基于北方寒地冻土的螺旋式挖坑机设计与试验

针对目前市场上缺少适宜冻土环境作业挖坑机械的问题,以适用于北方寒地的螺旋式挖坑机为研究对象,通过测量哈尔滨的冻土参数并与硬质土壤进行对比,获得工作对象土壤参数。结合移栽白桦树苗所需穴坑尺寸,对挖坑机工作部件进行参数设计。根据运动学分析确定了升运土壤的临界转速,对挖坑机的工作参数进行分析,并得到了装置所需的功率。为便于开展试验验证,运用相似理论对试验装置和作业穴坑进行了等比例缩放,试验用钻头长度为400 mm,叶片长度为200 mm,钻尖半径为100 mm,转速大于155 r/min,动力源额定功率为4 kW。试验结果表明:当刀片组合方式为平刀-锯齿刀时,可以获得最短的挖坑时间。研究结果可为北方寒地秋冬季节冻土条件下,树苗移栽时螺旋式挖坑机的设计提供参考。

空气相对湿度对袋式除尘系统木粉尘过滤性能影响实验研究

针对木制品加工生产线采用的袋式除尘系统滤袋过滤性能易受空气相对湿度影响的问题,通过实验研究了空气相对湿度对木粉尘过滤阻力、过滤效率、清灰周期等参数的影响,确定对木粉尘除尘效果相对有利的空气相对湿度区间,以指导实际生产应用中木粉尘除尘的空气相对湿度调控。实验研究结果表明:空气相对湿度越高,过滤阻力增长越慢,对过滤性能的影响作用越好;在一定工作范围内过滤效率基本不受空气相对湿度变化影响,均可达到99.99%;测试范围内,清灰周期在70%RH之前逐渐升高、超过70%RH之后逐渐降低,过滤性能品质因子在60%RH时增长至0.01612,超过60%RH后小幅度降低。空气相对湿度在60%~70%时,袋式除尘系统过滤木粉尘效果较好、清灰能耗较低。这一研究结果为木制品生产企业利用袋式除尘系统处理木粉尘提供了可参考的数据支持。

曲线封边机接头间隙调整控制系统设计

曲线封边机是一种用于家具制造和木工行业的关键设备,其性能受到接头间隙调整的影响,针对当前曲线封边机接头间隙余裕及封边加工质量效率低下的问题,规划了作为监控整个曲线封边加工过程的旋转编码器的布局及其控制电路的分析,以DVP-32ES2系列PLC为控制器,完成了主要硬件设备选型和I/O信号地址分配,设计了旋转吸盘编码器、封边靠辊编码器和送带辊编码器的PLC程序。运行结果表明,该设备布局下的接头间隙调整控制系统稳定性高、性能可靠,显著提高了封边带对接的精度,提高了生产效率。

“工程治沙”新模式:机械化专业技术服务队

随着沙漠化问题的日益严重,传统的治沙方法已经难以满足现代生态环境保护的需求。提出了一种新型的“工程治沙”模式——机械化专业技术服务队的概念,这是一种结合现代化技术和机械化操作的高效治沙新策略。首先,介绍了三北防护林工程建设的现状;其次,就工程治沙的技术方法和机械设备进行了深入探讨;最后,结合土地沙漠化治理现状和现有装备技术,给出了工程治沙机械化专业技术服务队的人员组成、作业规程以及装备配置。总之,机械化专业技术服务队作为“工程治沙”的一种新模式,不仅优化了治沙技术,还为沙区的生态恢复和可持续发展提供了新的思路和方法。未来,这种模式有望在更广泛的区域得到应用,并为全球抗击沙漠化问题贡献力量。

草方格沙障铺设车控制系统设计

为提高草方格沙障铺设车自动化水平,降低人工劳动强度,提高工作效率,设计电子控制方法对机械机构进行控制。首先介绍铺设车作业流程,以西门子1200系列PLC作为控制核心设计控制方法,其次根据工作环境特点完成硬件选择和整体架构,并绘制控制系统接线原理图,然后根据工作需求对控制程序进行编写与仿真调试,最后对HMI进行组态。通过控制程序在Protal软件中的仿真运行,验证其能满足预期控制功能要求。

《林业机械与木工设备》杂志征稿启事

《林业机械与木工设备》月刊杂志是经国家科技部和国家新闻出版署审核批准,由国家林草局主管,国家林草局哈尔滨林业机械研究所主办,中国林业机械协会、中国林学会林业机械分会、国家木工机械质量监督检验中心协办的国内外公开发行的国家级技术指导性刊物。

Ni元素质量分数对65Mn钢木工圆锯片性能的影响

高质量、高效率的木材切削工艺对于提高木材资源的利用率以及提升木质产品的品质具有重要意义。目前,木工圆锯片常用钢材65Mn存在硬度和抗拉强度等力学性能欠佳的问题,为此通过添加镍(Ni)元素对65Mn钢进行改性。采用原料熔炼、浇筑试棒、锻造加工以及热处理等步骤制备Ni改性65Mn钢,并对改性前后的65Mn钢进行显微硬度、冲击韧性和拉伸强度测试。同时运用金相显微镜(metallographic)及扫描电镜(SEM)剖析65Mn钢改性前后的组织构造差异。研究结果表明,1)添加Ni元素后,65Mn钢回火后的组织由回火屈氏体改变为淬火马氏体与回火马氏体的混合体,且当Ni元素质量分数达到0.9%时,出现残余奥氏体;2)在相同热处理工艺条件下,Ni元素对材料的硬度和抗拉强度的影响均呈现出先增大后降低的趋势,冲击韧性较未改性的65Mn钢有所降低。其中,添加质量分数为0.7%Ni元素的65Mn钢的硬度和抗拉强度最优,较未改性的65Mn钢分别增加了10.18%、35.40%(室温)。研究结果为后续木工圆锯片钢材的改良提供了新的思路和方法,有望推动木质加工工具行业的进一步发展。

柔性条式疏花执行装置试验研究

疏花可以调整果树负载量,是影响果树产量和质量的重要因素。为研究机械疏花效果及其影响因素,采用自主研发的柔性条式疏花机执行装置对桃花进行试验,选取橡胶和尼龙两种材料的疏花条,以疏花条轴向间距、疏花条列数、主轴转速、工作模式为试验因素,以疏花指数来评价疏花效果,并优化了装置的工作参数。结果表明:若采用尼龙疏花,疏花轴转速为400 r/min、疏花条列数为4、工作模式为冠内垂直、疏花条轴向间距为5 cm时效果最优;若采用胶条疏花,疏花轴转速为450 r/min、疏花条列数为4、工作模式为冠外平行、疏花条轴向间距为4 cm时效果最优。经试验验证,设计满足疏花的工作要求,为柔性条式疏花机的研发提供了理论依据。

低温对杨树活立木树干水分的影响

通常低温环境下杨树活立木主干内水分会发生相变,由水相变成冰,液态水占总水分比例会逐渐降低。为了研究低温对杨树主干内水分相变的影响,采用时域反射法在春秋两季监测4种杨树(黑青杨(Populus euramericana‘N3016’×P.ussuriensis)、211杨(Populus euramericana‘Dn113’×simonii×P.nigra)、小黑14号杨(Populus simonii×Populus nigra)和龙丰2号杨(P.deltodides×P.simonii‘Lf’))活立木树干水分情况,估算树干含水率和含冰率,量化环境温度与树干含水率、含冰率之间的关系,比较杨树主干水分相变迟滞变化范围与平均绝对偏差的数值。结果表明:(1)环境温度是影响杨树活立木主干含水率变化的主导因素。当平均环境温度降低时,构建的环境温度与含水率之间的函数模型拟合程度升高;当平均环境温度低于15.93℃时,4种杨树树干含水率变化模型有着良好的拟合优度(R 2>0.8),杨树树干含水率与环境温度极显著相关(P<0.01)。(2)环境温度变化影响树干水分相变迟滞变化范围及平均绝对偏差数值;低温环境下,树干含水率与环境温度之间的水分相变迟滞由150~280 min(常温秋季,均温17.76℃)缩短至25~45 min(低温春季,均温1.69℃);水分相变迟滞绝对平均偏差由75.51下降至11.36。

基于YOLOv8的林区行人目标检测研究

为解决目标检测算法在林区行人检测中容易出现漏检及检测精度不足的问题,提出一种基于改进YOLOv8的林区行人目标检测算法。采用C2f_DWRSeg模块替换C2f模块,扩展初始卷积通道数,使网络能更高效地进行多尺度特征提取;提出一种重构的检测头,训练时增加卷积层的复杂性,推理时使用单分支结构,从而丰富网络的特征表示能力,并保持高效的推理速度;在特征融合前增加了卷积注意力机制模块CGA,减少计算量;使用Focaler-ShapeIoU损失函数代替CIoU损失函数,弥补边界框回归方法的不足,进一步提高检测能力。试验结果表明,与基准模型相比,改进后的算法mAP50提高了2%,mAP50-95提高了2.4%,模型的处理速度(FPS)提高了4.33%,证明改进后的算法能够更好地应用在林区行人检测的任务中。

菠萝叶纤维机械提取研究现状

对菠萝叶纤维提取机械的发展现状进行了深入分析。首先介绍了菠萝叶作为潜在资源的重要性和现有种植规模,菠萝叶纤维开发利用现状以及传统手工提取菠萝叶纤维的局限性,系统梳理了国内外菠萝叶纤维提取机械的研究现状,涵盖了不同设计方案和相应性能评价。然后详细讨论了目前机械存在的问题,包括提取效率、纤维质量、自动化程度以及噪声控制等方面的挑战。最后提出了未来研究的重点和方向,包括优化刮麻装置设计、实现全面自动化提取、应用智能传感器技术和深入研究空气动力学等领域。为菠萝叶纤维提取机械的进一步发展提供了思考。

多关节仿生机械手结构设计与仿真分析

介绍了一种仿人手指驱动器组成的三指软体机械手爪。根据手指的结构,设计的仿人手指驱动器由3个弯曲关节及4个软体指节组成,通过关节腔室变形弯曲协助手爪进行抓握,指节处用实体硅胶,每个关节通过单独的腔道分开控制,驱动方式为气压驱动,安全稳定。使用Solidworks设计仿人手指驱动器,将其导入ABAQUS对仿人手指驱动器进行有限元仿真,分析确定驱动器的关节处的结构参数。将仿真结果与传统连续式软体驱动器的仿真结果进行对比,仿人手指驱动器更具优势。

高低桥型翅片管散热器流动换热性能数值研究

在我国北方干旱地区的火力发电厂中,间接空冷系统的节水性能被广泛应用。空冷散热器作为最主要的换热元件,研究其表面的翅片管束结构的流动传热特性对于电站间接空冷系统的选型及高效运行具有重要意义。利用Fluent软件,研究了无桥型翅片与高低桥型翅片两种翅片结构的空气侧流动压降和对流换热系数的变化规律,进一步探讨了摩擦因子和努塞尔数随雷诺数的变化关系。数值模拟结果显示,无论是无桥型翅片还是高低桥型翅片,随着迎风风速的增大,空气侧的压降和对流换热系数均呈现逐步上升的趋势。同时,随着雷诺数的增加,努塞尔数也逐渐增大,而摩擦因子则相应降低。随着风速和雷诺数的增加,翅片管束的换热能力增强,但同时也会带来更大的流动阻力和能量损失。比较4种不同参数的翅片结构发现,与同尺寸、只开扰流孔但上方无高低桥结构翅片管束散热器相比,高低桥型翅片结构在对流换热系数以及强化传热综合性能评价准则数PEC上均表现更优秀。为电站间冷系统空冷散热器的选型和优化设计提供了一定的理论依据。

林业苗圃一体化灌溉技术研究与展望

旨在探究一体化灌溉在林业苗圃的研究现状以及未来的展望,从一体化灌溉的基本理论、应用现状、研究进展和发展趋势等方面进行综述。首先,介绍一体化灌溉的定义和原理,分析一体化灌溉对林木生长和土壤肥力的影响机制。其次,总结一体化灌溉的应用效果和存在问题,如水肥匹配、施肥制度、设备管理等。并概述一体化灌溉在林业苗圃的研究方法和技术,评价一体化灌溉的研究成果和影响。最后,展望一体化灌溉在林业苗圃的发展趋势和前景,如技术创新和优化、应用推广和产业化等。

多传感器融合的SLAM算法在林业智能化的应用与改进

同步定位与建图(SLAM)算法可实现机器人在未知环境下的定位,并对周围环境构建增量式地图,是机器人实现自主导航的基础。针对单一传感器(全球导航卫星系统(GNSS)、激光、相机等)的SLAM算法在林区环境存在定位精度低、构建的地图一致性较差的问题,提出了多传感器融合的SLAM算法在林业智能化的应用与改进。首先,联合使用激光雷达、单目相机、惯导对林区环境构建三维点云地图的同时对林业机器人进行实时定位;其次,提出以时间为约束的RS-T回环帧搜索法,进行候选回环帧搜索。结果表明:针对M2DGR数据集,RS-LVI-SAM算法与当前经典的SLAM算法对比,RS-LVI-SAM算法生成轨迹的均方根误差与标准差分别为0.09和0.04 m,定位精度最高;在林区场景中,RS-LVI-SAM算法建立的林区点云地图中侧柏的胸径与真实胸径的均方根误差与绝对平均误差分别为1.27、1.16 cm,建图效果最佳;生成的轨迹与真实轨迹的均方根误差与绝对平均误差分别为0.46、0.34 m,定位精度最高。因此,RS-LVI-SAM算法可以实现林区环境下的精准定位与林区点云地图构建,为机器人林区作业提供了技术支撑。

基于多功能树木养护装置结构设计与应用

以进一步提升绿化树木的养护效率为目标,选取多功能设计理念为切入点,针对树木养护作业的机械化装置展开研究。考虑养护树木环境作业特点及养护目标机理,基于机械设计方法与电机控制技术,搭建多功能树木养护装置的架构布局,针对定位功能、涂白功能和缠绕功能进行相应的装置结构设计。同时,展开树木养护作业试验,结果表明:基于多功能树木养护装置的结构设计方案正确可行,整机的涂白作业效率与缠绕作业效率分别可达95.85%和94.20%,树木涂白与保温缠绕均能满足较好的均匀性,作业过程定位转向精准,具有很好的普适性,可有效降低树木冻害损失,对于树木的养护方式和装置开发有一定参考价值。

基于谷歌地球引擎和Landsat影像的广西壮族自治区土地覆盖变化及驱动因素研究

基于GEE和随机森林分类算法研究广西壮族自治区在1995—2022年27 a间的土地覆被变化,采用地理探测器对不同土地覆被类型的时空变化及其主要驱动因素进行分析研究。结果表明:1)土地覆被类型分类结果具有较好的分类精度,整体精度在87%~92%。2)1995—2022年,广西壮族自治区的林地和建设用地面积持续增加,增幅分别达75.94%和132.67%。林地面积从85382.72 km^(2)增加到150224.55 km^(2),建设用地面积从2038.73 km^(2)增加到4743.46 km^(2);与此同时,草地及稀疏灌草混交地面积减少了82.46%(66990.97 km^(2));其他土地覆被类型变化则相对稳定。3)通过地理探测器模型的分析结果显示,人为因素是影响土地利用/覆被(LULC)变化的主要驱动因素,经济的快速发展、城市人口的增加和工业扩张是建设用地和林地扩张以及植被减少的主要原因。研究结果对于广西壮族自治区的生态环境管理和土地可持续利用规划具有参考价值。

牛舍环境监测与清洁技术在肉牛健康养殖中的重要性

本文深入探讨了牛舍环境监测与清洁技术的现状、重要性、应用方法及其实际效果,文章指出,随着肉牛养殖业的集约化发展,传统环境控制方式已显局限,而智能环境监测与发酵床清洁技术提供了有效的改进策略。实例分析说明了智能监测系统和发酵床技术如何优化牛舍环境,提高肉牛健康、生产效率并降低资源浪费。文章还讨论了智能技术的推广难点与清洁技术的普及瓶颈,呼吁进一步推广高效的环境管理技术,实现养殖业的可持续发展。