樟树人工林株间株内材性变异及其材性预测的研究

樟树人工林株内纤维长度径向变异由髓心向外递增 ,而后趋于稳定 ;木材基本密度髓心处稍大 ,由髓心向外先稍递减而后递增 ,再趋于稳定 ;纤维长度和基本密度性状与生长轮年龄关系模型可用来预测其性状值。樟树木材幼龄期约为 7～ 9a ,株内幼龄材基本密度较成熟材小 1.0 %～ 9.9% ,株内幼龄材与成熟材基本密度差异多不显著 ;其浸提物含量幼龄材与成熟材之间差异不显著。纤维长度株内变异系数大于株间 ,木材基本密度均值和浸提物含量二性状则是株间变异大于株内变异。生长速度对樟树木材纤维长度、基本密度、浸提物含量等性状影响不显著。

迭部林区云杉人工幼林间株改造技术研究

对云杉人工幼林进行"间株"改造,将抚育间伐的对象切根带土挖出来,并用其进行人工造林。结果表明:改造后的人工林平均树高、平均胸径分别比对照提高24.3%和20.1%;带母土栽植保存率95.4%,裸根栽植保存率40.6%;幼树更新成活率与其栽植时高度无明显关系;云杉人工幼林的"间株"改造及幼树更新,具有明显的经济效益,可在林区推广应用。

农作物株间除草机械技术特征与发展趋势分析

随着我国现代农业的发展,农业生态环境保护和农业产品食品安全越来越重要,针对农作物株间除草机械发展必要性,该文分析农作物株间除草机械技术特征及发展趋势,应用农作物株间除草机械代替传统人工除草和化学除草,提高农业生产效率,减少生态环境污染,进一步实现“高产、优质、高效、可持续”绿色农业发展。

猕猴桃株间机械避障除草机作业性能优化与试验

株间机械避障除草机在猕猴桃种植与田间管理中具有广泛的应用,但是其作业性能一直是影响其应用推广的关键问题之一。本文对株间机械避障除草机的设计与结构进行了详细分析,并阐述了其原理与工作方式。同时,针对猕猴桃栽培应用中存在的问题,提出了相应的优化方案。基于泰安市东平县猕猴桃栽培特点,结合设计原理与结构参数的选择与优化,提高了机械避障除草机的性能。随后,通过试验区域的选取与准备,使用适当的材料与设备,设计合理的试验方案和步骤,采集了相关数据,并进行了统计与分析。试验结果表明,经过优化的机械避障除草机在猕猴桃栽培中表现出较高的作业性能,有效降低了除草时间和劳动成本。

玉米智能株间除草机设计与试验

根据北方小垄种植玉米苗期株间除草作业要求,设计了玉米智能株间除草机。阐述了除草机的整体结构与工作原理,对摆动式除草装置和除草刀等除草机关键部件进行参数设计。基于ADAMS软件模拟株间除草机避苗运动过程,得到不同运动参数下除草机的避苗作业轨迹和除草刀刀尖点加速度变化规律。对除草刀进行有限元静力学分析,得到其转动中心孔为应力集中的薄弱环节,采用增加刀座和刀齿厚度的形式改进了除草刀设计。以除草机前进速度为试验因素,株间除草率和伤苗率为试验指标,进行室内土槽除草试验,结果表明随着前进速度增加,除草率呈增加趋势,而伤苗率呈下降趋势,除草机平均除草率均在80%以上,伤苗率均小于10%,整体满足玉米苗期株间除草作业要求。

基于机器视觉的株间机械除草装置的作物识别与定位方法

株间机械除草技术可进一步减少化学除草剂的使用,有利于环境保护和农业可持续发展。为实现智能化的株间机械除草装置自主避让作物并进入株间区域,该研究提出了一种株间机械除草装置的作物识别与定位方法。利用2G-R-B方法将作物RGB彩色图像进行灰度化,再选用Ostu法二值化、连续腐蚀和连续膨胀等方法对图像进行了初步处理。根据行像素累加曲线和曲线的标准偏差扫描线获得作物行区域信息,以作物行区域为处理对象,利用列像素累加曲线、曲线标准偏差和正弦波曲线拟合识别出作物,并结合二值图像中绿色植物连通域的质心获得作物位置信息。试验结果表明,该方法可以正确识别出作物并提供准确的定位信息,能适应不同天气状况、不同种类的作物,棉苗正确识别率为95.8%,生菜苗正确识别率为100%,该方法为株间机械除草装置避苗和除草自动控制提供了基本条件。

水田株间除草机械除草机理研究与关键部件设计

针对现有水田株间除草机伤苗率高等问题,进行机理分析和改进设计,采用左、右2组弹齿盘对称安装,通过软轴带动除草弹齿盘旋转,完成除草功能。通过对除草关键部件弹齿盘的运动学和水田植物(水稻稻苗和稗草)的强度分析,建立了弹齿盘的运动学模型以及水田植物的受力模型、应力模型。通过水田植物的应力模型分析,建立了水田植物的强度条件,并根据水田植物(水稻稻苗和稗草)的物理特性、弹齿盘基本参数,获得了除草盘转动角速度、弹齿数量的取值范围,并通过室内土槽试验确定了弹齿盘转动角速度为25.1 rad/s、弹齿数量为5。通过田间性能检测,结果表明,除草率为80%、伤苗率为4.5%,均达到了农艺技术指标的要求。

基于爪齿余摆运动的株间机械除草装置研制与试验

为了实现作物株间区域精确机械除草,设计了一种利用除草爪齿余摆运动原理的株间机械除草装置,研究了装置的除草和避苗工作原理,建立了相应数学模型并分析了除草爪齿余摆运动的参数对除草效果的影响,获得了合理的工作参数。在试验平台上进行了基于爪齿余摆运动的株间机械除草装置避苗试验研究,试验结果表明,基于爪齿余摆运动的株间机械除草装置除草爪齿避苗和除草切换控制快速可靠,室内试验的伤苗率小于8%;能够满足株距20cm及以上栽种的作物株间除草要求,可以保证每个株间区域均有除草爪齿进入实施除草;除草装置的前进速度不影响进入株间区域的除草爪齿数量,但前进速度的增加会导致伤苗率增大;进入株间区域的除草爪齿数量与作物栽种株距均匀性无关,仅与作物栽种的株距有关。该文为爪齿余摆株间除草装置精准控制提供依据。

温室株间电驱锄草机控制系统设计与试验

根据温室机械锄草的需要,针对电驱锄草机械设计了一种圆盘锄刀株间锄草控制系统。该系统以MC9S12DG128双核单片机为硬件核心,融合霍尔传感器、旋转编码器的信号实时输入,通过RS232串口中断实时接收上位机(PC)视觉信息,采用CAN总线与下位机(电动机驱动器)实时通信,对圆盘锄刀转速与转角进行实时控制,从而实现株间锄草和避苗。温室大棚内锄草试验结果表明,前进速度为1.2 km/h时,伤苗率小于10%。

行星刷式株间锄草机械手优化与试验

针对根系较发达作物和易板结土壤工况下的株间锄草，设计了行星刷式株间锄草机械手。研究了锄草机械手避苗锄草的工作原理，建立了运动学模型，研究了刷盘上点的运动轨迹和速度曲线随行星轮系传动比变化的规律。将覆盖率、入侵率及保护区范围作为锄草效果的评价指标，通过设计锄草机械手的结构参数，对锄草刷盘运动轨迹进行仿真，分析刀杆偏心距、锄草刷盘直径及装置相对作物行横向偏移对覆盖率和入侵率的影响。仿真结果表明刀杆偏心距80mm、横向偏移20mm以及锄草刷盘直径60—180mm为最优参数，可获得直径30～140mm的保护区及80％以上的株间覆盖率。对优化后的机械手进行大田锄草试验，选用传动比为3的行星轮系，平均锄草率可达89．3％，平均伤苗率为3．5％，满足锄草要求。

智能高效株间锄草机器人研究进展与分析

非化学方式除草是摒弃除草剂、生产有机农产品的前提,传统的中耕锄草机主要解决行间锄草,由于株间苗草集聚,机械锄草难度较大,目前主要依靠人工,劳动成本高且效率低。智能株间锄草机器人是一种能够实时识别作物行和苗草信息,并能控制株间锄草刀高速作业的自动锄草装备,具有智能、高效、环保等特点,可大大减少劳动力,提高锄草效率,降低锄草成本。该文主要对近年来国外研究较为成熟的株间锄草机器人进行介绍,概述了中国该方面的研究进展,对苗草信息获取、对行、锄草装置、驱动方式、时速等几个技术点进行分析和比对,提出了如何提高信息获取速度,增强系统实时性,以及如何改进机器视觉标定方法,提高苗草定位准确性是苗草信息获取技术存在的关键问题,强调了锄草装置在系统中的重要性;针对不同形态作物、不同土质土壤研制针对性强、锄草效果好的锄草装置是锄草机器人的基础,同时由于系统集成性及动力系统与速度匹配仍无法满足田间高负载、高速的锄草作业要求,因此加强该方面研究力度,研制使用性强、效率高的株间锄草机器人仍是中国的研究重点和方向。最后,提出多传感器融合、模块化、小型化的株间锄草机器人将是未来发展趋势,是实现中国农业有机、精准、高效生产的重要依据。

基于LabVIEW的八爪式机械株间除草装置控制系统

基于LabVIEW设计了八爪式机械株间除草装置的控制系统,采用除草铲齿与作物之间的距离作为阈值实现株间除草控制,对八爪株间除草装置控制进行了试验验证。通过对试验数据的分析,得到八爪除草装置在控制系统的作用下能够满足株间除草和绕苗的要求,使平均株距在30cm以上的作物的伤苗率控制在10%以内,株间间隙覆盖率达到50%以上,并得出伤苗原因与台车位移误差、电磁装置吸合时间、铲齿初始位置有关。

单粒精播对高产花生株间竞争缓解效应研究

高产栽培条件下,研究了花生传统种植方式双粒穴播的株间竞争作用和变革技术单粒精播对株间竞争的缓解效应。结果表明,双粒穴播方式的一穴双株之间随生长发育竞争加剧,易分化成强势株和弱势株。强势株的第一侧枝基部10cm节数、分枝数、单株干物质重和单株荚果重平均分别比弱势株高1.07个、2.25条、11.64g和7.47g。单粒精播植株均匀分布缓解了株间竞争,成熟期的主茎高和侧枝长平均分别比双粒穴播低2.53cm和2.34cm,第一侧枝基部10cm节数、分枝数、叶面积指数、单株荚果重和荚果产量平均分别比双粒穴播高2.14个、0.64条、28.61%、13.65%和12.81%。根据单粒精播相关性状,测算出高产条件下单粒精播适宜主茎高≈平均行距×0.95,或适宜主茎高≈株距×3.65,因此高产花生若株行距较小、密度较大,应提早控制植株高度。

基于余摆运动的株间机械除草爪齿避苗控制算法

为准确控制以余摆运动为原理的株间机械除草装置的除草爪齿避让作物,提出了基于余摆运动的株间机械除草爪齿避苗控制算法,介绍了爪齿余摆运动株间机械除草爪齿避苗控制算法的基本原理,根据余摆线运动特点推导出了除草爪齿避苗判断表达式,并设计了除草爪齿的旋转角速度控制器和除草爪齿避苗控制器。利用MATLAB对除草爪齿避苗控制算法进行了仿真分析,结果表明该算法能准确控制除草爪齿避让作物,前进速度对株间区域除草覆盖率影响小,但会受除草爪齿爪尖旋转半径影响,除草爪齿旋转半径越大,进入株间区域的除草爪齿根数越少,株间区域除草覆盖率降低。在试验平台上进行了验证试验,平均每个株间区域进入的爪齿根数和株间区域除草覆盖率与仿真分析结果一致。

作物株间机械除草技术的研究现状

作物行间除草技术和装备已趋于成熟,而株间除草技术由于受到作物识别与定位技术的限制,至今仍是一个研究热点。为此,针对株间机械除草,国内外均从纯机械的株间除草机开始研究,后得益于传感器技术和计算机技术的发展,自动控制逐渐得以应用。目前,研究最多的是基于机器视觉和GPS导航的株间除草技术,而作物识别与定位依然是研究的关键点和难点。未来将着力研究用于杂草和作物检测的传感器技术,并利用"互联网+"、大数据、云计算等技术,以期实现作物株间除草的在线控制,进而实现全过程自动化。

凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置设计与试验

为满足我国北方玉米苗间机械除草作业需求,设计了一种凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置,阐述了除草装置的总体结构与工作原理,对其关键部件凸轮摇杆机构和除草刀进行参数化设计,通过对除草装置避苗过程的运动和受力分析,得到影响其作业效果的主要因素及各因素的取值范围。以前进速度、弹簧刚度和除草刀转速为试验因素,以除草率、伤苗率为试验指标,在室内土槽中进行L9(34)正交试验,以考察试验因素对除草装置工作性能的影响。结果表明,各因素对指标影响的主次顺序为弹簧刚度、前进速度、除草刀转速;最优水平组合为弹簧刚度60 N/mm、前进速度0.6 m/s、除草刀转速130 r/min。以最优水平组合进行验证试验,结果为除草率89.8%,伤苗率2.1%,证明其具有较优的作业性能。

水田株间立式除草装置的设计

机械除草是解决除草剂大量使用而造成环境严重污染、杂草抗药性增强等危害的最佳方法。针对株间杂草难以控制的问题,设计了一种水田株间立式除草装置,并对其结构及工作原理进行了阐述。运用Pro/E软件建立了三维模型,并通过ADAMS软件对株间立式除草刀盘进行运动学仿真,获得株间立式除草弹齿的除草轨迹。对仿真结果进行分析,得出了最佳速比为1.65、齿数k=8时最接近各参数要求的结论,为水田除草机整机关键部件的研制提供了理论依据。

射流式水田株间除草装置设计与试验

针对水田株间除草作业劳动强度大、株间除草率低、易损伤秧苗等问题,提出一种水射流除草方法,以此设计了一种射流式株间除草装置。首先通过理论分析与参数计算确定了射流倾角为31°,喷嘴直径为0.004 mm,运用动量守恒定理、粘性流体力学和土力学原理进行分析,建立了喷嘴临界破土压力模型,得出喷嘴临界破土压力为0.53 MPa。进行水稻根系抗冲断极限水压试验,确定了喷嘴出口压力上限为1.5 MPa。进行台架试验,选取装置前进速度和喷嘴出口压力为试验因素,以除草率为试验指标,采用二次正交旋转组合设计,建立了试验指标与影响因素回归模型。运用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据分析并进行验证试验,结果表明,当装置前进速度为0.3 m/s,压力为1.5 MPa时,除草率为90.62%。满足水田机械除草作业农艺和技术要求。

稻田株间除草弹齿齿形及安装方式分析与试验

水田机械除草技术是提高稻米品质的一项重要生产技术,在水稻生长过程中进行机械除草作业,既去除杂草同时又实现了稻田的中耕管理,降低了长期以来化学除草带来的负面环境影响。目前,稻田机械除草技术在对行间杂草去除方面的研究较为成熟,株间杂草去除成为重点的研究方向。为此,设计了一种株间除草关键部件(即除草盘),并对除草盘上弹齿齿形进行了选型,对弹齿安装方式进行分析。按照确定的结构制造了除草盘,进行了室内土槽试验,表明该种形式的除草盘具有较好的除草效果。

株间锄草机器人刀苗信息优化系统设计与试验

为提高株间锄草机器人机器视觉刀苗信息获取精度,提出采用里程信息和视觉信息融合的刀苗距优化方法,设计了基于C8051F020单片机的刀苗距优化系统,分析了优化系统构成,为提高里程精度和系统抗振动干扰能力,设计了精准里程采集逻辑电路对测速脉冲进行倍频、辨向及逻辑处理。根据里程信息与视觉信息相对误差的分布规律提出了双阈值权重判断算法对刀苗距进行优化,并给出了软件实现流程。刀苗距优化试验发现该系统可有效过滤机器视觉出现的错误和不稳定信息,静态测试刀苗距误差达6.7 mm,误差减小10.3%。模拟锄草试验表明,在动态下该系统可降低锄刀多转可能性,提高系统的稳定性。