农业机械化对山区农户收入的影响机制分析——基于浙江省山区26县的面板数据

农业机械化对山区农户收入的影响机制以及如何促进山区农业机械化水平的提升,仍然是共同富裕进程中一个值得思考的问题。基于2007—2020年浙江省山区26县的面板数据,运用FGLS法检验农业机械化对山区农户收入的影响。结果表明:①山区农业机械化主要通过劳动力转移促进农户工资性收入的提升;②小型农业机械的数量对农户收入具有显著的正向影响,使用小型农业机械有利于山区农户收入的提升;③通过调节效应检验发现,地形对于农业机械化促进农户收入提升具有正向作用,即便存在地形条件的约束,山区农业机械化水平的提高依旧能够显著增加农户收入。浙江省山区26县应采用适合山区丘陵作业的小型农业机械,提高山区土地集约化利用水平,以及加强农业基础设施建设,以促进浙江省山区26县农业农村现代化和实现共同富裕。

基于F-B-S模型的SAM产品可重构模块设计

提出了一种小型农业作业机(SAM)产品可重构模块开发的新方法,将公理化设计技术(AD)应用于产品模块设计过程中,针对模块功能分解进行了F-B-S模型的构建和分析,以SAM产品核心模块变速箱为实例,进行了公理化设计和可重构模块的F-B-S模型验证。结果证明上述设计方法在SAM可重构模块开发中能实现模块的快速设计和重组,为产品的快速设计和建立SAM产品可重构模块资源提供了一种开发方法。

基于单片机和微信小程序的高效农机租用系统

每年农忙时刻,由于农用机数量有限,常常出现农民在播种机、收割机等机器周围排队等待但租用公司机器却被闲置的现象。为解决机器资源分配不均、农民使用机器困难等问题。基于此,系统采用单片机技术和小程序联合的方式,使得农民在微信小程序上就能够下订单,租用公司工作人员进行机器操作,并进行自动计费,实现手机、单片机、农用机的三机协同工作,实现农耕智能化。

基于TRIZ理论的山地多功能播种机创新设计

基于TRIZ理论,对山地多功能播种机进行了创新设计。通过分析山地环境和用户需求,运用TRIZ工具,矛盾矩阵、分离原理和动态化原理,提出了一系列创新设计要点。设计出的山地多功能播种机具有特殊的行走机构、智能控制系统、多功能模块和可拆卸结构等特点,能够适应复杂的山地地形,实现精准作业,提高农业生产效率。研究成果可为小型农机具的设计提供参考。

基于扎根理论的外来农机服务嵌入小农户阻滞因素研究——以小麦机收为例

外来农机服务的有效嵌入能够为小农户带来先进农机装备、现代农业技术和科学生产理念,是助推小农户衔接现代农业的有效途径。为明晰外来农机服务嵌入小农户困境,本文运用扎根理论对安阳市90位小农户的访谈资料进行逐级编码,最终挖掘出本地农机服务优势、熟人社会排斥、小农户订单零碎化、外来农机服务能力不足、供需双方互通不畅、价格与角色劣势和服务后关系难维系等7大阻滞因素,并由此构建了外来农机服务嵌入小农户困境理论模型。本研究有助于理解农机服务跨区异地作业的不利因素,为农机服务市场拓展提供行动逻辑指引,从而破解外来农机服务嵌入小农户困境。

日本小型农机的现状与发展分析

日本80%的国土为山地和丘陵地形,地理情况与中国南方丘陵地区相似。作为典型的岛屿国家,日本的耕地资源非常有限,农业生产成本高、农田耕作难度大,适宜种植和发展的农产品种类有限,导致日本农业产出不足。同时,随着日本人口负增长、老龄化严重,农业劳动力短缺也已成为日本农业农村发展的严重挑战。在这种背景下,日本以提高农业生产效率为目标,通过工业赋能农业,大力发展小型农机具,形成了以久保田、洋马、井关、三菱为龙头的农机产业,其产品遍布了农业生产的各个领域和各个环节,其农机技术在世界居领先地位。本文通过汇总日本小型农机的代表性产品,分析了其农机的特点、存在问题以及发展方向,以期为我国农机行业的发展提供经验和启示。

基于可重构模块化的小型农业作业机方案设计

在综合分析设施农业用多功能作业机功能需求的基础上,根据结构可重构模块化设计方法的特点,对小型农业作业机的方案设计过程进行了研究,并应用运筹学的相关原理,将层次分析法与动态规划等结合起来,对其进行寻优组合评价,为最终实现作业机可重构模块化设计提供理论基础。

基于LMSTest.Lab的小型农业作业机振动测试与分析

为分析小型农业作业机的模态振型及可靠性,应用LMS Test.Lab测试系统,对JSX5D小型农业作业机进行模态试验与分析,得到其固有频率、阻尼比以及相应的振型等模态参数。试验结果表明该机基频较高,而阻尼比较低,分别为196.72 Hz和不大于4.41%,说明该机具有很好的刚度。但扶手部分阻尼比仅为0.57%,为降低工作时的振动强度,应加入合适的阻尼材料;发动机和齿轮箱机械接口的振动方向与该类接口的法线方向一致,说明该类接口的连接刚度较弱,应加强接口的连接刚度,保证作业机的动力输出。

基于接口的小型农业作业机模块划分方法

产品模块化设计时模块划分的合理性直接影响实现大规模定制生产的效果。提出了一种通过接口关系进行模块划分的方法,将零件接口关系用模糊隶属度函数进行定量化描述,在模糊图上通过割集的方法实现模块的合理划分。以SF5系列小型农业作业机产品为例,通过模块化设计将不同模块进行组合,可满足农林牧多行业用户的功能需求。

面向大批量定制生产的小型农业作业机客户需求模型的构建研究

从小型农业作业机的市场需求出发,建立了大批量定制生产下产品的客户需求模型,并采用关联分析、模糊聚类等技术将大批量定制生产模式下的属于客户视角的、模糊的市场需求转换为产品设计视角的、量化的、具有工程意义的技术参数和指标。最后以SF系列温室管理机的产品族规划实例进行了上述方法和模型的验证,结果表明上述方法和模型为企业提供了客户群体需求倾向分析,为大批量定制生产产品的产品族规划、功能模块化以及产品快速设计中及时响应客户群体需求倾向技术奠定了基础。

基于产品模板的小型农机产品快速配置研究

提出了采用有向图形式构建产品系列的多级配置模板,根据图论数学理论,利用模板变异技术实现了机械产品的快速配置。并根据模块化小型农业作业机的快速配置设计需求,提出了基于图论模板技术的快速配置设计系统流程。通过小型农机智能配置系统实例应用表明:采用有向图变换方法能实现产品的快速拟定虚拟产品方案设计,为实现小型农机产品的客户快速配置提供了一种可行的方法。

基于模板理论的农机智能配置设计系统研究与开发

提出基于图模板技术的产品配置方法,采用有向图构建农机产品族模型,利用图论中的同构图理论实现产品的变型设计,并根据模块化小型农业作业机的快速配置设计需求,设计了基于图模板技术的快速配置设计系统流程,并采用上述方法和设计流程进行了农机智能配置设计原型系统的开发和实例应用,结果表明,该系统能很好的满足客户的个性化需求并能根据需求快速拟定虚拟产品的设计方案.

气力式小粒径种子精量排种器吸种效果影响因素研究

针对油菜、青菜等类球形小粒径种子粒径小、质量轻,通过排种合格指数、漏播指数等指标研究吸种环节影响机制易受后续卸种、导种等串联环节影响的问题,以正负气压组合式小粒径种子精量排种器为研究对象,通过吸种运移状态图像拍摄试验,确定型孔漏吸、单粒吸种及重吸发生概率,开展吸种环节研究。吸种状态分析发现小粒径种子质量轻,-200Pa时即可被吸附,在负压绝对值较大时会出现4～6粒重吸;型孔单粒吸种发生概率与种子千粒质量、排种盘转速、型孔直径、工作负压等因素相关性极显著(P<0.01);排种器存在稳定吸种临界负压,当工作负压在临界负压1～2倍范围内,型孔单粒吸种概率高于0.92,漏吸与重吸发生概率均低于0.04;结合吸种过程受力分析可知排种盘转速变化造成单粒吸种概率变化的主要机制是影响型孔与种子吸附作用时间,进而影响单粒吸种可靠性;当转速增加,实现稳定吸种的临界负压绝对值增大,吸种负压计算的可靠性系数应增大;以漏吸概率0.02及单粒吸种概率0.92的工作负压为参考值,建立了可靠性系数与排种盘工作转速及型孔直径相关的数学模型,利用该模型计算排种器吸种可靠性系数,进而确定吸种负压临界值,可使排种器漏吸发生概率小于0.04,单粒吸种概率大于0.92,排种器稳定工作。研究明确了正负气压组合式小粒径种子精量排种器吸种环节影响机制和用于计算吸种临界负压的可靠性系数模型,为气吸式排种器设计与性能提升提供了参考。

薄面激光-硅光电池中小粒径种子流监测装置研制

针对油菜、小麦等中小粒径种子在播种过程中难以兼容监测的问题,该文采用光层厚度约为1 mm的薄面激光发射模组和硅光电池的光伏效应原理设计了一种中小粒径种子流监测装置。根据薄面激光模组发射角度与硅光电池对角线长度计算出种子监测区域大小以及监测区域的具体位置,明确了监测装置的导管内径、导管中心线位置、薄面激光发射模组与硅光电池的相对位置等结构参数。对种子穿越薄面激光层所需时间进行分析,油菜种子的穿越响应信号在3 ms以内完成,小麦种子的穿越响应信号在7 ms以内完成。对种子的穿越响应信号进行隔直通交、双级放大、半波整流、电压比较、单稳态触发转化为单脉冲信号,作为单片机外部中断源进行计数,获得播量信息,实现了中小粒径种子流无碰撞检测。油菜精量排种器台架试验和小麦数粒仪试验表明:在排种频率8.4～32.1 Hz范围内,油菜种子的监测准确率不低于98.1%,在排种频率21.5～31.2 Hz范围内,小麦种子的监测准确率不低于95.1%。田间播种试验结果表明:在田间正常排种频率范围内,油菜种子的监测准确率不低于98.6%,小麦种子的监测准确率不低于95.8%,光照条件、机具振动对监测精度无影响。

基于模板的小型农业作业机产品信息模型研究

传统的产品建模技术存在信息表达不完整,以及在产品配置过程中缺乏柔性等问题。为此提出了包含功能、原理、结构及知识的模板化产品信息模型。在模型的创建过程中,从相似的功能单元中抽象出共同特征,组成参数化的产品模板;以多层次结构的形式来表达产品族各部分的功能结构信息,用面向对象技术进行模板知识的描述。将模板化产品建模方法应用于小型农业作业机数字化产品设计中,减少了产品族中部分零部件的建模数量,提高了产品设计的灵活性。

小型农机智能设计系统的研究与开发

根据小型农机设计知识的特点和分类,应用面向对象的方法,实现了实例知识的表示,并构建了层次实例库;采用CLIPS语言实现规则知识的表示,并创建了规则库,建立了实例推理和规则推理的集成推理机制。运用面向对象语言对推理结果(即设计对象)进行封装,封装的设计对象通过在其方法中调用三维设计平台的二次开发函数实现参数化建模。基于上述方法开发的小型农机智能设计系统可帮助开发人员快速地进行产品的变型设计。

小型农业作业机产品快速设计方法研究综述

现有小型农业作业机产品中应用现代设计技术还不普及,产品设计方法有待改进。为此,通过分析归纳国内外现有小型农业作业机产品的设计方法,阐述了小型农业作业机产品快速设计方法研究的目的及意义。将快速设计中的CAD技术、知识重用、信息集成等关键技术应用于产品设计,提出了模板化产品快速设计方法及信息平台建设,并结合知识工程与人工智能对小型农业作业机设计方法的研究前景进行了展望。

小微型农机制造企业设施布置方法研究

设施布置优化对于提高小、微型农机制造企业生产效率、降低经营成本具有重要的意义。为此,介绍了小微型农机制造企业的特点及设施布置现状,重点分析了系统布置设计法、数学建模求解法和系统仿真法等设施布置方法的基本原理和特点。最后,针对小微型农机制造企业,提出了SLP和Flexsim仿真结合设施布置的优化方法,并阐述了其操作流程。

可重构小型农业作业机变速箱体实验模态分析

变速箱体是可重构农业作业机的通用零件,对作业机动态特性影响显著。为研究箱体的振动特性,使用LMS振动测试系统,用模态实验的方法,识别了箱体前5阶固有频率、阻尼和模态振型等参数。模态分析表明,筋板与箱体连接处以及行走轮空腔附近区域相对振幅较大,箱体第5阶固有频率2 998.76Hz,接近发动机激励频率30Hz的整数倍,可造成工作过程中的较大振动。实验结果为箱体动态特性修改提供了可靠依据。

中小粒径种子播种检测技术研究进展

播种检测技术是实现播种智能化的关键技术之一,可为变量播种提供基本的技术支撑。该研究分析了国内外中小粒径种子播种检测技术进展及相应检测装备,重点阐述了中小粒径种子感知方法,主要包括机械机电报警检测法、机器视觉检测法、光电传感检测法、电容传感检测法、压电传感检测法,并对不同检测方法优劣进行分析;同时围绕播种机故障监测、播量、播种频率、行距、株距、漏播、重播等评价指标,明确了播种检测的主要内容,结合精准农业要求为不同播种模式提出对应播种检测指标;进一步分析了为解决漏播问题的变量补种技术和播种检测信息传输技术的研究概况。在系统总结和分析播种检测相关技术的基础上,提出在精准农业背景下对中小粒径种子播种检测的发展要求,展望未来中小粒径种子播种检测技术发展趋势。