猪胴体重在线分级预测线性回归模型研究

[目的]针对国内大多数屠宰企业仍通过人工测量猪胴体背膘厚度,再结合胴体重对其进行分级,存在劳动强度大、作业效率低、人畜交叉污染风险高等问题,本文旨在建立猪胴体重预测模型,以便利用图像处理等技术获取模型中的相关参数,进而获得胴体重。[方法]在14:00—15:00、15:20—16:20、16:30—17:30三个时段内,随机选取按照标准化工艺屠宰后15 min左右、胴体重50~90 kg的猪胴体60头,在完成各试样前腿处横长(L_(f))、1/2处横长(L_( 1/2))、后腿处横长(L_(r))、1/2处背膘厚度(t_(1/2))、胴体直长(L_(t))及胴体重(w)等参数测定的基础上,建立不同的胴体重预测模型并进行优化及准确率验证。[结果]采用横长加权均值(L e)代替背膘厚度,与直长建立的胴体重预测模型为w=4.05L_(e)+0.45 L_(t)-116.32,其决定系数由0.48提高到0.96(P=0.01),预测准确率最高达94.16%。[结论]采用横长加权均值减小了误差,建立的猪胴体重预测模型准确性较其他模型高。

稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机设计

设计了一种集稻麦收获开沟埋草等功能于一体的复式作业机械,该机采用联合作业方式,一次作业可完成联合收获、开沟、埋草等作业。田间试验表明,该机传动合理、工作可靠、开沟作业质量稳定,梯形沟上、下口宽分别约为220 mm和160 mm,平均深度为193 mm,满足农艺埋草、排水的要求。

基于可编程控制器的猪胴体喷淋冷却作业控制系统设计

喷淋冷却是一种可以有效降低猪胴体预冷干耗的方法,但由于缺乏相关设备,生产中多采用人工作业的方式进行喷淋。针对人工作业中存在的劳动繁重、效果不稳定等问题,该文设计了一种以PLC(programmable logic controller)为处理器、触摸屏为人机界面的猪胴体喷淋冷却控制系统,该系统可实现猪胴体喷淋冷却作业的自动启停,并支持在触摸屏上人工调整喷淋作业参数等功能。干耗试验表明:人工喷淋的猪胴体24 h冷却干耗均值分别为:夏季1.59%±0.14%,冬季1.34%±0.10%,采用该控制系统分别为:夏季1.25%±0.07%,冬季1.19%±0.05%,相比于人工喷淋分别降低了21.4%、11.2%(喷淋参数:高频喷淋2 h、高频喷淋间歇时长30 min、低频喷淋4 h、低频喷淋间歇时长60 min、单次喷淋时长20 s)。该参数下,人工喷淋作业结束后,猪胴体需在预冷库内继续静置12 h才能将温度降至4℃,采用该系统完成喷淋作业后,继续静置7 h即可达到相同效果,减少了27.7%的冷却时间。该系统的猪胴体24 h降耗稳定性显著高于人工作业(P<0.05)且不受季节影响(P>0.05),且具有操作简单,工作稳定可靠等特点,能够免除繁重劳动,降低人力成本。可适用于与生猪屠宰有关的降温降耗领域。

全喂入式联合收割机碎草脱粒装置的改进设计

针对全喂入联合收割机存在脱粒后排出的秸秆较长,不利于还田利用,甚至影响后续耕种及作物生长,而现有配套秸秆切碎装置结构复杂、通用性差等问题,该文设计了导流型碎草刀,并对4LL-1.8型全喂入联合收割机的脱粒装置进行了改进。田间试验表明,改进后的脱粒装置在完成作物脱粒后,可对秸秆进行切碎。通过调整碎草刀与滚筒轴夹角α的大小,可有效改变切碎秸秆长度。当α大于等于60°时,切碎秸秆长度小于200 mm,秸秆入沟率不小于90%,满足秸秆切碎及集沟还田要求,并利于后续作业。该装置结构简单、切碎效果良好,可为同类机具改进设计提供借鉴。

稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机开沟功耗研究

为了获得较准确的开沟功耗,从而为稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机动力配套、开沟作业参数选择提供依据,对多功能一体机开沟部件作业功耗进行了测试,并建立了开沟作业功耗数学模型。结果表明:刀盘转速为294r.min-1时,平均开沟功耗最低(8.18kW),446r.min-1时平均开沟功耗最高(10.83kW),最高平均功耗约占配套动力的25%。正常作业效率下,开沟功耗为8～12kW;从低耗高效原则出发,刀盘转速宜取294～369r.min-1;不同刀盘转速下,模型用不同修正系数修正后可用来进行开沟功耗估算、整机动力配套或各部件动力分配。

墒沟集草型稻麦联合收获机设计与试验

在现有全喂入式稻麦联合收获机上,采用技术集成的方法,重新配套动力,加装开沟、导草及其传动等装置,设计了墒沟集草型稻麦联合收获机。试验表明,该机设计方案可行,作业质量稳定,平均作业速度可达0.8 m/s,作业效率0.27 hm2/h,秸秆入沟率不小于95%,能一次完成稻麦联合收获、墒沟开挖、秸秆集沟还田作业。

联合收获免耕直播机开沟分土装置抛土性能研究

针对我国稻麦轮作区在作物收获后均可进行免耕播种的作业要求，在原设计的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机的基础上，对开沟装置结构参数、运动参数及分土导流装置结构进行优化，利用开沟抛起的土块对免耕直播的种子进行覆盖。田间试验表明：优化改进后的开沟分土装置作业效果良好，作业后土垡边长不大于4cm、碎土率达90％，抛土均匀性不小于85％，单侧平均抛土幅宽1．1～1．2m，抛土集中区平均覆土厚度2．3cm，不仅达到开沟机械作业的质量标准要求，还能满足当地农艺上的覆土盖种要求。

稻谷整粒与粉碎水分测试方法的对比分析

通过连续测试在一定含水量区间内的稻谷籽粒含水量,对比分析国家标准稻谷粉碎测试与国外稻谷整粒测试所得的含水量。结果表明,稻谷经粉碎后测试含水量与整粒测试含水量在整个水分测试区间存在较大差异,整粒测试所得含水量大于粉碎测试所得含水量,并且随着稻谷籽粒含水量的降低2种测试方法间含水量差异性逐渐减小,直至稻谷含水量达到11%左右时2种测试方法间无差异。因此总体来说整粒测试方法所得稻谷含水量测定结果更准确可靠。

圆盘开沟机刀盘升降装置参数优化的Matlab实现

为了解决圆盘开沟机在下地、过梗、爬坡过程中出现的旋耕刀易破损、刀盘支架易变形等问题,通过对其关键部件的分析研究,以刀盘轴最大提升高度和升降装置最小尺寸为目标函数建立数学模型;用Matlab软件对其结构尺寸进行参数优化.优化结果显示:当油缸支架为113 mm,刀盘轴支承臂为200 mm,刀盘轴回转臂为732 mm时,刀盘轴最大提升高度可达1092 mm.与初始设计相比,刀盘提升效果显著,达到了优化设计的目的.

微生物菌喷施对集沟还田稻麦秸秆的影响

在稻麦轮作、秸秆集沟还田模式下,针对沟内秸秆因腐解过慢而妨碍下茬作物正常生长的问题,利用微生物复合菌对秸秆的催腐特性,采用已研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机的喷施功能,对沟内秸秆进行喷菌使其快速腐解还田。为考察菌剂对秸秆的腐解效果,设计了裂区对比试验。试验结果表明:观察期内,夏季麦秸秆在液体菌剂+覆土处理下腐解率达74.60%,远高于对照组(不施菌剂+覆土)的12.80%,也高于未覆土+液体菌剂处理的44.11%,表明适宜的菌剂对麦秸秆有较好的促腐效果;冬季稻秸秆在各菌剂处理下秸秆的腐解率均不超过30%,且与对照组无显著差异(P>0.05)。粉末状菌剂的各处理腐解率均在25%以下,促腐效果不明显,表明粉剂在该模式下适用性有限。该研究为集沟还田的秸秆进一步处理提供了参考。

茄子收获机器人机械臂避障路径规划

提出了一种茄子收获机器人机械臂在笛卡尔空间的避障方法。将空间障碍物等效为可以用数学建模的圆柱扇环,将三维空间的路径规划简化为二维,提高了控制的实时性;将障碍从工作空间转换到C-空间中,使对机器人的控制直接作用于关节,避免了使用雅可比逆阵进行复杂的坐标转换。将C-空间映射到图像矩阵中,通过对图像进行适当的处理,规避了在使用A*算法寻优时可能出现的失败。实验结果表明,该避障路径规划方法计算量小,实时性好,适合自然生长状态下茄子的自动收获。

低场核磁共振技术研究猪肉冷却过程中水分迁移规律

目的:采用低场核磁弛豫时间和低场核磁成像技术,研究在模拟冷库环境条件下,风循环冷却和雾化喷淋冷却过程中猪肉水分迁移规律。方法:选择宰后2 h内的整条带皮猪背最长肌(通脊)10条,沿肌肉走向垂直方向分切成4份14 cm×10 cm×6 cm的肉块,其中2份保留猪皮及皮下脂肪(带皮组),另2份则去除猪皮及皮下脂肪(不带皮组),带皮组和不带皮组肉块分别放入风循环冷却和雾化喷淋冷却的模拟冷库中进行冷却,并于0.0、1.5、3.0、4.5、6.0 h和7.5 h进行低场核磁共振横向弛豫时间(T_2)和低场核磁成像测定,同时记录肉块质量变化。结果:风循环冷却过程中猪肉中结合水峰面积A_(2b)和结合水占猪肉中总水分的百分比P_(2b)变化差异不显著(P>0.05)、不易流动水t_(21)显著降低(P<0.05),自由水A_(22)、P_(22)也显著降低(P<0.05);而在雾化喷淋冷却过程中,结合水A_(2b)、P_(2b)和不易流动水t_(21)、A_(21)、P_(21)变化差异不显著(P>0.05),自由水A_(22)、P_(22)则显著降低(P<0.05)。带皮猪肉和不带皮猪肉在冷却过程中水分迁移的变化过程相同,但水分损耗存在差异。结合图像分析,在冷却过程初期,猪肉干耗主要是自由水的损失;而冷却后期,猪肉干耗则主要是部分不易流动水的损失。雾化喷淋冷却通过补充外源水,来减小猪肉内部和外表的水势差而抑制不易流动水由内向外迁移,可有效降低冷却干耗。

猪胴体预冷过程中雾化增湿与喷淋对干耗的影响差异性研究

本研究对比了雾化增湿与雾化喷淋两种方式对猪胴体预冷干耗的影响。采用超声雾化加湿器来增加预冷环境湿度方式以及气液两相流间歇雾化喷淋的方式分别对猪胴体样品进行预冷处理,以直接冷却猪胴体样品为对照组。实验结果表明:雾化增湿组样品最终平均干耗为1.442%,经14 h雾化喷淋处理的各样品继续冷却至24 h后测得最终平均干耗为1.066%,对照组实验样品最终平均干耗为2.914%。雾化喷淋冷却处理与雾化增湿冷却处理均可使猪胴体冷却速度加快(p<0.05)。雾化喷淋冷却处理与雾化增湿冷却处理均可有效缩短样品干耗达到峰值的时间(p<0.05),其达到峰值时间关系为:雾化喷淋组<雾化增湿组<对照组。雾化喷淋冷却处理与雾化增湿冷却处理均可显著降低猪胴体预冷干耗(p<0.05);雾化喷淋冷却处理比雾化增湿冷却处理降低干耗效果更为理想(p<0.05)。

分段喷淋冷却降低宰后猪胴体预冷损耗保持色泽

针对宰后猪胴体在冷却过程中因前期体温高、蒸发快而致24 h干耗高,传统的喷淋降耗工艺作业时间长,及现有研究关于喷淋冷却对猪胴体色泽影响探讨不足等问题,该文通过采用冷却前期高频、后期低频的分段式喷淋工艺,运用正交试验法研究了各喷淋参数对胴体冷却干耗、表面亮度L*值及绿度a值的影响,建立了各显著性喷淋参数与干耗的线性回归方程。结果表明,影响干耗的主次因素依次为:高频喷淋总时长、高频喷淋间歇时长、低频喷淋间歇时长、单次喷淋时长、低频喷淋总时长,其中高频喷淋总时长对干耗有极显著的影响(P<0.01),单次喷淋时长、高频喷淋间歇时长、低频喷淋间歇时长有显著影响(P<0.05);影响中部亮度L*值及绿度a值的主次因素分别为:高频喷淋总时长、低频喷淋间歇时长、高频喷淋间歇时长、低频喷淋总时长、单次喷淋时长和高频喷淋总时长、高频喷淋间歇时长、低频喷淋间歇时长、单次喷淋时长、低频喷淋总时长,其中高频喷淋总时长对亮度L*值有极显著影响(P<0.01),对绿度a值有显著影响(P<0.05),其他因素对亮度L*值(除低频喷淋间歇时长)及绿度a值影响均不显著;优化结果为高频喷淋总时长为2 h,单次喷淋时长为10~20 s,高频喷淋间歇时长为5~9 min,低频喷淋总时长为4 h甚至更短,低频喷淋间歇时长为30~50 min,该参数下胴体24 h冷却干耗约1%,中部表面亮度L*值约74~77、a值约-0.5~3,不仅可满足企业的降耗要求,还可获得利于销售的胴体色泽;与传统喷淋冷却工艺相比,分段式喷淋工艺可缩短作业时间1~5 h。研究结果可为猪胴体喷淋降耗方式及参数的选取提供参考。

稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机行走及脱粒性能改进

针对自行研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机所存在的行走直线稳定性差、脱粒质量较低等问题。依据横向轴流式滚筒对稻麦秸秆的传递导流作用和二次复脱的原则,通过增设辅助滚筒的方法既改变出草口位置使开沟总成中移,消除整机偏向力,又延长秸秆在滚筒内的作用时间,提高谷物脱粒质量。其中:辅助滚筒总长为855 mm,导流角为18°,滚筒直径为452 mm,转速为1 350 r/min。性能测试表明:改进后自研一体机在0.27、0.58、0.85 m/s 3种不同工况下行走偏移度分别降低了93.9%、94.4%、93.3%,行走直线稳定性显著提高;小麦和水稻总损失率分别降低20.9%和11.8%,含杂率分别降低45.7%和21.4%。尽管水稻破碎率增加了7.4%,但脱粒的综合质量有较大提高。该研究增进了多功能一体机的适用性,为稻麦秸秆机械化集沟还田提供了参考。

稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机喷菌装置的设计及试验

针对秸秆集沟还田模式下稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机开沟埋草作业后,入沟秸秆较难腐解影响田间中期管理的问题,结合该机结构参数和工作特点,设计了喷菌装置与该机集成,对秸秆喷施生物菌促使其快速腐解。试验表明:喷菌装置不影响一体机各功能的正常工作,作业速度为0.27 m/s时喷菌雾滴连续,秸秆表面覆盖率为67.50%,对20 cm层的秸秆穿透率达43.49%,比普通背负式喷雾器分别高出74.9%和347.4%,性能优势明显。观察期内喷菌处理对秸秆的腐解率最佳达74.6%,比未喷菌处理的12.8%提高482.8%。该研究为秸秆集沟还田一体机的适用性和秸秆集沟还田的进一步推广提供参考。

稻麦联合收割开沟填草一体机的改进与设计

【目的】改进并设计稻麦联合收割开沟填草一体机,旨在实现一次作业完成作物收获、排草导草和开沟填草等工序。【方法】在现有联合收割机的基础上,通过合理的结构设计和动力选择,分别对排草口挡草板、分土导流装置和清沟铲进行改进,设计了一种集稻麦收获、开沟、填草等功能于一体的复式作业机械,并对其性能进行了田间试验。【结果】田间试验结果表明,复式作业机械的开沟作业质量稳定,梯形沟上、下口宽的平均值分别为245和150 mm,平均深度为145 mm,秸秆入沟率达82%以上。【结论】改进设计的稻麦联合收割开沟填草一体机收获和开沟性能稳定可靠,能基本满足农艺的要求。

基于模糊理论的猪胴体喷淋作业参数优选

[目的]传统的猪胴体喷淋冷却多以增湿降耗为目的,作业时间长,且实际生产未能结合胴体表面感官品质进行作业参数优选。本文在改进喷淋方式的基础上,根据实际生产需求进行模糊参数优化。[方法]以"杜长大"三元杂交猪胴体为试材,依据胴体前期干耗大的特点,改传统的固定频率喷淋模式为前期高频、后期低频的喷淋模式,以胴体的干耗、色泽(L*值和a值)、水痕为优化目标,运用正交法进行参数优化试验,在确定目标权重和隶属函数的基础上,通过模糊运算得到各试验综合评价值后,经直观分析得到最佳喷淋参数。[结果]优选参数:前期高频喷淋总时长2 h,高频喷淋间隔时长9 min,低频喷淋总时长4 h,低频喷淋间隔时长40 min,单次喷淋时长10 s,此时胴体的干耗为1.07%,L*为77.95,a为-0.05,水痕为2.16%,对应的隶属度分别为1、0.692、0.852、0.884。与传统喷淋方式相比,在同样要求达到1%降耗效果的情况下,可缩短降耗时间6 h,单次喷淋时长由60~90 s缩短至10 s。[结论]优选参数满足生产降耗需求,且表面感官品质较优,可为生产实践中的喷淋方式及其参数选取提供参考。

基于油菜角果长度图像识别的每角粒数测试方法

油菜育种考种和产量估测都需要测试油菜每角果籽粒数,现阶段油菜每角粒数仍然通过人工拨荚计数籽粒数量的方式获取,人工计数方式费时费力效率低下,已经远远不能满足现代化育种和产量估测需要。针对油菜每角粒数依靠人工计数的不足,该研究提出一种基于油菜角果长度图像识别的每角粒数测试方法。通过人工测量油菜角果长度和每角粒数,建立油菜角果长度与每角粒数之间的关系模型,通过扫描仪获取平铺状态下的油菜角果图像,角果图像经预处理和细化处理后利用击中击不中变换对角果的端点和交点进行检测,使用基于密度的具有噪声的空间聚类DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法去除多余的交点,对端点进行分类和配对并求出对应角果的长度,将角果长度代入油菜角果长度与每角粒数之间的相关性模型中得到每角粒数。结果表明,3个品种的油菜角果长度平均图像识别准确度为97.25%,每角粒数平均预测准确度为83.87%。该方法实现了油菜每角粒数自动识别计数功能,提高了油菜每角粒数计数效率,对油菜育种考种和产量预测都具有重要意义。

不同机械脱粒方式粳稻储藏品质及其相关性研究

为研究不同机械脱粒方式收获粳稻霉菌量和种用品质的差异性,以手工脱粒收获粳稻为对照组,对切流式、轴流式脱粒收获粳稻进行霉菌菌落计数试验和发芽试验,测定不同机械脱粒方式收获粳稻的裂颖率、发芽性能指标、粳稻霉菌量、糙米霉菌量、全部裂颖籽粒霉菌量、正常籽粒霉菌量。结果表明:切流式与轴流式脱粒收获粳稻霉菌量差异显著(P<0.05),切流式脱粒收获粳稻霉菌量超出105 CFU·g^-1,轴流式脱粒收获粳稻霉菌量接近105 CFU·g^-1,手工脱粒收获粳稻霉菌量略高于10^4 CFU·g^-1;粳稻霉菌量、糙米霉菌量与裂颖率呈极显著一元线性关系(P<0.001),决定系数R2分别为0.9082、0.8719;粳稻霉菌量与发芽性能指标相关性显著(α<0.01),粳稻霉菌量与发芽势、发芽率的负相关系数分别是0.917、0.905,粳稻霉菌量与畸变数、幼苗根部发霉数的正相关系数分别是0.896、0.959。从粳稻储藏安全性和种用品质考虑,粳稻优先考虑选择轴流式脱粒收获。