蔬菜穴盘育苗播种漏播检测及智能补种装置设计与试验

为保证植物工厂蔬菜穴盘育苗高质量作业要求,该研究在气吸滚筒式蔬菜穴盘育苗精密播种器的基础上,优化设计了在线漏播检测与智能补种装置,以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,实时进行播种器吸孔漏吸检测及穴盘穴孔漏播位置预报,并完成漏播穴孔的定点定穴补种。采用光电检测技术检测播种器吸孔漏吸位置,构建漏吸吸孔与育苗穴盘穴孔的对应动态补种矩阵,实现穴盘穴孔漏播位置精准预报;优化设计了智能补种装置,根据预报的穴盘穴孔漏播位置实现定点定穴精准补种。以中双11号菜心种子为对象,开展播种器吸孔漏吸检测与穴孔漏播位置预报试验,得到吸孔漏吸平均检测准确率为98.82%,穴孔漏播位置预报准确率为100%。采用BoxBehnken试验设计方法,对智能补种装置开展作业性能试验,构建主要性能指标(单粒合格指数、重播指数和漏播指数)与主要影响因素(吸针负压、吸针孔径和种室振动压力)的关系,并进行多目标优化,确定智能补种装置最优工作参数组合为吸针负压10.19 kPa、吸针孔径0.67 mm、种室振动压力0.07 MPa,此时补种装置播种的平均单粒合格指数为94.80%、重播指数为2.94%、漏播指数为2.26%。开展整机性能试验,在生产率为100盘/h条件下,整机的单粒合格指数由补种前的93.96%提高到98.18%;在生产率为300盘/h条件下,单粒合格指数由补种前的93.18%提高到97.89%。试验结果满足植物工厂和大田蔬菜穴盘育苗播种装置高精密播种作业要求,可提高蔬菜穴盘育苗的播种性能。

翅荚木解剖构造特征及DNA条形码识别研究

以翅荚木标本为研究材料,利用显微技术对其宏观构造及微观构造进行观察和分析;并以翅荚木9年生新鲜材作为对照组,对两者的DNA序列进行比对分析,分别对2个木材样品的trnL、rbcL和psbA-trnH 3段DNA序列进行PCR扩增,并对PCR产物进行测序和序列比对。结果表明:翅荚木为散孔材,生长轮明显;单管孔或少数径列复管孔(2~4个),穿孔板为单穿孔,具多角形互列管间纹孔式,导管-射线间纹孔式同管间纹孔式;射线组织主为异Ⅲ型,稀异Ⅱ型。CTAB试剂盒法,能够成功提取满足PCR扩增需求的翅荚木新鲜组织及标本的DNA。2个木材样品的3段DNA序列均能与NCBI系统中翅荚木100%匹配,其中psbA-trnH序列能与其他树种区分开,有较高的分辨率,可作为翅荚木分子鉴定的备选条形码,从3段序列构建的系统发育树来看,几个树种可以被正确聚类。

木材树种批量检验抽样方案的研究

批量木材检验既要保证合理的精度,又要考虑检验人员的工作强度,因此研究批量木材检验的抽样方案具有重要意义。为制定按批量百分比分配的随机抽样方案,根据木材分类方法,整合历史抽样数据,使用MATLAB拟合并建立回归方程。在随机抽样方案的基础上研究复杂抽样的设计效应(design effect,deff),并增加了放宽和加严的规则。采用分层抽样模式,根据不同分类方法设定检验批次,制定了单一树种类或多树种类分组的随机抽样、多树种类未分组的随机抽样和现场无法判断样本信息的随机抽样三种方案。所有研究方案与现行抽样方案的对比和实际验证,在参数区间和执行方面均具有可行性,加快了批量木材抽样中样本量的计算。本研究对于木材现场检验具有更好的适用性,可以提高木材检验工作的效率。

云南50种针叶材表面视觉特性和细胞结构对总色差的影响

为探究云南常见针叶材的表面视觉特性、微观细胞结构对表面总色差(ΔE^(*))的影响,测量和计算云南50种针叶材的表面视觉物理量参数,并进行聚类分析、相关性等分析,深入研究50种针叶材表面视觉物理量的分布特征、各项视觉物理量参数之间的相关关系、微观细胞结构对ΔE^(*)影响的显著性以及不同颜色类型木材的加工利用特性。结果表明,云南50种针叶材的明度(L^(*))分布42.02~77.55,红绿色品指数(a^(*))分布7.34~18.18,黄蓝色品指数(b^(*))分布19.70~32.82,色彩饱和度(C^(*))分布23.30~34.25,色调(h°)分布55.66~73.48,a^(*)普遍较低,基本属于黄色的色调范围,除红豆杉属(Taxus)偏向深红褐色的色调。根据最远邻元素聚类算法50种针叶材主要被分为4类,第Ⅰ类为柏木属(Cupressus)、福建柏属(Fokienia)、刺柏属(Juniperus)、侧柏属(Platycladus)、白豆杉属(Pseudotaxus)、杉木属(Cunninghamia)、水杉属(Metasequoia)以及部分松科(Pinaceae)树种;第Ⅱ类为柳杉属(Taiwania)、云杉属(Picea)以及部分松科树种;第Ⅲ类为台湾杉属(Taiwania)和部分松科树种;第Ⅳ类为红豆杉属、刺柏属以及落叶松属(Larix)的怒江红杉(Larix speciosa)。50种针叶材视觉物理量的L^(*)、h°分别与a^(*)之间呈显著的负相关;L^(*)与h°呈显著的正相关;C^(*)与b^(*)呈显著的正相关;色差参数方面,Δa^(*)、Δb^(*)分别与ΔC^(*)呈显著的正相关,Δa^(*)与色调Δh°呈显著的负相关。50种针叶材树种的轴向薄壁组织对ΔE^(*)的影响水平显著;平均管胞长度与射线管胞二者的交互作用对ΔE^(*)的影响水平显著。

气吸滚筒式油菜穴盘育苗精密排种器设计与试验

为满足油菜穴盘育苗移栽作业要求,解决油菜机械化种植茬口紧张难题,该研究设计了一种气吸滚筒式穴盘育苗精密排种器,利用光电传感器和正压投种机构实现同步整排投种。阐述了排种器基本结构与工作原理,对关键部件结构进行设计,应用Fluent软件模拟分析了3种不同正压进气孔间距条件下滚筒内壁和吸种孔与正压气室的流场特征;采用二次旋转正交组合试验方法,对排种器作业性能的主要影响因素(吸种负压、投种正压和吸种孔直径)与播种指标(单粒合格指数、漏播指数和重播指数)的关系进行研究,分析了各因素及其交互作用对各指标的影响规律,并采用多目标优化方法进行参数优化;在优化参数条件下,设定排种器生产率分别为600、700和800盘/h时,对3个品种油菜种子和1个蔬菜种子(茄子)进行排种性能试验。结果表明:当正压进气孔间距为144 mm时,整个正压气室无回流情况,各吸种孔处气流速度相对均匀;影响单粒合格指数的因素主次顺序为投种正压、吸种孔直径和吸种负压,最优参数组合为吸种负压3.73 kPa,投种正压0.23 MPa,吸种孔直径1.28 mm,此时单粒合格指数、漏播指数和重播指数分别为95.13%、2.80%和2.07%。生产率为600~800盘/h时,油菜种子的单粒合格指数均高于93%,漏播指数和重播指数均小于5%;茄子的单粒合格指数高于90%,漏播指数和重播指数均低于5%。该排种器的排种性能适应性较好且精准高效,能够满足油菜及部分蔬菜穴盘育苗播种作业要求。研究结果可为油菜等穴盘育苗播种机研发提供参考。

基于主成分分析的杂交稻芽种物理特性评价研究

杂交稻芽种物理特性研究评价与水稻机械化生产密切相关。为对杂交稻芽种物理特性进行系统研究及科学评价,该文以华南稻区常用的杂交稻芽种为试验样品,分别测定其含水率、千粒质量、滑动摩擦角、休止角α、休止角β、芽长、三轴算术平均粒径及硬度8个物理特性指标参数,并运用主成分分析法简化物理特性指标,构架科学的量化评价体系,得到每种样品的综合得分。结果表明,样品的各个物理特性指标参数差异明显,各物理特性指标之间存在不同程度的相关性。千粒质量与休止角α和休止角β呈显著正相关;三轴算术平均粒径与休止角α和休止角β呈显著正相关;休止角α与休止角β呈显著正相关;千粒质量与含水率、三轴算术平均粒径及滑动摩擦角呈正相关;含水率与芽长呈正相关;硬度与休止角α呈正相关;芽长与休止角α、休止角β和三轴算术平均粒径呈正相关。采用主成分分析法提取前3个主成分因子,累计贡献率达到80%以上,能够代表原来8个物理特性指标中的绝大部分信息,具有较好的代表性与客观性。结合试验结果初步确定9种杂交稻芽种样品物理特性的评价等级划分标准,对其做出了适当评价。采用聚类综合分析法对样品物理特性综合得分进行分析研究,9种杂交稻芽种被聚合为5类,各杂交稻芽种样品间物理特性有差异。本研究基于主成分分析法对杂交稻芽种物理特性进行评价,为杂交稻芽种物理特性的科学评价提供一种新思路,同时为水稻精密排种器作业参数的设计优化提供数据依据。

三七种苗物料特性研究及离散元法参数标定

对三七种苗平均质量、密度、休止角、剪切模量、弹性模量、泊松比、静摩擦系数、动摩擦系数等物理特性进行测量,通过理论计算确定其移栽机各关键部件结构参数并通过CAE技术进行优化。结果表明:种苗与种苗之间静摩擦系数及滚动摩擦系数为关键参数;通过离散元软件EDEM进行休止角虚拟正交试验对关键参数的标定,确定当种苗与种苗间静摩擦系数为0.70、滚动摩擦系数为0.15时,仿真结果与实际试验结果偏差最小。

水稻秧盘自动码垛机的设计与试验

针对水稻工厂化育秧播种完成的秧盘人工取盘和层叠堆放劳动强度大、效率低、后续运输不便等问题,该研究设计了一种水稻秧盘自动码垛机,可完成秧盘精确夹取、转移和码垛;阐述了码垛机的基本结构和工作原理,对关键部件进行设计,以可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)作为控制核心,搭建了秧盘码垛层检测和码垛控制系统;采用Box-Behnken试验设计方法,对码垛机作业性能的主要影响因素(生产率、码垛层检测机构的检测时间和放盘高度)与码垛性能指标(码垛合格率和种子外露率)的关系进行研究,分析各影响因素及其交互作用对码垛性能指标的影响,并根据育秧播种生产线实际生产需求,设定生产率为400、500和600盘/h,采用多目标优化方法进行参数优化,得出主要影响因素间的最优参数组合为码垛层检测机构检测时间1.15 s和放盘高度1.10 cm,在最优参数组合下,进行秧盘码垛试验,得出码垛合格率分别为99.33%、99.50%和99.20%,种子外露率分别为0.40%、0.53%和0.70%。试验结果满足水稻工厂化育秧秧盘码垛作业要求,对提高水稻工厂化育秧的自动化水平具有实际应用价值。

气吹式三七精密排种器充填性能的仿真与试验

【目的】为了满足三七Panax notoginseng的机械化种植需求,减少机械式清种过程中对种子造成的损伤,设计了一种适用于播种三七种子的气吹式精密排种器。【方法】确定了排种器的主要结构参数,并建立了清种过程中的力学模型。通过建立排种器内部流场模型,运用Fluent软件对不同清种风压条件下流场进行仿真分析,验证了清种风压范围。为了检验仿真确定的风压范围的可行性并寻求最佳工作参数组合,选取合格指数、漏播指数和重播指数作为试验指标,作业速度、种层高度、清种风压作为试验影响因素,采用正交试验方法,对排种器进行了台架试验研究。【结果】最优参数组合:作业速度为0.6 m/s、种层高度为90 mm、清种风压为0.5 kPa,此时试验合格指数为90.48,漏播指数为4.24,重播指数为5.28。【结论】该气吹式排种器能够满足三七的播种要求,为进行排种器的田间试验提供了参考。通过试验结果与之前仿真分析的过程对比,清种风压变化对于排种器充填性能的影响一致,验证了利用Fluent模拟确定清种风压的可行性。

三七压穴精密排种装置设计与试验

三七播种株行距均为5 cm左右,属于密集精密播种,为实现三七高密度精密播种,克服开沟易堵塞的难题,设计了一种三七压穴精密排种装置。阐述了三七压穴精密排种装置的工作原理,确定了其主要结构参数,以云南省文山市三七种子为研究对象,采用二次旋转正交组合试验方法,对排种装置进行排种性能试验,选取压穴柱直径、前进速度、投种点到压穴点水平距离为试验因素,建立了合格指数、漏播指数、重播指数、各行排量一致性变异系数的数学模型,分析了各试验因素交互作用对合格指数的影响规律。结果表明,影响合格指数的因素主次顺序为:压穴柱直径、投种点到压穴点水平距离和前进速度。通过参数优化,确定了最优参数为压穴柱直径24. 5～29. 5 mm、投种点到压穴点水平距离330 mm、前进速度0. 44～0. 61 m/s,此时合格指数大于90%,漏播指数小于5%,重播指数小于5%。经2BQ-15型三七精密播种机整机试验可知,作业速度为0. 35 m/s时,播种机合格指数最高为93. 5%,满足三七播种要求。

水力压裂切顶技术在巷道超前支护中的应用研究

为了解决干河煤矿2-2092回采巷道在临近采空区影响下巷道变形严重,超前维护量大的问题,采用水力压裂切顶技术削弱岩层的整体性和稳定性,降低集中应力,以达到使巷道处于低应力区域的目的。分析临空动压对超前段巷道的作用机理及水力压裂切顶机理,并根据2-209工作面实际条件,对水力压裂有关参数进行设计,并开展工业性试验,监测数据结果对比分析表明,水力压裂后2-2092巷的底鼓量、顶板下沉量和两帮移近量降低,减小了巷道变形对掘进和回采的影响,节约了支护成本。

离散元法在农业工程研究中的应用现状和展望

现代农业装备数字化设计是农业工程领域的主要研究方向之一,农业机械与各类农业物料的接触作用及其对农业机械设计工作的影响是现代农业装备数字化设计重要内容和难点。离散元法是一种基于不连续性假设的计算机数值模拟方法。研究表明,离散元法可以用于仿真分析农业散体物料与机械装备间的相互作用关系,为现代农业装备数字化设计提供了新手段,在农业工程领域具有良好的应用前景。本文对离散元法的基本概念、发展历程及常见程序软件进行了概述,归纳分析了离散元法在模拟农业土壤与农业物料接触时的模型确定及其参数标定方法,重点阐述了各作业环节典型农业机械的离散元法应用现状和发展动态。对基于离散元的数值模拟仿真及其工业化应用推广所面临的主要问题进行了分析和总结,指出通用参数标定方法缺失和模型过度简化是离散元法进一步发展的制约因素,加强接触模型和参数标定的基础研究工作,推动专业、通用的软件平台开发,提高计算机计算和存储能力及改进离散元算法结构,从而提升模型计算效率将是今后的研究方向和工作重点。

煤矿巷道锚杆支护质量的影响因素分析

概述了煤矿巷道锚杆支护,分析了其质量影响因素,提出并探讨了煤矿巷道锚杆支护质量的控制措施,以供同行参考。

双充种型孔滚筒式杂交稻育秧精密播种器设计与试验

【目的】为满足杂交稻钵苗育秧低播量精密播种的农艺要求,解决型孔滚筒式育秧播种器作业过程中稻种在充种室流动性差、充种可靠性低、漏播指数高以及型孔易堵塞等问题,设计一种双充种型孔滚筒式杂交稻育秧精密播种器。【方法】基于PLC控制技术,搭建型孔充种性能检测与控制系统,对播种器的关键部件进行设计,并通过EDEM离散元软件开展不同型孔形状、第一充种室充种位置角及生产率对充种性能影响的仿真试验,对第一充种区的型孔滚筒工作参数进行优化。研制试验样机并进行性能试验,试验材料为‘培杂泰丰’杂交稻。试验分2步:第1步,第二充种机构不动作,采用三因素三水平正交试验,研究型孔深度、生产率和第一充种室充种位置角对试验指标的影响,验证仿真准确性;第2步,启动第二充种机构,研究进行双充种作用下的不同振动频率对试验指标的影响,探明设计第二充种机构后播种性能。【结果】第1步试验结果表明,影响播种合格指数与重播指数的因素主次顺序为型孔深度>生产率>第一充种室充种位置角;影响漏播指数的因素主次顺序为生产率>型孔深度>第一充种室充种位置角。第2步试验结果表明,当型孔形状为椭圆凹槽形,第一充种室的充种位置角为35°、第二充种室振动频率为27 Hz、生产率在400~600盘/h,播种合格指数均大于90%,漏播指数均小于3%,试验结果满足杂交稻低播量精密播种的农艺要求。【结论】采用双充种的填充方式改善了播种器每穴的填充性能,减少了漏播指数,本研究结果为轻简型杂交稻钵苗育秧精密播种机的开发提供了理论依据。

采煤工作面旋转回采的实践研究

以腾晖煤业1301工作面为例进行了旋转回采技术的实践应用研究,分析了工作面运输系统的改造,基于旋转回采技术的要求和原则确定了旋转回采方案及技术参数,制定了旋转回采期间顶板控制措施,实现了在1301工作面采用旋转开采技术精采细采的目标,产生了很好的安全经济效益。

托顶煤快速掘进临时支架的有限元分析

煤矿生产中放顶煤生产工艺在采煤工作面上下2个煤巷主要是沿煤层底板掘进,霍州煤电集团河津腾晖煤业有限责任公司在煤矿综掘工作面使用的掘进设备基础上,研制开发与其配套的托顶煤快速掘进临时支架支护技术及设备,即:托顶煤快速掘进临时支架;它的目的是扩大了顶板临时支护的面积,实现对掘进机截割新裸露顶板的及时支护,方便各种工艺平行作业,保护作业空间内人员及设备的安全,缩短永久支护的作业时间,提高掘进支护作业效率,加快掘进工作面的掘进速度;为了保证施工掘进工作面的工人安全,利用Solidworks软件对制造的托顶煤快速掘进临时支架进行了校核及分析,证明新研制的托顶煤快速掘进临时支架是安全和可靠性的。

低播量下开沟条播育秧对秧苗素质及机插质量的影响

为探明低播量下开沟对条播育秧秧苗素质和机插质量的影响,根据杂交稻少本壮苗栽插的农艺要求,以杂交稻五优1179为试验材料,选取育秧播种密度和取秧面积为试验因素,以不开沟条播为对照,研究了温室立体育秧条件下开沟条播对秧苗素质和耦合栽插质量的影响。结果表明:①开沟条播能够有效提高条播种子的均匀性和成条特性,主要表现为提高秧苗的整齐度,且播种密度越低,作用越明显。②无论是开沟条播还是不开沟条播,随着播种密度的增加,叶龄减少、苗高降低、苗茎宽变细、百株鲜质量和百株干质量变轻、质高比变小。整体上,开沟条播和不开沟条播下秧苗素质的差异较小,主要表现为苗高和百株干质量的差异。③开沟条播与不开沟条播相比,能够降低漏插率,提高1~3株/穴均匀合格率,减少根系损伤。统计检验表明:相同播种密度和取秧面积耦合栽插条件下,开沟条播和不开沟条播的漏插率、1~3株/穴均匀合格率和根系损伤率的差异都达显著性水平,提高了机插质量。

基于UWB定位的农业机械辅助导航系统设计与试验

【目的】低成本实现南方中小型田块中农业机械田间精确定位,降低农机操作人员劳动强度、提高农机作业效率。【方法】采用超宽带(Ultra wide band,UWB)技术对作业机械进行实时定位,通过位置解算算法,得到定位标签的三维精确位置坐标;利用位置校正算法,修正作业机械车身倾斜引起的田间定位误差;设计基于AB线的路径规划算法,实时规划作业路径并计算作业偏差;通过可视化人机交互界面为农机操作人员提供实时辅助驾驶信息。【结果】水田环境中,分别以0.5、1.0和1.5 m/s的速度沿规划路径行驶时,系统平均横向定位偏差均小于7 cm;当行驶速度大于1.0 m/s时,利用位置校正算法平均横向定位偏差降低了52.79%,标准差降低了49.82%,最大横向定位偏差降低了50.04%。搭载辅助导航系统进行田间插秧试验,各行作业轨迹与自身行拟合直线的平均横向偏差为5.90 cm,标准差为3.64 cm;各行作业轨迹与其规划直线路径的平均横向偏差为6.98 cm,标准差为4.95 cm。【结论】辅助导航系统具有较高的定位精度和良好的稳定性,成本低且通用性强,能够满足南方中小型田块中农业机械田间作业要求。研究结果可为农业机械田间精确定位提供参考。

浅谈小企业如何充分发挥财务管理作用

据有关资料,我国小企业生命周期平均为2.4年^([1]),而且有不断缩短的趋势,这些提前终止经营的小企业大多数都存在财务管理问题,财务管理已成为小企业能否持续生存的主要条件之一。

影响综掘单进水平的因素及对策

掘进单进水平的高低可以直接体现矿井综合管理水平的高低,因此有效地对矿井综掘单进水平进行提高,可以在很大程度上提高矿井的综合管理水平,并令员工的收入得到有效提升。因为随着综掘单进水平的提高,可以使整个掘进队伍相对的稳定性得到极大增强,同时还极大程度地降低生产的成本,为企业的后期发展带来十足的动力。