农田耕后地表微地貌自走遥控测量装置设计与试验

针对油菜精量联合直播机作业后,田间作业厢面微地貌形状特征参数测量困难、传统测量方法存在测量效率和误差难以兼顾、现有测量装置操作便捷性不够的问题,设计了一种自走遥控地表微地貌测量装置。该装置主要由行走部件和微地貌测量系统组成,装置可以通过遥控操作到达指定测量区域并通过手机APP控制激光雷达扫描作业高度和扫描作业速度及实时显示测量装置测量状态信息,实现农田耕后地表微地貌特征高效测量。对装置行走部件悬挂避振机构和驱动机构行走驱动力进行了设计和分析,确定了弹簧避振器中圆柱螺旋压缩弹簧参数和驱动机构驱动电机参数;对微地貌测量系统控制单元硬件和软件进行了设计,确定了控制单元硬件电路和软件工作流程;对装置倾斜误差和系统误差进行了分析,消除了装置倾斜误差和系统误差。开展了装置田间测量试验,对地表厢面微地貌特征及畦沟沟型进行了测量,结果表明:相较于传统针板法测量方式,所开发的微地貌测量装置测量油菜直播机作业后的地表微地貌特征,获得的厢面平整度特征参数高度均方根、表面相关长度、畦沟平均沟宽、沟宽稳定性系数、平均沟深和沟深稳定性系数误差分别为4.01%、4.81%、3.70%、1.34%、2.09%和2.89%。研究为油菜精量联合直播机等机具农田作业后厢面地表微地貌特征测量提供参考。

油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置研究

针对油菜直播地表农田土壤物理机械特性参数室内测量费时费力、田间测量仪器功能单一等问题,设计了一种油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置,实现集成测量土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角4种土壤物理机械特性参数且测量结果可以通过手机APP实时储存显示。装置基于自走式移动平台实现行走控制,以STM32单片机为核心控制器,利用FDR传感器获取土壤含水率,通过圆锥贯入部件测量土壤坚实度和抗剪切强度参数(包括粘聚力和内摩擦角)。分析了装置的圆锥贯入部件和土壤含水率检测部件测量原理,设计了装置测量控制系统硬件电路及软件,开展了传感器标定试验,确定了柱式压力传感器、薄膜压力传感器和土壤水分传感器的输入输出响应关系。选取71个土壤样本,融合土壤含水率和基于圆锥受力平衡关系获取的摩擦因数,运用最小二乘法建立了土壤粘聚力和内摩擦角数学测量模型,模型决定系数R2分别为0.932和0.956。开展了装置田间测量试验,对土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角进行集成测量,结果表明:相较于AYD-2型土壤坚实度仪、干燥箱干燥法和ZJ-D型直剪仪测量结果,油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置测量土壤坚实度、含水率、粘聚力和内摩擦角结果的平均相对误差分别为3.34%、5.06%、10.40%和8.20%。研究结果可为油菜直播地表土壤多个物理机械特性参数的快速、集成测量提供技术参考。

肱动脉入路和股动脉入路治疗肠系膜上动脉病变的比较研究

目的比较经肱动脉入路和经股动脉入路治疗肠系膜上动脉病变的效果。方法回顾性分析2020年6月至2022年7月海军军医大学第一附属医院73例接受肠系膜上动脉支架植入术和肠系膜上动脉取栓术的肠系膜上动脉病变患者临床资料,其中肱动脉组16例,股动脉组57例。比较两组间“超选”肠系膜上动脉的时间、术后卧床时间和术后并发症等指标。结果当肠系膜上动脉与主动脉夹角<90°时,肱动脉组“超选”肠系膜上动脉的时间比股动脉组更短(P=0.004),且术后卧床时间短(P<0.001)。当肠系膜上动脉与主动脉夹角≥90°时,肱动脉组术后卧床时间更短(P=0.045),“超选”肠系膜上动脉的时间差异无统计学意义(P=0.682)。肱动脉组和股动脉组在术后并发症的发生率方面差异无统计学意义(P>0.05)。结论经肱动脉入路治疗肠系膜上动脉病变能缩短术后卧床时间,且当肠系膜上动脉与主动脉夹角<90°时,经肱动脉入路“超选”肠系膜上动脉所用时间更短。

基于GPS和GPRS的远程玉米排种质量监测系统

为了获取区域内的玉米播种质量信息并对其进行远程监测与管理,提出了基于GPS和GPRS的远程排种监测系统。该系统利用PVDF(polyvinylidene fluoride,聚偏二氟乙烯)压电传感器实时监测指夹式排种器播种质量信息并通过GPS接收器实现了播种质量信息位置的精确定位;同时,系统通过GPRS DTU模块的应用和远程服务器软件的设计,实现了播种质量信息数据的远程传输与管理。试验结果表明,该系统播种量检测精度为97.4%,漏播检测精度为96.1%,重播检测精度为95.9%,该系统能够有效检测玉米播种质量并具有监测数据远程监管的功能。

基于聚偏二氟乙烯压电薄膜的播种机排种监测系统

为了能够在恶劣的环境中实时自动监测播种机的排种状况,提高监测的可靠性,采用聚偏二氟乙烯(polyvinylidence fluoride,PVDF)压电薄膜传感器将排种器单粒落粒物理量转变成脉冲电压信号,设计了以单片机STC89C52为核心的监测系统,该系统可根据传感器输出的相邻脉冲电压信号的时间间隔与机具的前进速度,计算出播种机的排种量,排种速度,播种面积,漏播率等性能指标。试验台试验结果表明,在排种器每秒落粒数分别为5、8.75、10时,系统对排种量监测精度为95.3%、96%、92.5%,对漏播量监测精度为90.4%、91%、90.2%;田间试验结果表明,在播种机前进速度分别为3、4、5 km/h时,系统对排种量监测精度为95.2%、93.8%、90.4%,对漏播量监测精度为93.3%、93.1%、89.7%。该系统满足排种器实时监测要求,有助于提高播种作业质量。

基于压电薄膜的免耕播种机播种深度控制系统

为使免耕播种机在秸秆覆盖地作业时自动保证播种深度的一致性和稳定性,设计了一种主动作用式播种深度自动控制系统。采用聚偏二氟乙烯（Polyvinylidence fluoride,PVDF）压电薄膜传感器将免耕播种机限深轮的胎面形变量转换为电压信号,信号处理电路对传感器产生的信号放大滤波,提取信号峰值,系统根据峰值信号实时监测播种单体对地表的压力,控制信号形成电路在压力不足时发出控制信号,控制安装在播种机机架与播种单体四连杆间的空气弹簧产生推力,使播种单体能够产生对地表的压力,从而保证播种深度的一致性。试验结果表明,所设计的主动作用式播种深度自动控制系统能够精确控制开沟深度,仿形性能可靠,作业速度为5～8 km/h时,播深合格率达到90%,作业速度大于8 km/h时,播深合格率明显高于被动作用式播种深度控制装置。

指夹式玉米免耕精密播种机振动特性及对排种性能的影响

为研究2BMZ-2型指夹式玉米免耕精密播种机在免耕地表作业时的振动特性及振动对排种器排种性能的影响规律,建立了整机振动特性模型,求解其稳态振动响应;测试播种机在免耕地表作业时排种器振动特性。搭建振动排种试验台模拟田间作业振动环境,测试机械振动对排种器性能的影响规律,并运用高速摄像和与图像目标追踪技术研究籽粒落种运动规律。结果表明,播种机的振动特性主要决定于作业速度、地表及土壤情况和播种机的结构特性。播种机前进速度在 5~9 km/h 范围内,播种机振动能量的频率分布主要集中在低频段的 3~11 Hz;前进速度越大,振动加速度越大,但不影响振动能量的频率分布。机械振动对排种器充种性能无显著性影响,对播种性能具有显著性影响的试验指标为播种合格率、粒距纵向变异系数和粒距横向变异系数(P<0.05);试验因素对排种均匀稳定性影响的主次顺序为排种轴转速、振动加速度、振动频率;各试验因素的增大均使籽粒下落轨迹及落点更加离散、落种范围增大,且增大排种轴转速使落种点位置逐渐远离投种初始位置。该研究为免耕播种机指夹式排种器排种性能的提高提供了参考。

免耕播种机星齿凹面盘式清秸防堵装置设计与试验

针对东北地区免耕播种机在玉米秸秆全量粉碎还田作业时,平面爪轮式清秸防堵装置清秸率低、作业性能不稳定,播种机作业质量和工作效率降低等问题,设计一种星齿凹面盘式清秸防堵装置。通过分析作业时秸秆颗粒在凹面清秸盘上的运动规律,确定了影响清秸率的主要结构参数和各参数的取值范围。结合旋转正交试验设计和EDEM离散元仿真技术确定了星齿凹面清秸盘的最优结构参数组合,通过田间对比试验验证了该装置的作业性能。研究结果表明:影响星齿凹面盘式清秸防堵装置作业性能的主要结构参数为清秸盘回转半径、圆盘曲面投影长度和曲率半径。当清秸盘回转半径为152. 5 mm、曲率半径为160 mm和圆盘曲面投影长度为50. 9 mm时,该装置作业性能最佳,苗带清秸率和作业阻力分别为92. 2%和142. 6 N。星齿凹面盘式清秸防堵装置的工作性能优于平面爪轮式防堵装置,作业质量稳定,满足免耕播种作业农艺和技术要求。

免耕播种机播种深度实时监测系统

为了提高秸秆覆盖地免耕播种作业后的出苗一致性,应用聚偏二氟乙烯Polyvinylidence fluoride PVDF压电薄膜制作两种不同粘贴模式胎面形变传感器,实时监测限深轮的形变量,由此间接测量播种机播种深度,并对两种传感器进行对比试验。系统硬件电路对传感器产生的信号放大滤波,提取信号峰值,系统根据峰值信号实时监测播种深度。试验结果表明:两种传感器的输出电压均与限深轮承受的载荷成线性的正比关系;拱形传感器的灵敏度明显高于平铺形传感器,在作业速度为5~8km/h时,系统测量准确率达到85%。

油菜机械离心式集排器排种量控制系统设计与试验

为提升油菜机械离心式集排器的排种性能,实现排种量稳定可控可调,该研究设计了一套机械离心式集排器排种量控制系统。该系统以STM32F103C8T6单片机作为微控制器,利用以光电传感器PG-602为检测元件的落粒检测模块实时检测流经导种管的排种粒数,通过基于霍尔传感器的测速模块实时获取机具前进速度,结合排种粒数和机具前进速度反馈信息构建排种量控制策略,通过动态调节机械离心式集排器工作转速实现排种量均匀稳定控制。搭建了台架测试平台,确定了排种量调控模型为线性关系模型,系统对排种粒数的检测精度不低于96.17%,系统反馈时间为4 s。台架测试结果表明,该系统能够有效降低机具前进速度、内锥筒充种量、种子尺寸和播种株距变化对排种性能的影响。田间试验结果表明,该系统控制下的最大排种量误差为10.00%,平均排种量误差为5.77%,调控合格率为90.68%,田间出苗效果好。研究结果可为离心式集排器精量播种控制系统设计提供技术参考。

农田环境信息采集与远程监测系统

为实现大面积区域农田环境的实时远程连续监测,对比保护性耕作和传统耕作技术的农田环境信息,开发农田环境信息采集与远程监测系统。该系统利用STC12C5A60S2单片机为核心控制器,通过GSM(Global System for Mobile Communications)无线传输网络进行SMS(Short Messaging Service)信息发送,利用太阳能电池板对采集节点进行供电,通过GIS(Geographic Information System)软件进行农田环境的实时监测。实验结果表明:远程监测系统能够连续准确地传送实时数据,监测时间分别为播种期,生长期,收获期,系统在传统耕作模式下检测精度为97.30%,95.18%,96.64%,在保护性耕作模式下检测精度为96.39%,95.11%,95.34%;在中国北方玉米生长季节,保护性耕作土壤含水量明显高于传统耕作土壤含水量,并且当降雨量减少时,采用保护性耕作的土壤水分利用率较传统耕作技术有明显的提高。

基于MEA-BP神经网络的土壤养分评价模型

针对BP神经网络在解决复杂非线性问题时,存在初始权值和阈值随机赋值,网络学习速度慢,局部极小的问题,运用群体搜索能力强的思维进化算法(MEA),寻找出最优的初始权值和阈值,优化BP神经网络的网络结构,建立MEA-BP神经网络的土壤养分等级评价模型。以敦化市黑土的土壤养分数据作为测试集,评价指标选用土壤的有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾。对比MEA-BP网络预测模型、遗传算法(GA)优化BP网络预测模型和单一的BP网络预测模型,结果表明MEA-BP网络预测模型的均方误差(MSE)最小、决定系数(R^2)最接近1和误差波动最小,可以更准确地反映土壤养分分级特性。

基于人工嗅觉系统的土壤有机质检测方法研究

为了实现土壤有机质快速、准确的测量,提出了一种基于人工嗅觉的土壤有机质含量检测方法。首先,由不同温度控制的10个气体传感器所构成的阵列对土壤样品气体进行采集;然后,提取每个传感器响应曲线上的7个特征(包括最大值、最小值、平均值、平均微分系数、响应面积、第30秒的瞬态值和第60秒的瞬态值),构建嗅觉特征空间;对特征空间优化后,采用回归算法建立预测模型。为减小不同测定算法、异常样本以及冗余特征对模型预测性能的影响,在应用蒙特卡罗抽样(Monte Carlo sampling,MCS)法剔除异常样本的基础上,采用主成分分析(Principal component analysis,PCA)法对特征空间进行降维处理,评估了包括偏最小二乘法回归(Partial least square regression,PLSR)、支持向量机回归(Support vector machine regression,SVR)和BP神经网络(Back propagation neural network,BPNN)等3种建模方法对土壤有机质含量的预测性能,选用决定系数R2、均方根误差(RMSE)和预测偏差比(RPD)评价各模型的预测性能。测试集验证结果表明,PLSR、SVR和BPNN这3种模型的预测值和样本的观测值之间的R2分别为0.86、0.91和0.85,RMSE分别为2.49、2.05、2.68 g/kg,RPD分别为2.49、3.02和2.32。SVR模型的预测性能高于PLSR模型和BPNN模型,可对土壤有机质含量进行准确预测。

播种机关键部件性能测试平台设计与应用

针对缺少系统测试播种机关键部件运行参数和性能指标测试平台的问题,设计了一种播种机关键部件性能测试平台,阐述了该平台的工作过程,确定了其种肥量检测系统、气流供给与检测模块、地轮驱动模块、三点悬挂模块、液压动力模块及显示与控制系统的结构及关键参数,并以Stewart类自由度并联结构设计了模拟地表坡度的运动框架。播种机关键部件性能测试平台空载和各系统模块工作性能测试试验结果表明:该平台可实现排种与排肥过程中8路导种管和导肥管内种肥排出信号及种肥质量检测,可提供排种轴与排肥轴转速为20~120 r/min时,高速气送式排种与排肥所需流量为1699.2~2557.5 m^(3)/h的输送气流,并可测试排种与排肥环节气流压力与流量、播种机传动系统转速与转矩;通过运动框架可模拟-5°~5°地表坡度中地表不平对播种机排种性能的影响,运动框架设置的倾斜角度与角度传感器测定的倾斜角度偏差率为0~0.25%、往复摆动角度偏差率为0~0.275%,平台运行稳定,满足不同排量的排种与排肥性能测试要求。

过表达von Hippel-Lindau蛋白抑制小鼠结肠癌的生长及肝转移的研究

目的本研究拟探索在体内和体外过表达VHL蛋白能否抑制结肠癌的生长和转移。方法 应用含有VHL的腺病毒在体外及体内过表达VHL蛋白。在体外检测结肠癌细胞CT26的增殖、凋亡和迁移,应用Western blot检测相关蛋白的表达。建立结肠癌皮下移植瘤和肝转移癌模型并判断治疗效果。结果过表达VHL蛋白通过调控COX-2、Bcl-2和MMP-9的表达抑制结肠癌细胞CT26增殖和侵袭,促进CT26细胞凋亡。在体内过表达VHL蛋白可抑制结肠癌皮下移植瘤的增长和结肠癌的肝转移。结论 过表达VHL蛋白可抑制结肠癌的增长和转移,促进结肠癌细胞凋亡,提示VHL可能作为结肠癌治疗的一个潜在靶点。

油菜全产业链机械化智能化关键技术装备研究现状及发展趋势

油菜全产业链包括产前、产中、产后阶段,发展各阶段机械化与智能化技术是实现油菜生产节本增效的重要途径之一。本文分析了国内外油菜全产业链生产概况和主要环节关键技术与装备发展现状,概述了产前油菜小区育种、种子精细处理与产后油脂加工关键技术,重点阐述了产中阶段耕整地、播种、收获、田间管理环节的重点技术发展动态,涵盖了种床整理技术、开畦沟技术、深施肥与秸秆还田技术、单体式与集中式精量排种技术、无人机播种与病虫草害防控技术、分段与联合收获技术、饲用油菜收获技术及其配套装备。在系统总结和分析我国油菜产业特点和发展趋势的基础上,指出了现阶段油菜全产业链机械化智能化发展存在区域不平衡、上下游阶段不平衡和各环节技术体系不平衡,提出加快产前、产后成套装备研发,促进油菜多功能开发利用,实现产中各环节机械化水平均衡发展,探索油菜机械化生产智能技术与无人系统,形成政府推动-市场拉动-规模驱动-科技引领的发展路径,是实现油菜全产业链高质高效发展的关键。

新发展阶段下农业工程类专业高质量人才培养探索与实践

把握高等教育新发展阶段的农业工程内涵,培养复合型、创新型的农业工程类专业高质量人才,是农业高校服务国家战略、对接农业产业需求、深化工程教育教学改革的重要举措。阐述了新发展阶段下高校农业工程类专业学科交叉、工农融合的发展内涵,顺应农业信息技术应用对理论基础扎实、实践能力强、具有国际视野的高质量人才的需求,结合华中农业大学工农融合校本特色与新工科专业建设背景,开展教学规模与质量平衡途径、虚实并存育人条件、产学研融合实践平台、专产协作培育机制、交叉耦合培养范式、全人教育创新文化等探索与实践,总结分析华中农业大学高质量人才培养模式对深化农业工程类专业教育的改革成效,提出了革新质量育人理念、创新多维育人模式、优化完善育人体制等农业工程类专业高质量人才培养实现路径,为乡村振兴战略、未来农业和经济社会发展提供一流人才支撑。

指夹式排种器振动模拟与试验分析

为研究免耕播种机工作过程中产生的随机振动对排种质量的影响,对2BM-2免耕播种机在秸秆覆盖条件下作业时排种器的振动特性进行测试,并对振动信号进行时域和频域分析。结果表明:排种器的振动主要由免耕地表引起的垂直方向的振动,振动主频集中在0~20Hz。搭建排种振动试验台,测试不同频率与振幅条件下指夹式排种器播种合格指数,结果表明:随着振动幅值与振动频率的增加,播种合格指数降低,振动频率对播种合格指数的影响较振动幅值的影响更为显著。

新型通用型血管腔内介入手术机器人辅助髂动脉支架植入术1例

患者男性,60岁,因“双下肢冷感5年,左下肢冷感加重伴间歇性跛行3个月”于2021年11月5日来我院就诊。患者自述步行约10 m后双下肢疲乏,休息后可缓解。既往史:高血压20年,服用琥珀酸美托洛尔和硝苯地平,血压维持于130/85 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)左右。糖尿病20年,胰岛素控制血糖,空腹血糖控制在8 mmol/L;2021年7月诊断为冠心病,行冠状动脉支架植入术,目前病情平稳。体检:双下肢皮肤色泽苍白,小腿可见色素沉着,皮温低,左侧小腿为著;左侧足背动脉、左侧胫后动脉、左侧股动脉搏动未触及,右侧足背动脉搏动可,右侧胫后动脉未触及,右侧股动脉搏动可触及。双下肢感觉功能无明显异常,活动可。双侧桡动脉、颈动脉搏动无明显异常。

腹主动脉瘤腔内修复术中封闭髂内动脉后的并发症及其与侧支血管形成的关系

背景与目的:腹主动脉瘤腔内修复术(EVAR)由于其安全性和有效性,已逐步成为腹主动脉瘤的一线治疗方法,虽然目前已有各种微创腔内器具和介入技术运用于髂内动脉(IIA)的保留,但临床上需封闭IIA的情况仍不少见,而一旦封闭IIA,尤其进行双侧IIA栓塞的患者,可能出现臀肌缺血、肠道缺血、性功能障碍等并发症。同时,部分IIA侧支建立良好患者行双侧IIA封闭后无明显封闭相关并发症的发生。因此,本研究探讨分析EVAR中封闭单侧或双侧IIA后,臀肌、肠道、生殖器缺血等并发症情况及其与侧支代偿之间的关系。方法:回顾性收集并分析2011年7月—2021年7月在中国人民解放军海军军医大学附属长海医院行EVAR的1902例患者的基线资料及术前、术中、术后影像学资料,筛选出426例行IIA封闭的患者(62例行双侧IIA封闭,264例行单侧IIA封闭),并进行并发症相关症状电话随访。统计患者围手术期和随访期患者臀肌缺血、肠道缺血、性功能障碍等相关并发症情况,根据术中及术后影像观察侧支代偿情况,并分析侧支建立与并发症的关系。结果:426例患者中,73例(17.1%)出现臀肌缺血症状,7例(1.6%)出现肠道缺血坏死症状,3例(0.7%)出现性功能障碍。术后1~12个月复查全主动脉CTA,321例(75.4%)存在单侧或双侧IIA侧支血管,其中143例(33.6%)有股深动脉(DFA)-IIA侧支形成,79例(18.5%)有股总动脉来源侧支,90例(21.1%)有肠系膜上动脉-IIA脏支侧支建立,7例(1.6%)存在股浅动脉-IIA侧支,7例(1.6%)存在脾动脉-IIA侧支,13例(3.1%)存在髂外动脉-IIA侧支,76例(17.8%)有来自对侧IIA的侧支。全组患者中,有侧支血管建立的患者并发症发生率明显低于无侧支建立患者(OR=4.68,95%CI=2.84~7.71,P<0.05),且主要与对侧IIA的建立有关(OR=6.30,95%CI=2.21~17.94,P<0.05)。在双侧IIA封闭的患者中,有侧支血管建立的患者并发症发生率明显低于无侧支建立患者(OR=5.79,95%CI=2.65~12.67,P<0.05),且主要与DFA侧支建立有关(OR=2.91,95%CI=1.35~6.29,P<0.05)。结论:EVAR术中封闭IIA后臀肌、肠道、生殖器有不同程度缺血症状,并发症发生与术后侧支血管代偿密切相关,对于需要在EVAR术中行双侧IIA处理的患者,术前应充分评估相应侧支来源血管,并在术中予以保留。