荸荠收获机弹簧辊式泥果分离装置研制

针对荸荠收获泥果分离难、果实损伤率高的问题,根据旱地环境下荸荠采收作业需求,该研究提出一种由正反旋弹簧并排布置的荸荠收获机弹簧辊式泥果分离装置。通过对荸荠与弹簧辊的相对运动过程动力学分析,确定了影响荸荠收获泥果分离的关键因素为弹簧外径、螺距、相邻弹簧间距、高度差及弹簧转速、线径、作业速度。利用EDEM软件建立泥果混合物离散元模型,对弹簧辊结构参数与工作参数进行单因素试验,分析各因素对泥果分离效果的影响。以荸荠筛分率和土壤筛分率为指标进行二次回归正交试验,得到弹簧辊最佳参数组合为外径100 mm、螺距30 mm、间距9 mm、转速420 r/min,该参数组合下荸荠筛分率为80.00%,土壤筛分率为80.69%。进行仿真验证试验,对比试验结果与模型预测值,荸荠筛分率平均相对误差为2.09%,土壤筛分率平均相对误差为2.42%。以明果率、伤果率、破皮率、挖净率为指标开展模拟采挖试验,分析不同线径弹簧辊的泥果分离能力,确定12 mm线径弹簧兼具较好的振动筛分性能和较低的损伤率。通过实际收获试验测得作业速度0.21 m/s,作业效率0.19 m^(2)/s,碎土率75.61%,明果率82.42%,伤果率14.73%,破皮率7.01%。研究结果可为荸荠收获机研制和优化改进提供参考。

考虑倒伏与粮仓容积的再生稻头季机收路径规划

为提升机具作业效率和质量、减少土壤碾压等,该研究提出一种同时考虑作物倒伏状态、碾压面积和收获机粮仓容积的路径规划算法(harvester grain bin capacitated arc routing problem,HGBCARP)。该算法由作业信息处理模块和作业路径规划模块组成,作业信息处理模块将农田边界、卸粮点位置、作物倒伏方向及面积、位置等信息转化成可处理的数据形式并传输给路径规划模块,然后由路径规划模块进行作业行方向划分、作业行遍历顺序寻优、转弯方式生成、碾压面积计算等,最终得到最优路径规划结果。采用改进遗传算法,分别以3种再生稻收获机、2种传统水稻收获机和3种不同田块为对象,以行驶路径长度、碾压面积、收获粮食量为评价指标,采用回转式收获路径和HGBCARP式收获路径规划开展对比试验。结果表明,HGBCARP式比回转式收获路径碾压面积每公顷减少11.79%~27.20%,可使倒伏的机收头季稻增收1.64%~1.95%;同时在3种不同田块条件下进行仿真试验,HGBCARP式比回转式收获路径可使碾压面积每公顷减少7.25%~20.09%。使用电动无人履带式底盘对不同收获路径进行田间模拟收获试验,HGBCARP式收获路径与传统牛耕往复式及回转式收获路径相比,碾压面积减少约11.21%~28.03%,在路径长度减少约6.81%~23.46%,验证了HGBCARP式路径规划方法的有效性,研究结果可为智能化作业路径规划研究提供参考。

脑血管造影术后使用股动脉压迫止血器患者早期活动的循证实践

目的基于最佳证据制定脑血管造影术后使用股动脉压迫止血器患者早期活动的循证实践方案,规范临床应用并评价其效果,以提高患者舒适度。方法将最佳证据制定成临床实践的审查指标应用于脑血管造影术后患者,对照组和观察组各48例患者进行审查,观察比较对照组和观察组患者的舒适度、腰背部疼痛率及术后并发症发生情况。结果证据应用后观察组患者舒适度评分高于对照组,患者腰背部疼痛评分低于对照组,2组比较差异具有统计学意义(P<0.05);对照组和观察组的术后并发症发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论基于证据制定的脑血管造影术后使用股动脉压迫止血器患者早期活动的循证实践方案可提高护士的循证能力,规范临床工作流程,有效提高患者舒适度,减轻了患者腰酸背痛。

大麻素用于镇痛的研究进展

大麻素是一类能够激活人体大麻素受体的化合物,包括内源性、植物源性和合成药用大麻素等3类,主要化学成分为四氢大麻酚和大麻二酚。大麻素通过内源性大麻素系统(ECS)调节患者情绪、感知和疼痛,在慢性非癌性疼痛、癌痛及急性疼痛治疗中具有重要意义。外源性大麻素药物的常用给药方式包括吸入、口服和经黏膜给药;不良反应包括精神健康问题、睡眠障碍和药物相互作用风险。各国指南对大麻素镇痛疗效和安全性的看法不一。本文就ECS及外源性大麻素的镇痛作用和研究进展作一综述,以期提供更多关于大麻素有效性和安全性的证据,为疼痛治疗和管理研究提供新思路。

振动挤压式荸荠收获机的设计与试验

针对旱收荸荠(Eleocharis dulcis)时人工劳动强度大、作业效率低和果土分离困难的问题,设计了一种振动挤压式荸荠收获机。通过对作业过程中荸荠土块的受力分析,确定了影响分离性能的关键参数为振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速,并根据已有经验初步确定关键参数取值范围。以振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速为影响因素,以土层破碎率为评价指标,利用Design-Expert 10.0设计CCD中心组合试验,通过RecurDyn-EDEM耦合进行仿真,确定当振动板振幅为33.04 mm、振动板振频6.63 Hz、钉齿辊转速336.72 r/min时,存在较优破碎效果,土层破碎率为93.58%。以振动板实际振幅32.41 mm、振频6.5 Hz,钉齿滚转速330 r/min进行田间验证试验,结果显示,实际土层破碎率93.54%、明荠率80.33%、损伤率28.08%,碎土效果好,与仿真结果拟合度高。试验结果表明,通过增强土层破碎效果进而提高果土分离程度,使得分离后的荸荠抛撒在表层,便于人工捡拾。

顶钵-夹茎组合式取苗装置设计与试验

针对现有钵苗自动移栽技术中,夹钵式取苗方式受钵体强度及盘根性差异影响易导致钵体破损,降低取苗成功率,夹茎式取苗方式受茎秆强度及钵体与穴盘之间黏附力影响易造成伤苗、钵体不能取出等问题,该研究提出了一种顶钵-夹茎组合取苗方式,并进行了结构设计、装置试制与试验优化。对辣椒穴盘苗茎秆和钵体力学特性进行了测试,得到茎秆拉伸和径向压缩力学特性,及钵体拉拔与压缩力学特性,并建立了顶钵-夹茎组合式取苗装置在顶与夹过程中钵体和茎秆的受力模型,对取苗装置关键参数进行了设计。搭建试验台架,以“中农绿亨线椒363”穴盘苗为对象,以钵体含水率、取苗频率和顶钵高度为影响因素开展正交试验,结果表明经顶钵-夹茎取苗后的穴盘苗生长状态良好,确定最优水平为含水率45%,取苗频率60株/min,顶钵高度10 mm,该条件下钵体破损率为1.98%,取苗成功率为98%。田间试验表明平均取苗成功率为93.05%,株距合格率为88.17%。研究可为辣椒、番茄等旱地作物穴盘苗移栽技术改进优化提供参考。

受体动脉不同临时阻断策略在烟雾病颞浅动脉-大脑中动脉搭桥术中的应用比较

目的探讨颞浅动脉-大脑中动脉端侧吻合术中不同临时阻断技术的效果及可靠性。方法回顾性分析2015年1月—2023年4月南方医科大学南方医院神经外科收治的接受直接搭桥术治疗的烟雾病患者资料,根据临时阻断策略的不同将患者分为3组:①有垫片、多阻断夹阻断组(multi-clips+rubber pad group,M+R组);②无垫片、多阻断夹阻断组(multi-clips group,M组);③无垫片、单阻断夹阻断组(single-clip group,S组)。比较组间临时阻断时间、受体动脉切开后有无渗血、术中穿支血管损伤以及术后新发脑梗死情况。结果共355例患者、360个大脑半球纳入分析,按大脑半球统计患者360例,其中男性188例,女性172例,平均年龄为(43.8±0.7)岁。其中M+R组45例,M组191例,S组124例。3组平均阻断时间:M+R组为(37.9±9.8)min,M组为(20.9±9.0)min,S组为(11.0±3.5)min,组间差异有统计学意义(P<0.001)。阻断后受体动脉管腔内渗血以及术中穿支血管损伤发生率:M+R组为8.89%(阻断后受体动脉渗血4例),M组为14.66%(阻断后受体动脉渗血19例,术中穿支血管损伤8例,临时阻断部位有血栓形成1例),S组为5.65%(阻断后受体动脉渗血7例),组间差异无统计学意义(P>0.05)。术后新发脑梗死发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论单阻断夹阻断策略安全、有效,能显著缩短临时阻断时间,可以优先考虑作为颞浅动脉-大脑中动脉端侧吻合过程中的临时阻断策略。

履带浮筒式挖藕机滑橇支承装置设计与试验

针对履带挖藕机行驶阻力大和下陷深的问题,该研究设计了一种滑橇支承装置,该装置安装于底盘两侧,由液压驱动其上下运动调节所在位置,可辅助支撑底盘,从而降低履带接地压力和下陷深度以改善通过性。为明确增加滑橇支承装置后底盘行驶性能的变化,以履带浮筒式挖藕机底盘为对象,建立底盘行驶阻力和牵引力模型,对土壤与滑橇前端破土面间的挤压受力进行理论分析。以前进阻力为指标,建立原尺寸三分之一的滑撬比例模型,利用EDEM软件开展单因素仿真试验,获得滑切角、斜切角、行进速度和下陷深度对前进阻力的影响规律。以滑切角、斜切角、行进速度为影响因素开展Box-Behnken中心组合试验,结果表明,滑切角40°、斜切角70°、行进速度0.1 m/s时前进阻力最小,仿真模拟与台架试验结果分别为66.09和82.28 N。开展采用滑撬支承装置前后的履带浮筒式挖藕机田间行驶性能对比试验,结果显示,采用滑撬支承装置前后行驶马达阻力矩降低6.51%,底盘下陷深度降低7.64%,整机通过性得到提高。研究结果可为水田地面机器系统行走装置设计及其工作机理研究提供参考。

基于新农科新工科融合的农业机械化及其自动化专业课程体系改革

随着我国乡村振兴战略的实施,产业转型升级过程中对农业机械化及其自动化专业人才的创新能力和综合能力的要求不断加强,而现有的农机化课程体系设置不能适应新经济和新业态的需求。在新农科建设需求和新工科发展背景下,从农业机械化及其自动化专业人才培养理念、课程体系建设途径等方面进行了研究与实践,设计了课程体系改革方案,构建了跨学科多元交叉融合特色鲜明的课程新体系,以培养综合素质高的现代农业领军人才。

考虑滑移滑转的双电机履带底盘路径跟踪算法

针对履带底盘田间作业时由于土壤松软、田面不平整导致履带滑移滑转、自动导航路径跟踪精度低的问题,该研究提出了考虑滑移滑转的履带底盘路径跟踪算法,基于履带底盘运动学模型推导出表征滑移滑转特性的转向半径修正系数,并设计了一种基于预瞄模型的模糊控制路径跟踪算法。该方法在纯模糊控制基础上通过预瞄模型确定预瞄点,进而得到横向偏差与航向偏差,同时在常规模糊控制器中引入转向半径修正系数,建立横向偏差、航向偏差、转向半径修正系数三输入模糊控制器。以双电机履带底盘为控制对象,采用高精度RTK-GNSS和MTi-30惯性传感器获取底盘实时位姿信息与角速度信息,进行组合导航。开展了三输入模糊控制器田间U型路径跟踪试验,结果表明,三输入模糊控制器的直线跟踪最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为12.0、3.6和4.4 cm;三输入模糊控制的曲线跟踪最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为21.3、8.6和8.4 cm;为进一步确定本研究算法在履带出现滑移滑转时对路径跟踪精度的提升效果,开展了常规模糊控制器与三输入模糊控制器曲线路径跟踪对比试验,结果表明:当作业速度为0.6 m/s时,常规模糊控制器的最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为31.1、8.3和10.2 cm,三输入模糊控制器的最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为22.4、7.4和9.1 cm,相较于常规模糊控制器,路径跟踪精度分别提高了27.95%、10.84%和10.78%,所设计的三输入模糊控制器可有效降低履带滑移滑转的影响,增强导航系统的控制性能,可为履带底盘在田间松软土壤环境下高精度导航作业提供参考。

莲藕表皮力学特性试验研究

【目的】探究莲藕机械去皮技术,对用于深加工的主藕体外部形状以及表皮力学特性进行了试验研究。【方法】以广泛种植的鄂莲5号主藕体为对象,测量其外形轮廓并进行了统计分析。采用质构仪,以去皮切削极限力为评价指标,以切削方向、取样部位、加载速度为试验因素,开展了全因素试验;以拉伸断裂极限强度为评价指标,以取样部位、拉伸方向为影响因素,开展了全因素试验。【结果】三节主藕体长、宽、高为98.16~238.57 mm、62.51~91.11 mm、57.57~86.48 mm,表皮湿基含水率为80.46%~86.28%;莲藕不同截面孔边距以及内凹外观特性呈现出由最大截面向两端递减的趋势,莲藕去皮厚度t应满足t<3.00 mm。轴向平均切削力分别为(9.13±1.55)、(11.31±1.48)、(12.06±1.10)N,周向平均切削力分别为(10.21±1.97)、(12.88±2.45)、(12.28±1.42)N;取样部位、加载速度对去皮切削力均影响极显著,切削方向对去皮切削力影响显著;三节主藕体藕皮轴向平均拉伸强度分别为(1.41±0.15)、(1.29±0.260)、(1.08±0.22)MPa,周向平均拉伸强度分别为(0.62±0.09)、(0.67±0.25)、(0.71±0.19)MPa;方向对藕皮拉伸强度影响极显著,藕皮轴向拉伸强度大于周向。【结论】沿周向设计仿形机械去皮机构,通过提高切削速度以减小切削阻力,提高机械去皮效率。

基于改进DenseNet和迁移学习的荷叶病虫害识别模型

病虫害的发生将会严重影响莲藕品质与产量,开展病害诊断与识别对藕田病虫害及时对症对病诊治、提升莲藕生产质量与经济效益具有重要意义。该研究以荷叶病虫害高效、准确识别为目标,提出了一种基于改进DenseNet和迁移学习的荷叶病虫害识别模型。采用分支结构对模型的浅层特征提取模块进行改进,并在Dense Block与Transition Layer中引入Squeeze and Excitation注意力机制模块和锐化的余弦卷积,最后基于Plantvillage数据集进行迁移学习,实现了91.34%的识别准确率。该研究实现了对荷叶腐败病、病毒病、斜纹夜蛾、叶腐病、叶斑病的识别,并将改进后的模型推广应用于基于无人机图像的藕田病虫害检测,实现了病害分布可视化,可对莲藕病虫害的智能化防治提供有益指导。

不同药剂对早稻二化螟的飞防效果研究

本文研究了不同药剂及其混配处理对早稻1代二化螟的飞防效果。结果表明,飞防2次后,供试6种药剂处理均未对早稻植株产生不良影响;对二化螟均具有良好的防治效果,其中以25%乙基多杀菌素WG 12 g/667m^(2)、34%乙多·甲氧虫SC 30 mL/667m^(2)、25%乙基多杀菌素WG 6 g/667m^(2)+5%阿维菌素EC 50 mL/667m^(2)、20%四唑虫酰胺SC 10 mL/667m^(2)+5%阿维菌素EC 100 mL/667m^(2)4种药剂处理的防治效果最优,株防效均达82%以上,对二化螟幼虫防效均达97%以上。建议在生产中选用上述4种药剂处理通过无人机喷雾防治早稻1代二化螟。

4BZ-800型荸荠收获机设计与试验

针对荸荠(Eleocharis dulcis)收获劳动强度大和可应用于实际生产的收获机具匮乏的问题,结合荸荠种植田土壤条件和现有人工收获方式,设计了一种应用于带水收获的自走式荸荠收获机。该机由行走系统、传动系统、旋转扰动装置、提升分离装置、收集装置等组成,整机传动系统分为液压传动部分和机械传动部分,液压传动部分为收获机行走系统和挖掘收获装置提供动力,可实现机具行走速度控制、挖掘收获装置高度调节、旋转扰动装置转速控制、提升分离装置转速控制,机械传动部分可为各级旋转扰动辊及提升分离装置间提供稳定的转速差,保障收获过程顺利进行。三级旋转扰动辊构成旋转扰动装置,实现对土壤和水分的充分扰动混合;齿形挖掘铲和升运链构成提升分离装置,完成荸荠果实的挖掘、果土分离、升运工作。田间试验结果显示,该机可一次性完成荸荠的挖掘、果土分离、升运、收集等工作,试验条件下该型荸荠收获机田间道路最大行驶速度为0.97m/s,田间差速转向最小转向半径为2.1 m,原地转向半径为1.3 m,最大爬坡角度为24.2°,果实挖净率为53.19%,损伤率4.21%。

鲜莲籽离散元仿真参数标定

【目的】确定鲜莲籽机械化加工过程中离散元仿真模型参数,为鲜莲籽机械化加工仿真试验提供数据参考。【方法】本研究利用EDEM仿真软件开展鲜莲籽离散元仿真参数标定。以产自湖北洪湖的‘太空莲36号’为试验对象,通过落种试验测定鲜莲籽实际落种的堆积角和休止角。基于Hertz-Mindlin(no slip)接触模型进行鲜莲籽落种仿真试验,以鲜莲籽堆积角和休止角的实测值与仿真值之间的误差为试验指标,通过Plackett-Burman试验确定对堆积角和休止角影响显著的接触参数,通过最陡爬坡试验确定鲜莲籽离散元模型最优接触参数组合。采用料斗进行实际落种验证试验,以莲籽落种速率为试验指标,对比实际与仿真落种验证试验莲籽落种速率,验证最优参数组合可靠性。【结果】莲籽间静摩擦系数、莲籽间滚动摩擦系数对堆积角影响极显著(P<0.01);莲籽间滚动摩擦系数对休止角影响极显著(P<0.01),莲籽间静摩擦系数、莲籽−有机玻璃静摩擦系数对休止角影响显著(P<0.05)。最优接触参数组合为莲籽间静摩擦系数0.4、莲籽间滚动摩擦系数0.02、莲籽−有机玻璃静摩擦系数0.4。落料验证试验结果表明,实际试验与仿真试验的鲜莲籽落种速率最大相对误差不超过3.65%。【结论】标定的鲜莲籽离散元仿真模型接触参数准确可靠,研究结果可为莲籽加工机械的结构优化设计提供数据参考。

海河“23·7”流域性特大洪水对防洪体系的考验与启示

根据海河“23·7”流域性特大洪水各河流的洪峰流量,揭示了本次洪水的特点,概括评估了防洪工程体系在本次防御洪水中的作用;在总结洪水对防洪体系实际考验的基础上,挖掘出以往防洪治理方针落实中的薄弱环节;针对本次拒马河下游泛区洪水淹没现实特别是涿州市及下游重要防洪保护对象的需求,分析了增建上蓄设施的作用与功能;归纳分析了5号与6号2次台风对永定河洪水的形成影响与其对未来防洪调度的启示。

焦化污染区春季VOCs的污染特征及其控制策略

在对介休焦化区和方山对照区春季大气挥发性有机化合物(VOCs)污染特征进行分析的基础上,利用等效丙烯浓度(PEC)法和最大增量反应活性(MIR)法量化了VOCs的臭氧生成潜势(OFP),利用分数气溶胶生成系数(FAC)法和二次有机气溶胶(SOAP)法计算了VOCs的二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP),采用健康风险评价法对可能会威胁人体健康的VOCs组分进行了风险评估.在此基础上,结合熵值法和正定矩阵因子(PMF)源解析模型对VOCs的优先控制物种和优先控制污染源进行了判别.结果表明,介休焦化区VOCs污染严重,总VOCs(TVOCs)浓度是方山的2.7倍.介休焦化区VOCs组成具有明显的烷烃占比低而芳香烃和烯烃占比高的特点.介休的OFP、SOAFP与健康风险都远高于方山,分别是方山的3.0、8.9和8.8倍,对介休OFP、SOAFP和健康风险影响最大的物种分别为乙烯、甲苯和苯,削减烯烃和芳香烃的排放是控制介休二次生成与健康风险的有效途径.焦化源(32.4%)是介休VOCs的主要来源,其次为汽油型尾气源(29.0%)和溶剂使用源(16.9%),其中焦化源是介休一级控制污染物苯和乙烯的主要来源,贡献高达74.1%和98.9%,汽油型尾气源(52.0%)和溶剂使用源(31.3%)是一级控制污染物甲苯的主要来源.

突出“四个主体”扎实推进乡村振兴

实施乡村振兴战略,是党中央作出的重大决策部署,是全面建设社会主义现代化国家的重大历史任务,是新时代“三农”工作的总抓手。习近平总书记指出:“乡村振兴,关键在人、关键在干。”重庆市丰都县是传统农业县,乡村是丰都发展的最大潜力、最强后劲。丰都县坚持以成渝地区双城经济圈建设为统揽,聚焦现在靠谁来振兴乡村、未来靠谁来下地种田这“乡村两问”,突出以党政“一把手”为重点的责任主体、以新农人为重点的市场主体、以家庭为重点的社会主体、以党支部为重点的服务主体这“四个主体”,全力守底线、抓衔接、促振兴,把乡村建设成为丰都人民喜欢的样子。2023年,丰都成功创建国家现代农业产业园,入列全国乡村振兴示范县创建名单。

菱角离散元粘结参数标定与剪切试验

针对菱角(Trapa bispinosa Roxb.)脱壳初加工装备设计与仿真分析时缺乏有效的离散元模型问题,开展菱角粘结离散元参数标定与样机试验工作。采用三维反求技术获取菱角轮廓模型,测取菱角本征参数及基本接触参数,得到菱角平均剪切力为352.95 N,并以此为标定目标,采用EDEM软件中的Hertz-Mindlin with bonding模型建立菱角离散元模型,通过单因素试验筛选粘结参数标定范围,由二水平析因试验、最陡爬坡试验筛选显著因素及其标定区间,设计响应面试验求解粘结参数,确定离散元模型中的最优粘结参数组合,开展旋转剪切仿真试验及样机验证试验。结果显示:仿真得到的菱角脱壳剪切力为352 N,与实际误差为0.269%;菱角剪切刀具为矩形,转速230 r/min时,剪切力最小值为93.20 N,与预测值92.99 N的误差为0.215%;样机试验中矩形刀具在转速为230 r/min时各项性能指标最优,表明建立的菱角离散元模型可靠。