(shè)計(jì),采用PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)拖拉機(jī)作業(yè)機(jī)組的位控制、牽引力控制和力位綜合控制。以重型拖拉機(jī)電液懸掛系統(tǒng)為試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)所設(shè)計(jì)的電液懸掛比例控制器進(jìn)行了田間試驗(yàn),牽引力和耕深控制的過渡時(shí)間分別為3.89s和0.81s。結(jié)果表明:比例控制器對(duì)重型拖拉機(jī)懸掛裝置的綜合控制具有響應(yīng)快、精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn),在保證拖拉機(jī)平順性和作業(yè)質(zhì)量的同時(shí),提高了作業(yè)效率,降低了拖拉機(jī)駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2014, 45(S1):17-23. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.003
摘要:針對(duì)丘陵山區(qū)等復(fù)雜農(nóng)田地面環(huán)境,設(shè)計(jì)一種由4組行星履帶驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)行走、作業(yè)的農(nóng)用動(dòng)力底盤。分析了該底盤行星履帶驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),平坦道路上行走、田間仿形以及過埂翻轉(zhuǎn)越障的結(jié)構(gòu)變化過程和運(yùn)動(dòng)條件,以及仿形越障和翻轉(zhuǎn)越障通過原理,計(jì)算了行星履帶式農(nóng)用動(dòng)力底盤的仿形越障極限高度和理論翻轉(zhuǎn)越障極限幾何高度。試驗(yàn)結(jié)果表明:底盤樣機(jī)具有仿形越障和翻轉(zhuǎn)越障能力,滿足在凹凸不平的丘陵山區(qū)等復(fù)雜農(nóng)田地面中行走及田間作業(yè)的要求。
2014, 45(S1):24-28. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.004
摘要:針對(duì)穴盤精密播種存在重播、漏播以及播種性能不穩(wěn)定問題,運(yùn)用機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)穴盤精密播種機(jī)進(jìn)行播種性能檢測(cè)。在穴盤精密播種機(jī)上配置性能檢測(cè)系統(tǒng),光電傳感器根據(jù)穴盤位置觸發(fā)相機(jī),雙相機(jī)逐行掃描拍攝穴盤圖像,圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī),通過視覺算法軟件進(jìn)行圖像分析與處理,識(shí)別穴盤的播種狀況,檢測(cè)圖像與結(jié)果同步顯示。播種檢測(cè)試驗(yàn)表明,系統(tǒng)的重播率檢測(cè)精度為98.94%,漏播率檢測(cè)精度為99.33%。
趙金輝 , 楊學(xué)軍 , 劉立晶 , 劉忠軍 , 周軍平 , 靳 晨
2014, 45(S1):29-34. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.005
摘要:設(shè)計(jì)了一種基于PLC的開溝器力學(xué)性能測(cè)試裝置。該測(cè)試裝置主要由開溝深度控制機(jī)構(gòu)、六分力測(cè)試裝置、液壓系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)4部分組成,通過閉環(huán)控制實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)開溝深度,提高了開溝深度穩(wěn)定性;對(duì)六分力測(cè)試裝置進(jìn)行了標(biāo)定,結(jié)果表明,牽引阻力測(cè)量精度和最大相對(duì)誤差為1.49%FS、3.7%,土壤垂直反力為2.1%FS、5.1%,側(cè)向力為0.98%FS、1.9%。測(cè)試精度滿足要求,且該裝置能夠完成不同類型開溝器的受力及開溝深度的測(cè)試。
楊善東 , 張東興 , 高振強(qiáng) , 劉曉倩
2014, 45(S1):35-39. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.006
摘要:為了分析工作參數(shù)對(duì)側(cè)正壓玉米排種器內(nèi)部流場(chǎng)分布的影響,用Fluent軟件的大渦模擬方法(LES)分析了排種器內(nèi)部的正壓氣室流場(chǎng),研究了不同參數(shù)下排種器內(nèi)部流場(chǎng)的變化規(guī)律。分析表明,進(jìn)氣口壓力恒定時(shí),隨著轉(zhuǎn)速的增加,壓力場(chǎng)分布變化較小,基本數(shù)值波動(dòng)不大;根據(jù)速度場(chǎng)分析,當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí),充種區(qū)氣流流速變小,易造成種子充填性較差。當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí),進(jìn)氣口壓力在一定范圍內(nèi)變化,排種器內(nèi)部壓力場(chǎng)分布變化較小,說明壓力變化對(duì)種子充填性能影響不大。根據(jù)排種試驗(yàn),進(jìn)氣壓力1.2kPa,排種盤轉(zhuǎn)速16r/min時(shí),排種合格指數(shù)達(dá)到9130%,且排種盤轉(zhuǎn)速是影響排種性能的最顯著因素。
2014, 45(S1):40-46. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.007
摘要:針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械離心式油菜排種器型孔易出現(xiàn)堵塞導(dǎo)致后續(xù)斷條的問題,進(jìn)行了離心式油菜精量排種器型孔結(jié)構(gòu)的研究,分析了型孔囊取1、2、3粒油菜種子的臨界直徑;結(jié)合EDEM種子運(yùn)動(dòng)軌跡的仿真分析得到了型孔囊取1、2、3粒種子的臨界值分別為2.6、3.5、3.8mm;同時(shí)試驗(yàn)研究了型孔直徑、轉(zhuǎn)速與排種性能關(guān)系,進(jìn)行了型孔堵塞統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)。結(jié)果表明:改進(jìn)后型孔直徑取3.8mm時(shí),其總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)不大于14.8%,各行排量一致性變異系數(shù)不大于16.4%,型孔無堵塞現(xiàn)象。
翟改霞 , 包德勝 , 王志軍 , 楊 莉 , 王振華 , 李鳳鳴
2014, 45(S1):47-51. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.008
摘要:在完成牧草種子機(jī)械物理特性研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種多行一器的排種裝置。該裝置由調(diào)節(jié)螺桿、攪拌器、排種器殼體、中央排種槽輪等組成。排種量通過調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整中央排種槽輪相對(duì)于排種器殼體的工作長(zhǎng)度來設(shè)定,槽輪殼體內(nèi)的攪拌器用于防止種子架空,大小不同的種子的排種則通過調(diào)節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)部元件位置來實(shí)現(xiàn)。完成了中央排種槽輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),并根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)及種子的物理特性參數(shù),對(duì)不同種子公頃排種量進(jìn)行了計(jì)算,制作了中央排種槽輪工作長(zhǎng)度標(biāo)尺,標(biāo)尺標(biāo)值與不同種子公頃排種量一一對(duì)應(yīng)。
付鵬洋 , 胡建平 , 劉 發(fā) , 嚴(yán)宵月
2014, 45(S1):52-56. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.009
摘要:針對(duì)旱地移栽機(jī)打穴栽植需要,設(shè)計(jì)了一種齒輪連桿凸輪組合式栽植機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)由齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、槽型凸輪和鴨嘴式打穴栽植器等幾部分組成。通過建模軟件Pro/E建立了該栽植機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型,并將虛擬樣機(jī)模型導(dǎo)入剛體運(yùn)動(dòng)仿真軟件ADAMS中。仿真分析了運(yùn)動(dòng)參數(shù)λ在小于1、等于1和大于1情況下栽植機(jī)構(gòu)前后鴨嘴的運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)果表明只有在λ等于1時(shí)栽植機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)才能滿足零速投苗運(yùn)動(dòng)條件要求,栽植時(shí)可以得到較好的植苗狀態(tài),驗(yàn)證了參數(shù)選擇和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性和合理性。以自制全自動(dòng)蔬菜移栽機(jī)為試驗(yàn)樣機(jī),新型鴨嘴式栽植機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,分別從栽植均勻度、缽苗直立度兩個(gè)方面進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:株距誤差率僅為2.22%, 缽苗直立度全為優(yōu)良,表明所設(shè)計(jì)的鴨嘴式栽植機(jī)構(gòu)能夠滿足栽植要求。
2014, 45(S1):57-62. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.010
摘要:針對(duì)應(yīng)用QM-500型果樹苗木起苗機(jī)對(duì)蘋果矮化苗木出圃時(shí)需要人工將斷根后的苗木拔出等問題,采用AIP軟件設(shè)計(jì)了由振動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)等構(gòu)成的根系土壤分離裝置,試制并裝配在QM-500型果樹苗木起苗機(jī)上,配套58.8kW拖拉機(jī)在蠡縣果樹苗木繁育基地進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)表明:當(dāng)偏心距(曲柄)e為52mm、擺角φ為13.72°、行程速度變化系數(shù)K為1.02、極限夾角θ為2.03°時(shí),起苗作業(yè)效率1.6株/s,節(jié)省人工50.85%,實(shí)現(xiàn)了蘋果苗木起苗機(jī)械輕簡(jiǎn)化作業(yè)。
2014, 45(S1):63-67. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.011
摘要:針對(duì)目前殘膜撿拾機(jī)構(gòu)性能不可靠,造成殘膜收凈率較低的問題,提出一種曲柄搖桿式殘地膜撿拾機(jī)構(gòu),建立機(jī)構(gòu)幾何與數(shù)學(xué)模型,對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理進(jìn)行仿真、分析與優(yōu)化,達(dá)到了撿拾與卸膜的工作要求。大田試驗(yàn)表明,機(jī)具的工作效率大于0.4hm2/h,殘膜回收率達(dá)到88.5%,工作過程中基本未出現(xiàn)纏繞問題。
趙建柱 , 宗玉峰 , 王楓辰 , 李 琨 , 李少雄 , 王國(guó)業(yè)
2014, 45(S1):68-72. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.012
摘要:針對(duì)狼毒草早期萌發(fā)的高度優(yōu)勢(shì)和灌叢特性,提出一種狼毒草對(duì)靶噴藥滅除裝置。完成了機(jī)架系統(tǒng)、噴藥系統(tǒng)、電控系統(tǒng)以及整機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),基于雷達(dá)傳感測(cè)距技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)狼毒草的自動(dòng)識(shí)別與定點(diǎn)精量施藥控制。實(shí)地試驗(yàn)結(jié)果表明:該裝置對(duì)狼毒草施藥附著率可達(dá)87.1%,能有效提高滅除效率和減少農(nóng)藥的使用量,避免由于大量連續(xù)噴藥引起的環(huán)境污染。
2014, 45(S1):73-79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.013
摘要:采用二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)方法,取脫粒滾筒線速度、風(fēng)口真空壓強(qiáng)、果穗含水率為影響因素,破碎率、含雜率、未脫凈率、吸雜誤夾種率為目標(biāo)函數(shù),對(duì)影響玉米種子脫粒效果的部件尺寸和作業(yè)參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證和優(yōu)化設(shè)計(jì)。試驗(yàn)分析得出:當(dāng)脫粒滾筒線速度4.6~5.5m/s、果穗含水率14.4%~15.9%、風(fēng)口真空壓強(qiáng)為6.3MPa時(shí),含雜率低于 1.1%,破碎率低于 0.86%,未脫凈率低于1.1%,吸雜誤夾種率低于 0.44%。該試驗(yàn)研究可應(yīng)用于立式軸流玉米單穗種子脫粒機(jī)的產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)和作業(yè)參數(shù)選擇。
趙學(xué)觀 , 徐麗明 , 高連興 , 李獻(xiàn)奇
2014, 45(S1):80-87. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.014
摘要:為了對(duì)大豆脫粒過程中未脫凈莢果進(jìn)行有效的分選、回收并進(jìn)行二次脫粒,在已設(shè)計(jì)的有吊桶旋風(fēng)分離器基礎(chǔ)上,利用Fluent軟件對(duì)有、無吊桶2種模型進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果顯示2種模型壓降無明顯差異,有吊桶旋風(fēng)分離器分離效率更高。建立了吊桶長(zhǎng)度、吊桶直徑兩因素同逃逸時(shí)間、損失率及壓降的數(shù)學(xué)關(guān)系模型,模擬試驗(yàn)結(jié)果表明:吊桶直徑主要影響螺旋上升氣流速度,吊桶長(zhǎng)度主要影響入口區(qū)域氣流場(chǎng)分布,確定吊桶最佳參數(shù)為長(zhǎng)度94mm,直徑為196mm,以該參數(shù)改進(jìn)的模型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明損失率降低為2.2%。
2014, 45(S1):88-93. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.015
摘要:針對(duì)半喂入花生聯(lián)合收獲機(jī)摘果輥易纏繞塑料覆膜的問題,設(shè)計(jì)了螺旋刀除膜摘果裝置,并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化與試驗(yàn)分析?;赨G對(duì)螺旋刀片建立高級(jí)仿真模型,由應(yīng)力云圖確定刀片的最佳布置形式;通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理,確定了螺旋刀除膜摘果輥?zhàn)罴呀Y(jié)構(gòu)與作業(yè)參數(shù):間隙為5.3mm,摘果輥轉(zhuǎn)速為326r/min,刀片傾角為43°,優(yōu)化后的螺旋刀花生除膜摘果裝置的覆膜絞碎率為95.66%。
廖宜濤 , 陳傳節(jié) , 舒彩霞 , 田波平 , 廖慶喜
2014, 45(S1):94-100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.016
摘要:針對(duì)油菜聯(lián)合收獲機(jī)械對(duì)油菜成熟度要求高、適收期短、收獲損失率大、作業(yè)能耗高等問題,設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)于南方小田塊油菜分段收獲的4SY-1.8型手扶式油菜割曬機(jī),進(jìn)行了油菜的切割、分禾、鋪放與掛接等裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析。田間試驗(yàn)表明:設(shè)計(jì)的油菜割曬機(jī)能有效完成中間分禾、兩側(cè)條鋪的割曬作業(yè);割曬油菜的鋪放角度平均值為36.4°,在45°以下概率為75.8%;割茬高度平均值為278.2mm,在230~330mm以內(nèi)的概率為85.2%;鋪放寬度平均值為1027.6mm,在1150mm以下的概率為 81.1%;作業(yè)質(zhì)量滿足后熟晾曬和機(jī)械化撿拾收獲農(nóng)機(jī)農(nóng)藝要求。
侯加林 , 蔣 韜 , 吳彥強(qiáng) , 劉 林 , 呂釗欽 , 楊啟勇
2014, 45(S1):101-106. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.017
摘要:為研究小麥秸稈的切割性能,設(shè)計(jì)了可在實(shí)驗(yàn)室模擬田間小麥?zhǔn)斋@時(shí)秸稈切割過程的往復(fù)式切割試驗(yàn)臺(tái)。試驗(yàn)臺(tái)由機(jī)體架、割臺(tái)、推動(dòng)架、曲柄連桿、交流電機(jī)等組成,該試驗(yàn)臺(tái)在前進(jìn)速度0~1.8m/s、切割速度0~1.6m/s、切割傾角0~30°、刀片間隙0.8~3mm范圍內(nèi)可調(diào)。對(duì)切割試驗(yàn)臺(tái)的工作性能和小麥秸稈切割性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,試驗(yàn)采用四因素四水平正交試驗(yàn)法和單因素試驗(yàn)法。試驗(yàn)結(jié)果表明:通過極差R判定影響切割性能的主次因子依次為切割位置、切割速度、刀片間隙和切割器傾角,在給定因素水平上的較優(yōu)組合是:切割速度為1.4m/s,切割器傾角為20°,刀片間隙為1mm,切割位置為第3節(jié)。
羅金海 , 王振華 , 李志杰 , 楊 莉 , 郭喜燕 , 吳雅梅
2014, 45(S1):107-112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.018
摘要:闡述了牽引式V形折疊摟草翻曬機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及工作原理,對(duì)摟草機(jī)的主要工作部件指輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)彈齒絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了分析;采用ADAMS軟件對(duì)摟草指盤進(jìn)行了仿真分析;設(shè)計(jì)的雙液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。試驗(yàn)結(jié)果表明,該機(jī)結(jié)構(gòu)合理,工作性能良好,草條密度變異系數(shù)為15.8%,漏摟率為1.2%,花葉損失率為2.3%。該機(jī)可呈V字形折疊、展開,摟幅可調(diào),運(yùn)輸便捷;摟草指盤可整體自動(dòng)升降,且每個(gè)指盤單獨(dú)可調(diào),仿形能力強(qiáng);可同時(shí)完成摟草、翻曬作業(yè)。
王全喜 , 張俊國(guó) , 包德勝 , 翟改霞 , 張 平 , 王建平
2014, 45(S1):113-118. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.019
摘要:針對(duì)牧草種子加工線各主機(jī)既能連線成套工作,也能單獨(dú)工作的設(shè)計(jì)要求,采用了主機(jī)平面布局和多地坑料斗喂料的形式,結(jié)合一字形串聯(lián)提升機(jī)的輸送方式,設(shè)計(jì)了加工線,完成了料門三通、溜管聯(lián)接卡子和除塵管路風(fēng)選部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以凈度為85%~88%的披堿草種子為加工對(duì)象進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)果表明:生產(chǎn)率大于等于800kg/h,凈度大于等于97%,獲選率大于等于95%,度電生產(chǎn)率大于等于25kg/(kW·h),使用有效度大于等于95%,粉塵質(zhì)量濃度小于等于0.3mg/m3。
趙建柱 , 郭海林 , 王楓辰 , 張?bào)闱?/a> , 王一如 , 黃韶炯
2014, 45(S1):119-123. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.020
摘要:進(jìn)行苜蓿草壓扁試驗(yàn)臺(tái)的研制,以獲取苜蓿草最佳壓扁效果參數(shù)。結(jié)合苜蓿草壓扁效果的影響因素:壓料間隙、苜蓿草田間長(zhǎng)勢(shì)、刈割壓扁機(jī)作業(yè)行駛速度、壓料輥轉(zhuǎn)速以及預(yù)緊機(jī)構(gòu)初始預(yù)緊力,進(jìn)行了壓扁裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。利用試驗(yàn)臺(tái)改變壓料間隙、苜蓿草喂入量、喂入速度及壓料輥轉(zhuǎn)速等,可對(duì)苜蓿草的壓扁效果進(jìn)行多因素正交試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:壓料輥壓力變化具有一定規(guī)律,試驗(yàn)臺(tái)可以有效模擬真機(jī)工況。各影響因素中,喂入量對(duì)壓扁后粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響最大,其次分別為壓料間隙、喂入速度和壓料輥轉(zhuǎn)速。
張?zhí)祢?/a> , 劉 剛 , 王圣偉
2014, 45(S1):124-132. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.021
摘要:針對(duì)不同土地利用類型,采樣測(cè)定土壤重金屬質(zhì)量比背景值;基于DEM數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù),結(jié)合空間信息技術(shù)(GIS/RS),利用RUSLE模型和SCS-CN模型分別核算流域內(nèi)不同土地利用類型的土壤流失量和地表徑流量,在驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,估算重金屬非點(diǎn)源污染負(fù)荷。研究結(jié)果表明:研究區(qū)域不同土地利用類型的重金屬質(zhì)量比背景值差異較大,重金屬Cu和Pb在工礦用地、草地和住宅用地的背景值較高,在有林地的背景值較低。綜合估算隨2種主要遷移途徑輸出的重金屬面源污染負(fù)荷,重金屬Cu總污染負(fù)荷量大約為651913kg/a,重金屬Pb總污染負(fù)荷量大約為268004kg/a。不同土地利用類型中,隨土壤侵蝕輸出的重金屬污染負(fù)荷,以疏林地和草地的貢獻(xiàn)率最大,有林地和水澆地最小;隨地表徑流輸出的重金屬污染負(fù)荷,以草地和疏林地的貢獻(xiàn)率最大,有林地和旱地最小。
2014, 45(S1):133-141. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.022
摘要:在1993—2012年湖北省各縣(市、區(qū))水稻生產(chǎn)實(shí)際狀況、氣象資料、地形等多種數(shù)據(jù)的支持下,使用GIS技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫。結(jié)合中稻生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,計(jì)算中稻光合、光溫、氣候、耕地生產(chǎn)潛力及增產(chǎn)潛力、增產(chǎn)空間,將增產(chǎn)潛力劃分為5個(gè)等級(jí)區(qū),繪制了相應(yīng)的圖表,進(jìn)一步研究了湖北省中稻不同種植區(qū)域?qū)ψ匀毁Y源的利用現(xiàn)狀及開發(fā)前景。湖北省中稻增產(chǎn)潛力巨大,理論值達(dá)1187.8萬t,限制增產(chǎn)潛力的主要因素是耕地和氣候。
鄭永軍 , 馬 超 , 張艷超 , 李永沖 , 嚴(yán)海軍
2014, 45(S1):142-147. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.023
摘要:水滴沖擊力是衡量噴頭性能的重要技術(shù)指標(biāo)。水滴撞擊土壤表面產(chǎn)生的沖擊會(huì)沖蝕土壤,引起板結(jié),影響入滲,損傷作物。設(shè)計(jì)一種水滴沖擊力自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)和水滴自動(dòng)發(fā)生試驗(yàn)裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)水滴沖擊力的自動(dòng)測(cè)量。系統(tǒng)選用PVDF壓電傳感器作為力檢測(cè)元件,采用USB7333高速數(shù)據(jù)采集卡,利用LabWindows/CVI編寫數(shù)據(jù)采集與處理程序,獲取水滴沖擊力檢測(cè)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了在水滴頻率、大小穩(wěn)定控制試驗(yàn)條件下,對(duì)不同水滴大小沖擊力的動(dòng)態(tài)測(cè)量。結(jié)果表明:PVDF壓電傳感器對(duì)水滴沖擊力檢測(cè)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性;水滴沖擊力與傳感器輸出電壓具有良好的線性關(guān)系,擬合程度達(dá)0.936,系統(tǒng)測(cè)量誤差小于10%。利用該系統(tǒng)測(cè)定水滴沖擊力,解決了傳統(tǒng)人工測(cè)量的不穩(wěn)定問題。
張 芳 , 薛緒掌 , 張建豐 , 郭文忠 , 王利春 , 陳 菲
2014, 45(S1):148-154. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.024
摘要:針對(duì)溫室作物基質(zhì)栽培過程中營(yíng)養(yǎng)液供給不易精量控制、水肥利用率低等問題,設(shè)計(jì)了基于負(fù)水頭供液的決策方法和系統(tǒng),采用溫室基質(zhì)栽培番茄負(fù)水頭耗液量作為精量決策指標(biāo),通過自動(dòng)化滴灌系統(tǒng)對(duì)同期內(nèi)番茄常規(guī)基質(zhì)栽培行進(jìn)行3~4h的錯(cuò)時(shí)灌溉,以定時(shí)定量供液方法的番茄栽培行為對(duì)照,研究了系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、番茄產(chǎn)量和水肥利用率等問題。結(jié)果表明,基于負(fù)水頭供液決策的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)比定時(shí)定量供液系統(tǒng)的單株產(chǎn)量提高了6.70%,水、肥量均節(jié)省28.13%。通過試驗(yàn)得出該系統(tǒng)運(yùn)行良好,可根據(jù)番茄日需水規(guī)律適量、及時(shí)、精準(zhǔn)地供給營(yíng)養(yǎng)液。
2014, 45(S1):155-161. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.025
摘要:系統(tǒng)分析了篩孔尺寸、靜置時(shí)間、振蕩浸提時(shí)間3個(gè)主要參數(shù)對(duì)硝酸根離子選擇電極檢測(cè)準(zhǔn)確度的影響。首先經(jīng)單因素試驗(yàn)確定出各參數(shù)的調(diào)控水平范圍,進(jìn)而基于Box-Behnken原理設(shè)計(jì)了3因素3水平中心組合試驗(yàn),利用響應(yīng)面法建立了以3因素為自變量、平均相對(duì)誤差RTX-E為響應(yīng)的回歸模型。結(jié)果表明:各因素影響次序?yàn)殪o置時(shí)間>振蕩浸提時(shí)間>篩孔尺寸;篩孔尺寸和靜置時(shí)間的耦合作用顯著;當(dāng)篩孔尺寸為2mm、靜置時(shí)間為1.4h、振蕩浸提時(shí)間為22min時(shí),模型預(yù)測(cè)結(jié)果較好,驗(yàn)證集土樣平均相對(duì)誤差小于7.5%,可實(shí)現(xiàn)對(duì)前處理參數(shù)影響的分析和預(yù)測(cè)。
賀 新 , 楊培嶺 , 任樹梅 , 程滿金 , 張義強(qiáng) , 蔣光昱
2014, 45(S1):162-167. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.026
摘要:以高油酸含量的油用向日葵為試驗(yàn)材料,應(yīng)用主成分分析方法將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的加權(quán)和作為微咸水灌水效果的綜合主成分指標(biāo),并利用該指標(biāo)評(píng)價(jià)和分析灌水效果。結(jié)果表明,灌水效果綜合主成分可以代表93.29%的灌水效果變異信息,且服從正態(tài)分布,具有較好的代表性與客觀性,可用于油葵微咸水調(diào)虧灌溉的評(píng)價(jià)。河套灌區(qū)油葵微咸水灌溉的臨界礦化度為3.5g/L,最適宜進(jìn)行水分虧缺的時(shí)期為現(xiàn)蕾期。當(dāng)微咸水礦化度處于較低水平時(shí)(<3.5g/L),微咸水調(diào)虧灌溉對(duì)油葵產(chǎn)量與品質(zhì)的影響較小。當(dāng)微咸水礦化度達(dá)到3.5g/L時(shí),最為適宜的灌溉制度為現(xiàn)蕾期灌80%充分灌溉的灌水定額,其他生育期充分灌溉。
高大偉 , 任樹梅 , 楊培嶺 , 商放澤 , 馬 寧 , 石建國(guó)
2014, 45(S1):168-174. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.027
摘要:夏玉米種植期間,設(shè)置淡水和再生水2種滴灌灌水水質(zhì),無肥、尿素、硫酸銨和緩釋肥4種施肥處理。研究不同水質(zhì)、不同氮肥對(duì)農(nóng)田土壤CO2、N2O排放和夏玉米產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明:與淡水灌溉相比,再生水灌溉土壤CO2日平均排放通量平均降低12.44%,N2O日平均排放通量平均增加17.31%,但灌水水質(zhì)對(duì)CO2、N2O日平均排放通量沒有顯著影響(p>0.05);與不施肥處理相比,尿素、硫酸銨和緩釋肥處理CO2日平均排放通量分別平均增加18.67%、10.20%和2.76%,N2O日平均排放通量分別平均增加117.73%、220.21%和108.70%,施肥種類對(duì)CO2日平均排放通量沒有顯著性影響(p>0.05),但對(duì)N2O日平均排放通量影響顯著(p<0.05);與國(guó)家夏玉米生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量相比,各施肥處理產(chǎn)量平均增加19.83%,而不施肥處理平均降低0.83%,但不同水質(zhì)、施肥處理對(duì)產(chǎn)量沒有顯著影響(p>0.05)。
2014, 45(S1):175-181. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.028
摘要:試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)CO2濃度(溫室內(nèi)未增施的CO2濃度約450μmol/mol,低、中、高CO2增施濃度分別為(700±50)、(1000±50)、(1300±50)μmol/mol)和3個(gè)水分條件(低、中、高基質(zhì)含水率分別為基質(zhì)飽和含水率的35%~45%、55%~65%、75%~85%)的交互處理。結(jié)果表明,增施1000、1300μmol/mol CO2能提升番茄葉片的凈光合速率并可促使植株提早6~11d開花;中水條件下,CO2增施組比未增施組的表觀量子效率(AQY)、表觀羧化效率(ACE)顯著上升,光補(bǔ)償點(diǎn)顯著降低;高CO2濃度下,中水、高水組植株的最大凈光合速率和表觀量子效率顯著高于低水組,同時(shí)光補(bǔ)償點(diǎn)和CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于低水組;低水條件下CO2增施組植株葉片的丙二醛(MDA)含量降低,表明增施CO2可以在一定程度上緩解不利水分條件對(duì)番茄植株造成的氧化損傷;增施CO2條件下低水組比未增施條件下中水組植株的開花時(shí)間提前3~7d、第一穗果鮮質(zhì)量增加18%~44%,1000、1300μmol/mol CO2增施條件下中水組比未增施條件下高水組植株的開花時(shí)間分別提前8、10d,第一穗果鮮質(zhì)量分別增加42.8%、34.0%,表明CO2增施能提高番茄第一穗果鮮質(zhì)量水平上的水分利用效率。
2014, 45(S1):182-188. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.029
摘要:以“中雜105”番茄為試驗(yàn)材料,在日光溫室基質(zhì)栽培條件下研究了CO2增施濃度和養(yǎng)分水平對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)CO2水平,分別為不增施(C0)、(700±50)μmol/mol(C1)、(1000±50)μmol/mol(C2)、(1300±50)μmol/mol(C3);以山崎番茄配方營(yíng)養(yǎng)液濃度1個(gè)劑量(S)為基準(zhǔn)設(shè)3個(gè)養(yǎng)分水平,分別為1/2S(F1)、1S(F2)、2S(F3)。結(jié)果表明:在相同CO2處理?xiàng)l件下,提高養(yǎng)分有利于番茄莖粗、葉片SPAD值、植株干、鮮質(zhì)量和第一穗果質(zhì)量的增加,并使開花日期提前;在相同養(yǎng)分處理?xiàng)l件下,增施CO2可以顯著增加番茄的莖粗、葉片SPAD值、植株干、鮮質(zhì)量和第一穗果質(zhì)量,顯著降低第一花序節(jié)位,并使開花日期提前;增施(1000±50)μmol/mol和(1300±50)μmol/mol的CO2可以顯著提高葉片中氮含量。中低養(yǎng)分條件下,增施(1000±50)μmol/mol CO2即可使番茄第一花序節(jié)位降低1.0個(gè)節(jié)位、開花日期提早5~8d,還使第一穗果質(zhì)量顯著高于對(duì)照。高養(yǎng)分條件下,增施(1300±50)μmol/mol CO2的處理番茄第一花序節(jié)位最低,比對(duì)照(C0F3)降低1.7個(gè)節(jié)位,開花日期最早,比對(duì)照提前10d,第一穗果質(zhì)量最大,比對(duì)照高出24.15%。番茄的第一花序節(jié)位、開花日期和第一穗果質(zhì)量對(duì)CO2響應(yīng)的程度依賴于養(yǎng)分水平,高養(yǎng)分使這些指標(biāo)對(duì)CO2響應(yīng)的程度提高。綜合各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo),C3F3處理番茄莖粗最大、第一花序節(jié)位最低、開花最早,是最優(yōu)水平組合。
鄭智旗 , 王樹東 , 何 進(jìn) , 王慶杰 , 李洪文 , 張祥彩
2014, 45(S1):189-195. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.030
摘要:通過設(shè)置在北京市大興區(qū)青云店鎮(zhèn)的不同耕作措施試驗(yàn),利用靜態(tài)箱-氣相色譜法對(duì)2季冬小麥(2011年10月—2012年7月和2012年10月—2013年7月)各關(guān)鍵生育期內(nèi)CO2、CH4的排放通量進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明:免耕(NT)、深松(ST)、旋耕(RT)、傳統(tǒng)耕作(CT)4種耕作措施下,冬小麥農(nóng)田土壤總體表現(xiàn)為CO2源和CH4匯的功能,且CO2和CH4都有明顯的日變化和季節(jié)變化特征。CO2日排放通量最高峰出現(xiàn)在0:00,最低峰出現(xiàn)在10:00;CO2季節(jié)排放通量最高峰出現(xiàn)在冬小麥播種期和收獲期,最低峰出現(xiàn)在越冬期。CH4日排放和季節(jié)排放通量變化特征差異顯著,但沒有明顯的變化規(guī)律。CO2排放通量與0~20cm各土層土壤溫度呈正相關(guān),與0~30cm各土層土壤質(zhì)量含水率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。CH4排放通量與0~20cm各土層土壤溫度呈正相關(guān)關(guān)系。4種耕作處理下,冬小麥農(nóng)田CO2的季節(jié)平均排放通量為:傳統(tǒng)耕作>旋耕>深松>免耕,CH4的季節(jié)平均吸收通量為:旋耕>傳統(tǒng)耕作>免耕>深松。免耕相對(duì)于旋耕和傳統(tǒng)耕作農(nóng)田CO2季節(jié)平均排放通量降低了23.3%~27.1%;旋耕、傳統(tǒng)耕作相對(duì)于免耕和深松CH4的季節(jié)平均吸收量增加了20%以上。因此,在京郊冬小麥農(nóng)田,4種耕作措施(NT、ST、RT和CT)均能不同程度地增加CH4的吸收量,同時(shí),采用免耕能進(jìn)一步降低農(nóng)田CO2排放量。
2014, 45(S1):196-201. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.031
摘要:以油菜秸稈為研究對(duì)象,基于同步熱分析、紅外和質(zhì)譜(TG/DSC-FTIR-MS)聯(lián)用技術(shù),系統(tǒng)研究了恒定升溫速率下不同氣流速率和樣品粒徑油菜秸稈的動(dòng)態(tài)燃燒特性,并對(duì)其主要?dú)怏w產(chǎn)物進(jìn)行了定性和定量表征分析。研究結(jié)果表明:油菜秸稈在設(shè)定的不同因素水平條件下燃燒特性無顯著差異,在燃燒階段均析出較大量氣體,主要包括大量的CO2以及少量NOx、SO2、HCl等氣體,產(chǎn)生量依次遞減,且氣體隨時(shí)間釋放特性與熱失重速率特性具有一致的對(duì)應(yīng)關(guān)系?;赥G/DSC-FTIR-MS聯(lián)用技術(shù)定量模擬研究油菜秸稈動(dòng)態(tài)燃燒特性和氣體排放特性,可為油菜秸稈環(huán)境友好型高效能源化利用提供方法學(xué)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
2014, 45(S1):202-206. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.032
摘要:選用北京市大興區(qū)玉米秸為主原料,混配小麥秸、花生殼, 利用熱重儀研究混配物料的燃燒特性,并采用Coats-Refern法研究其燃燒動(dòng)力學(xué)特性,為農(nóng)作物秸稈固體成型與燃燒提供實(shí)踐與理論數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn),3試樣燃燒都有2個(gè)明顯的峰值,燃燒過程可分為水分蒸發(fā)干燥、揮發(fā)分析出及燃燒、固定碳燃燒和燃盡4個(gè)基本階段,在整個(gè)燃燒階段有較大的重疊區(qū)域。添加花生殼的混配物料,其燃燒特性及動(dòng)力學(xué)參數(shù)受花生殼的影響較大,而添加小麥秸影響較小。
李道義 , 王曉燕 , 景全榮 , 司偉偉 , 李 進(jìn) , 李樹君
2014, 45(S1):207-212. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.033
摘要:利用前期研制的秸稈基育苗缽生產(chǎn)試驗(yàn)系統(tǒng),以低聚木糖生產(chǎn)廢渣為主要原料,采用干法熱壓成型工藝,進(jìn)行了育苗缽制備試驗(yàn),以原料成本為指標(biāo)優(yōu)化了原料配比,以力學(xué)強(qiáng)度為指標(biāo)優(yōu)化了工藝參數(shù),并對(duì)成型苗缽性能進(jìn)行了檢測(cè)。研究結(jié)果表明,成型配方適宜的低聚木糖生產(chǎn)廢渣、麥麩、膠黏劑、脫模劑質(zhì)量比為68∶26∶6.3∶1;最佳工藝參數(shù)為上模具溫度180℃,一次壓力180MPa,一次保壓時(shí)間4.5s,此條件下,育苗缽干強(qiáng)度為2251N,濕強(qiáng)度為417N。相對(duì)于玉米芯,低聚木糖生產(chǎn)廢渣具有高木質(zhì)素含量和低半纖維素含量,使得育苗缽具有更高力學(xué)強(qiáng)度和更低吸水性。育苗缽生物降解性能較好,霉菌侵蝕試驗(yàn)結(jié)果為Ⅴ級(jí)。
2014, 45(S1):213-218. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.034
摘要:為解決自然環(huán)境劇烈變化條件下,傳統(tǒng)光伏最大功率跟蹤控制中存在的控制精度低和誤跟蹤現(xiàn)象,建立了基于最小二乘支持向量機(jī)的最大工作點(diǎn)電壓預(yù)測(cè)模型,通過該模型預(yù)測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大工作點(diǎn)電壓,并用預(yù)測(cè)電壓來修正恒電壓控制法的參考電壓,從而實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制。仿真結(jié)果表明預(yù)測(cè)模型具有較高的精度,相對(duì)誤差在0.04以內(nèi),控制方法能夠快速、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤,有效避免誤跟蹤現(xiàn)象。
王 輝 , 王志強(qiáng) , 劉 剛 , 張志豪
2014, 45(S1):219-224. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.035
摘要:研究了N-辛基吡啶六氟硝磷酸鹽(N-octylpyridinum hexafluorophosphate,OPFP)離子液體與新型碳納米材料石墨烯(Graphene,GR)復(fù)合膜修飾玻碳電極,制備了一種新型的IL/GR/GCE電極用于檢測(cè)蘆丁香茶和藥片中蘆丁的濃度。并通過循環(huán)伏安法、阻抗譜和方波伏安法研究蘆丁在IL/GR/GCE的電化學(xué)性能,表明離子液體優(yōu)良的導(dǎo)電和粘合性能及石墨烯納米材料大比表面積、高電子傳遞能力和強(qiáng)催化能力,極大地提高了電極電化學(xué)性能和檢測(cè)響應(yīng)。在最優(yōu)檢測(cè)條件下,方波伏安法測(cè)定發(fā)現(xiàn)其峰電流與蘆丁濃度在0.05~11μmol/L范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,線性相關(guān)系數(shù)0.997,檢測(cè)下限為0.01μmol/L(S/N為3)。將該修飾電極用于檢測(cè)實(shí)際樣品中蘆丁的含量,表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾能力和良好的穩(wěn)定性。
2014, 45(S1):225-229. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.036
摘要:采用體外消化與Caco-2 細(xì)胞模型相結(jié)合的方法,研究了乳清蛋白濃縮物(WPC)中性酶解產(chǎn)物經(jīng)超濾后獲得的各組分對(duì)強(qiáng)化鐵生物利用率的影響;采用Sephadex G-25 凝膠層析法對(duì)WPC的中性酶解產(chǎn)物的消化產(chǎn)物進(jìn)行分離,并用Caco-2 細(xì)胞模型評(píng)價(jià)了分離后各組分對(duì)鐵吸收的影響。結(jié)果表明,WPC中性酶解產(chǎn)物的各組分中,低分子量的組分(分子量小于10kDa)可以有效提高鐵的生物利用率。組分3kR(分子量在3~10kDa之間)和3kF(分子量小于3kDa)與鐵一起攝入時(shí),鐵的生物利用率分別達(dá)到23.32%、24.23%,顯著高于WPC(2.58%)。鐵的吸收率和生物利用率顯著相關(guān),而滲透率與生物利用率之間沒有顯著相關(guān)性;WPC中性酶解產(chǎn)物消化產(chǎn)物的各組分中,分子量小于1kDa 的組分將鐵的吸收率提高到90.47%,顯著高于空白(25.13%)。而分子量為1~5kDa 的一個(gè)組分會(huì)抑制鐵的吸收。
2014, 45(S1):230-235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.037
摘要:對(duì)親水膠體在冷凍面包面團(tuán)中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明:黃原膠、阿拉伯膠和酪蛋白酸鈉均可明顯增強(qiáng)面團(tuán)的抗拉伸性,其中,黃原膠的作用最強(qiáng),可使新鮮面團(tuán)與冷凍面團(tuán)的最大拉伸阻力比對(duì)照分別增加76%和58%;黃原膠和阿拉伯膠的添加還顯著提高了面團(tuán)酵母發(fā)酵力,相比對(duì)照,兩者的新鮮和冷凍面團(tuán)分別提高了119%、208%及83%、113%。3種膠體的應(yīng)用均可減少冷凍面團(tuán)的可凍結(jié)水含量。親水膠體對(duì)面包品質(zhì)也有影響,其中,阿拉伯膠對(duì)面包品質(zhì)有改善作用。
2014, 45(S1):236-240. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.038
摘要:利用高壓脈沖電場(chǎng)從河蚌中輔助提取河蚌多糖來提高多糖得率。進(jìn)行了單因素試驗(yàn)和Box-Behnken設(shè)計(jì)試驗(yàn),結(jié)果表明,電場(chǎng)強(qiáng)度和脈沖數(shù)對(duì)河蚌多糖得率影響顯著,通過建立多糖得率與各影響因子之間關(guān)系的回歸數(shù)學(xué)模型,確定高壓脈沖電場(chǎng)輔助提取河蚌多糖的最佳工藝參數(shù)為電場(chǎng)強(qiáng)度25kV/cm、脈沖數(shù)8、液料比40mL/g,此時(shí)處理2g樣品所得多糖占樣品濕質(zhì)量的4.99%。與超聲波提取河蚌多糖對(duì)比試驗(yàn)表明,高壓脈沖電場(chǎng)輔助提取河蚌多糖的得率較超聲波提取提高了11.9%,且其處理時(shí)間較短。
婁 正 , 劉 清 , 師建芳 , 趙玉強(qiáng) , 高振江
2014, 45(S1):241-246. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.039
摘要:Chinese jujube originated in China and has a long historical standing. China is the only country which can produce a great amount of Chinese jujube in the world. Modern research showed that the nutrition of Chinese jujube is abundant. Chinese jujube has great medicinal and food value, with high economic value and good prospects for development. Shrinkage characteristics of dates generally refer to volume shrinkage characteristics of whole dates. Large fruit and plump grain appearance of dates is the first choice of consumers to buy elements. The volume of dried jujube points to the consumer’s heart, and is an important indicator of consumers whether to buy. Jujube processing enterprises grade the date in accordance with its size, different grades dates have different value and price. Therefore, drying is the most important steps during the dates processing as it affects directly the quality of the product, and the shrinkage characteristics is the most important quality characteristic of Chinese jujube after drying. However, the traditional natural desiccation and desiccation in the drying room of the red dates has many problems. The conventional drying method for Chinese jujube has some disadvantages of severe shrinkage, long drying time and large energy consumption etc. Therefore, in order to improve the quality of dried Chinese jujube and reduce the shrinkage, it is imperative to replace the traditional drying method with the modern technologies. Air impingement drying technology was applied to dry Chinese jujube. The drying characteristics of shrinkage, moisture effective diffusivity considering shrinkage characteristics and the activation energy of Chinese jujube shrinkage were investigated under different air temperatures (55, 60, 65 and 70℃) and air velocities (6, 9, 12 and 15m/s). The dynamic changes of the regular pattern for the shrinkage characteristic of Chinese jujube in the air impingement drying process were studied, the results showed that the volume relative shrinkage ratio of Chinese jujube appeared to increase and then decrease with the increase of air temperature and air velocity. Considering shrinkage characteristics, the moisture effective diffusivity of Chinese jujube in the air impingement drying process through the Fick’s second law was obtained. The diffusivity appeared to increase and then decrease with the decrease in moisture content in dry basis of Chinese jujube. The Arrhenius equation calculated the shrinkage activation energy of the Chinese jujube was 1281kJ/mol. This research provided technical basis for shrinkage characteristics of Chinese jujube using air impingement drying technology.
2014, 45(S1):247-251. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.040
摘要:針對(duì)熱泵除濕干燥系統(tǒng)因降溫除濕致使干燥介質(zhì)熱空氣溫度偏低,影響稻谷干燥速率和能耗,在熱泵蒸發(fā)器兩側(cè)設(shè)計(jì)一套分離式熱管換熱器,對(duì)環(huán)境空氣進(jìn)行預(yù)冷卻和預(yù)加熱,在不增加能耗的前提下,提高了熱泵除濕系統(tǒng)的除濕量和干燥空氣的溫度。試驗(yàn)研究表明當(dāng)環(huán)境溫度為27℃、空氣相對(duì)溫度為60%~78%時(shí),熱管換熱器對(duì)應(yīng)降低除濕能耗28.4%~9.6%。在環(huán)境溫度為26.2℃、空氣相對(duì)濕度為80.2%時(shí),熱管輔助熱泵除濕稻谷干燥能耗為1560kJ/kg,相對(duì)熱泵除濕干燥系統(tǒng)節(jié)能18.2%。
王糧局 , 張鐵中 , 褚 佳 , 楊 麗 , 張 潔 , 段運(yùn)紅
2014, 45(S1):252-258. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.041
摘要:針對(duì)目前草莓果實(shí)視覺識(shí)別中的定位重疊和被遮擋果實(shí)的算法復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng),末端執(zhí)行器對(duì)定位精度要求高且無法采摘重疊果實(shí)和被遮擋果實(shí)等問題,設(shè)計(jì)了一次可采摘多粒果實(shí)的大容差末端執(zhí)行器。該末端執(zhí)行器采用從下向上攏起果實(shí)、在避開障礙后再進(jìn)行夾持和切割果梗的采摘方式,主要由機(jī)械爪攏夾切斷機(jī)構(gòu)和壟壁仿形機(jī)構(gòu)組成。將末端執(zhí)行器安裝在采摘機(jī)械臂上進(jìn)行了果實(shí)采摘試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:該末端執(zhí)行器在定位誤差±7mm范圍內(nèi)都能完成采摘,容差范圍大;無需進(jìn)行重疊成熟果實(shí)的分割和目標(biāo)果梗位置的計(jì)算,可一次采摘3粒重疊成熟草莓;對(duì)含1、2、3粒果實(shí)的果實(shí)域,采摘一次平均耗時(shí)分別為2.00、2.13、2.28s,采摘成功率不低于97.7%。
2014, 45(S1):259-264. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.042
摘要:基于葫蘆科營(yíng)養(yǎng)缽苗的“貼接法”嫁接技術(shù),設(shè)計(jì)了由穗木夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、穗木切削機(jī)構(gòu)、砧木夾持搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、砧木旋切機(jī)構(gòu)、嫁接夾自動(dòng)排列輸送機(jī)構(gòu)、嫁接缽苗自動(dòng)排列擺放機(jī)構(gòu)組成的葫蘆科營(yíng)養(yǎng)缽苗單人操作嫁接機(jī)器人。通過試驗(yàn)得出,該機(jī)器人的理論嫁接速度可達(dá)440株/h,實(shí)際操作嫁接速度達(dá)到285株/h,嫁接成功率為92%,與同類型的雙人操作營(yíng)養(yǎng)缽苗嫁接機(jī)相比,人均作業(yè)效率提高36%。增加了嫁接缽苗的后續(xù)自動(dòng)排列擺放機(jī)構(gòu),提高了嫁接生產(chǎn)自動(dòng)化程度。
何 潔 , 孟慶寬 , 張 漫 , 仇瑞承 , 項(xiàng) 明 , 杜尚豐
2014, 45(S1):265-270. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.043
摘要:為了實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地提取作物行基準(zhǔn)線,提出了一種將邊緣檢測(cè)和掃描濾波(Boundary detection and scan filter, BDSF)相結(jié)合的基準(zhǔn)線提取方法。首先對(duì)RGB顏色空間采用G-R顏色特征因子進(jìn)行圖像灰度化,再采用最大類間方差法(OSTU)對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割,得到二值化圖像,獲取較好的作物信息。然后分別對(duì)圖像的底端和頂端部分進(jìn)行垂直投影,獲取作物行的位置,形成一個(gè)包含作物行直線的條形框;在這個(gè)條形框內(nèi),再用等面積的小條形框?qū)D像進(jìn)行掃描并統(tǒng)計(jì)有效點(diǎn)的個(gè)數(shù)。最后根據(jù)掃描的結(jié)果來提取導(dǎo)航線。試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)比Hough算法和最小二乘法(Least square method, LSM),BDSF算法處理一幅分辨率為640像素×480像素的圖像,平均耗時(shí)為67ms,與LSM算法耗時(shí)相當(dāng),精度接近Hough算法;并且在雜草和株數(shù)稀缺情況下具有良好的適應(yīng)性,能夠快速準(zhǔn)確地提取作物行基準(zhǔn)線。
2014, 45(S1):271-275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.044
摘要:為有效提高GNSS(Global navigation satellite system)控制土地平整的工作效率,提出了基于導(dǎo)航技術(shù)的GNSS平地作業(yè)路徑實(shí)時(shí)規(guī)劃與輔助決策方法。通過拉力傳感器實(shí)現(xiàn)了平地作業(yè)中鏟車載荷的實(shí)時(shí)檢測(cè),利用數(shù)學(xué)建模的方法,建立了拖拉機(jī)平地作業(yè)行駛過程的路徑實(shí)時(shí)規(guī)劃與導(dǎo)航模型。通過拉力傳感器實(shí)時(shí)采集鏟車載荷反饋值,根據(jù)拖拉機(jī)行駛目標(biāo)區(qū)域的地勢(shì)情況,以避免鏟車過載和空載為原則,確定拖拉機(jī)的行駛目標(biāo)點(diǎn),解算出拖拉機(jī)行駛的轉(zhuǎn)向角,實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)導(dǎo)航平地作業(yè)。農(nóng)田平地試驗(yàn)結(jié)果分析表明,該方法能夠較好地實(shí)時(shí)規(guī)劃路徑并提供導(dǎo)航方向,引導(dǎo)拖拉機(jī)高效地平地作業(yè);基于該方法的平地作業(yè),其鏟車的過載或空載率總和不大于6.9%,遠(yuǎn)低于未使用導(dǎo)航時(shí)的平地情況。
2014, 45(S1):276-280. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.045
摘要:為快速、準(zhǔn)確檢測(cè)生菜葉內(nèi)的磷含量,提出了應(yīng)用光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量法無損檢測(cè)生菜葉內(nèi)磷含量的方法。通過獲取不同施磷量下生菜葉片于波長(zhǎng)350~2500nm處的反射光譜,對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行5點(diǎn)平滑和一階導(dǎo)數(shù)變換后,利用聯(lián)合區(qū)間偏最小二乘算法(siPLS)提取了與生菜葉磷元素相關(guān)的4個(gè)特征波段,即950~1070nm, 1430~1549nm,1906~2025nm和2144~2263nm。進(jìn)一步利用連續(xù)投影算法(SPA)對(duì)全光譜波段和4個(gè)特征波段進(jìn)行特征波長(zhǎng)提取,分別篩選出變量63個(gè)和25個(gè)。分別對(duì)4個(gè)特征波段、63個(gè)和25個(gè)特征波長(zhǎng)進(jìn)行主成分降〖JP2〗維,當(dāng)主成分?jǐn)?shù)分別為7、5和4時(shí),隱含層神經(jīng)元數(shù)分別為7、5和3時(shí),建立了siPLS+BPANN,SPA+BPANN,siPLS+〖JP〗SPA+BPANN生菜葉磷含量檢測(cè)模型。研究結(jié)果表明:siPLS+SPA+BPANN模型的預(yù)測(cè)結(jié)果優(yōu)于其他模型,驗(yàn)證集相關(guān)系數(shù)為0.911,驗(yàn)證均方根誤差為479mg/kg。
劉會(huì)貴 , 趙德安 , 孫月平 , 張 軍 , 吳 波
2014, 45(S1):281-286. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.046
摘要:為了滿足河蟹養(yǎng)殖對(duì)水草定期修剪清理的要求以及提高水草收割的效率,設(shè)計(jì)了一種基于ARM的中小型智能化GPS自主導(dǎo)航的水草清理船,闡述了其割收一體化的機(jī)械結(jié)構(gòu)與工作原理,以及無舵明輪推進(jìn)器、回旋式切割裝置、割深自動(dòng)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。采用智能移動(dòng)機(jī)器人PI與PD控制和高精度GPS導(dǎo)航控制等技術(shù),設(shè)計(jì)了其GPS自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該船的直線航跡誤差控制在±30cm范圍內(nèi)。在滿足收割要求的基礎(chǔ)上,能夠有效避免偏航導(dǎo)致的重復(fù)切割或漏割。
2014, 45(S1):287-295. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.047
摘要:針對(duì)目前獼猴桃采后人工分級(jí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、自動(dòng)分級(jí)成本高等問題,通過機(jī)械分離輸送、圖像采集與處理、智能控制等技術(shù),研制了一套實(shí)用的獼猴桃自動(dòng)分級(jí)設(shè)備。該設(shè)備包括單行定位輸送系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、分級(jí)執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng),通過多特征提取和融合分級(jí)的方法對(duì)獼猴桃實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)分級(jí),同時(shí)在線監(jiān)控參數(shù)。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,該設(shè)備按體積、形狀、表面缺陷特征分級(jí)的準(zhǔn)確率分別可達(dá)88.9%、91%、94%,融合分級(jí)的準(zhǔn)確率可達(dá)86%。
2014, 45(S1):296-301. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.048
摘要:設(shè)計(jì)了一種能模擬齊口裂腹魚自然生長(zhǎng)環(huán)境的智能設(shè)施魚池。魚池采用水泥結(jié)構(gòu),通過進(jìn)排水、水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)傳感器、ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)魚池微水流效果和水質(zhì)參數(shù)智能監(jiān)控?;?2位嵌入式微控制器和WinCE 6.0嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)出PDA形式的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),并移植嵌入式SQlite數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)管理,利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,得出控制指令,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。試驗(yàn)結(jié)果表明,ZigBee網(wǎng)絡(luò)平均丟包率為0.52%,微水流流速誤差控制在±1.8cm/s范圍內(nèi),溫度誤差控制在±0.5℃范圍內(nèi),溶解氧質(zhì)量濃度誤差控制在±0.4mg/L范圍內(nèi),pH值誤差控制在±0.3范圍內(nèi),智能設(shè)施魚池各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)完全滿足齊口裂腹魚養(yǎng)殖環(huán)境要求,網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控可適用于不同規(guī)模養(yǎng)殖廠。
武廣偉 , 付衛(wèi)強(qiáng) , 董建軍 , 叢 岳 , 孟志軍
2014, 45(S1):302-308. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.049
摘要:針對(duì)我國(guó)缺乏農(nóng)田水渠開溝專用裝備的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了1KY-40型液壓驅(qū)動(dòng)農(nóng)田水渠開溝機(jī)。該設(shè)備采用牽引式結(jié)構(gòu),開溝作業(yè)的動(dòng)力由獨(dú)立的液壓系統(tǒng)提供,利用液壓馬達(dá)帶動(dòng)開溝刀盤旋轉(zhuǎn),開溝刀盤能同時(shí)實(shí)現(xiàn)切土和拋土的功能,開挖出梯形截面水渠。同時(shí),設(shè)備集成了GPS拖拉機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng),提高了開溝直線度。田間試驗(yàn)結(jié)果表明,在土壤含水率15.8%,土壤堅(jiān)實(shí)度0.31MPa情況下,樣機(jī)作業(yè)速度能夠達(dá)到0.12m/s,開溝深度407mm,梯形斷面的溝面寬度984 mm,溝底寬度305mm,開溝深度穩(wěn)定性可以達(dá)到97.1%,在使用拖拉機(jī)GPS自動(dòng)導(dǎo)航的情況下,開溝最大直線偏差能控制在90mm以內(nèi),機(jī)具能夠穩(wěn)定地一次性開挖梯形斷面水渠,設(shè)備在北京、江蘇、黑龍江等地開展了田間試驗(yàn),均能在當(dāng)?shù)赝寥罈l件下完成梯形截面水渠的開溝作業(yè)。
杜建強(qiáng) , 張俊國(guó) , 郭志平 , 石文斌
2014, 45(S1):309-313. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.050
摘要:為了提高太陽能飼草干燥設(shè)備空氣集熱器對(duì)太陽能的吸收集熱效率,最大限度的利用太陽能,分析了太陽能空氣集熱器自動(dòng)跟蹤太陽技術(shù),比較了被動(dòng)跟蹤模式和主動(dòng)跟蹤模式運(yùn)行過程中的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)太陽能飼草干燥空氣集熱器提出了被動(dòng)跟蹤模式與主動(dòng)跟蹤模式相結(jié)合的單軸跟蹤結(jié)構(gòu),該跟蹤模式結(jié)合了兩種跟蹤模式的優(yōu)點(diǎn),很好地克服了兩者的不足。試驗(yàn)表明,本系統(tǒng)適用于太陽能飼草干燥,轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤精度高,工作穩(wěn)定性好,而且太陽能接收損失小,結(jié)果顯示本系統(tǒng)可使集熱器出口溫度平均提高15℃,集熱器效率得到提高,達(dá)到太陽能飼草干燥設(shè)備優(yōu)化的目的。
張成春 , 李雪麗 , 張春艷 , 章 甘 , 王現(xiàn)寶 , 王 晶
2014, 45(S1):314-318. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.051
摘要:基于毛蚶殼的表面形態(tài)特征、軟硬相間的硬度分布特征,設(shè)計(jì)了形態(tài)/材料二元耦合仿生模型,試驗(yàn)研究了影響耦合仿生表面耐沖蝕磨損性能的主次因素和最優(yōu)組合。試驗(yàn)?zāi)チ线x用80~140目的石英砂與水的混合物,磨損時(shí)間為30h,傾斜角度為30°,試樣轉(zhuǎn)速為1400r/min。試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)激光合金化、激光相變硬化處理的光滑試樣、單元形態(tài)仿生試樣和形態(tài)/材料耦合仿生試樣的耐沖蝕磨損性能與光滑試樣相比均有提高,形態(tài)/材料耦合仿生試樣的耐磨性最好。影響耦合仿生表面耐沖蝕磨損性能的主次因素依次為激光表面強(qiáng)化技術(shù)、振幅、周期和條紋方向,耦合試樣經(jīng)激光合金化處理、振幅為3mm、周期為10mm、條紋方向?yàn)榉ㄏ驎r(shí)具有最優(yōu)的耐沖蝕磨損性能。
2014, 45(S1):319-324. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.052
摘要:利用ANSYS/LS-DYNA顯式動(dòng)力分析軟件,對(duì)仿石鱉殼板的構(gòu)形單元仿生模型和構(gòu)形-凹槽形態(tài)及構(gòu)形-凸包形態(tài)二元耦合仿生模型的動(dòng)態(tài)沖蝕磨損過程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,對(duì)比分析了不同耦元對(duì)靶材抗沖蝕性能的影響規(guī)律。3種模型在整體水平上抗沖蝕性順序依次為凸包弧形板、凹槽弧形板和光滑弧形板。在弧形板峰部,凹槽的應(yīng)力分散效應(yīng)即抗沖蝕性能明顯優(yōu)于凸包;而在翼區(qū),凸包的抗沖蝕性能顯著優(yōu)于凹槽,說明石鱉殼板在進(jìn)化過程中優(yōu)化出了最佳的形態(tài)組合,即殼板峰部分布有粗大的縱肋(肋間相對(duì)形成凹槽),而翼區(qū)則分布有大量的凸包,從而可以有效抵抗強(qiáng)烈的海砂沖蝕。
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