农业机械学报杂志

冷链物联网监测数据质量评估与优化研究进展分析

关键词: 冷链物流  监测物联网  数据生命周期  数据质量  优化方法  

冷链监测具有多环节、技术构成复杂、数据格式多样等特点,针对当前应用场景的适应性较差。为了加深冷链监测物联网应用中的数据意识,本文从数据的视角剖析冷链监测物联网中数据质量问题。从数据质量产生机理、数据质量评估方法以及数据质量改善关键技术出发,按照冷链监测物联网数据完整生命周期中关键环节的顺序,进行冷链物联网监测数据质量评估...

悬挂式多轮支撑旱地激光平地机设计与试验

关键词: 激光平地  悬挂式  支撑轮  平整度  紧实度  

针对牵引式旱地激光平地机转弯半径大、两轮支撑易出现压实轮辙、小田块精准平地适应性差等问题,设计了一种悬挂式多轮支撑旱地激光平地机,该机通过拖拉机三点悬挂机构浮动功能与多轮支撑相结合,实现激光控制平地作业。建立了平地铲浮动调节数学模型,确定了平地机结构参数与工作参数,分析了支撑轮对土壤的压实,设计了由两组刚性轮组成的支撑轮结...

基于Mask R-CNN的复杂背景下柑橘树枝干识别与重建

关键词: 柑橘  采摘机器人  mask  识别  二维重建  

为了获取自然环境下完整柑橘果树枝干信息,以引导采摘机器人进行避障采摘作业,提出了一种基于Mask R-CNN模型与多参数变量约束的柑橘果树枝干识别与重建方法。该方法采用网格化的标记方式对果树枝干进行标记,完成了对柑橘果树枝干的小区域识别;然后对该模型获得的离散mask进行最小外接矩处理,以获得更精确的目标区域;接着利用多参数变量约束完成...

气动柔性果蔬采摘机械手运动学分析与实验

关键词: 采摘机械手  柔性驱动器  运动学模型  气体驱动  

采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论,根据柔性驱动器形变规律,建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型,研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指输出力与气压的关系,并进行了相关实验验证。制作了机械手样机,并在实验室环境下进行了多种果蔬模拟采摘实验,结...

悬挂式旋耕机耕深监测系统设计与试验

关键词: 旋耕机  耕深  监测  作业质量  

针对旋耕机作业耕深测量效率低和缺乏有效在线监测手段的问题,以悬挂式旋耕机耕深为检测对象,研究了一种基于旋耕机悬挂姿态的非线性耕深监测系统,以提高旋耕作业质量自动化监测水平。首先,对旋耕机的悬挂姿态进行分析,确定了旋耕机耕深与悬挂姿态之间的数学关系式,综合考虑悬挂式旋耕机组的结构形变和车轮下陷等因素对测量结果的影响,建立了三...

秸秆分拨引导式玉米免耕防堵机构设计与试验

关键词: 玉米  免耕播种机  防堵机构  分拨引导  阿基米德螺线  

为解决免耕播种机麦茬地作业的拥堵问题,在拨抛式防堵装置的基础上提出秸秆分拨引导的防堵设计思路,设计了阿基米德螺线型防堵机构。该装置可引导秸秆攀升,实现层叠堆积,缓解秸秆平行拨离苗带时造成的秸秆局部集中,从而实现有效防堵。运用离散元分析软件EDEM 2.7,建立了秸秆土壤防堵机构相互作用的仿真模型,分别对单个目标秸秆和秸秆群体进行运...

基于微分几何与EDEM的船型开畦沟装置触土曲面优化

关键词: 开畦沟装置  触土曲面  结构优化  微分几何  内蕴几何量  

针对长江中下游地区油菜种植时土壤黏重板结、含水率波动大、播种作业需开畦沟避免渍害的农艺要求,考虑开沟犁体的触土曲面复杂、难以通过高速数字化土槽及田间试验方法寻求其减阻设计方法和理论依据的问题,采用微分几何理论并结合EDEM仿真方法,开展了驱动圆盘犁对置组合式耕整机开畦沟装置主要触土曲面结构优化研究。通过对主要触土曲面(开畦沟...

基于振动排序的马铃薯微型种薯播种机设计与试验

关键词: 马铃薯  播种机  振动排序  覆土起垄  田间试验  

为提升中国马铃薯微型种薯(简称微型薯)机械化播种水平,根据微型薯物理特性及农艺特点,设计了一种基于振动排序的马铃薯微型种薯播种机,该机可一次完成开沟、播种、覆土、起垄等作业。基于受迫振动原理,通过对微型薯单列排序输送投种、振动回种等过程的分析,确定了播种装置关键结构参数和工作参数。采用调节板高频低幅往复运动,动态微量调节落种...

基于CFD-DEM的集排式分肥装置颗粒运动数值分析

关键词: 气力集排式  分肥装置  颗粒肥  气固耦合  流动特性  

为研究气力集排式分肥装置中肥料颗粒的流动特性,本文通过离散元法与计算流体动力学耦合仿真的方法进行分肥装置颗粒运动数值分析。在气固耦合模型中,使用EDEM软件模拟固相肥料颗粒,Fluent软件描述气体相。通过研究分配器旋盖锥角和波纹管直径对气流压力、风速及肥料颗粒运动特性的影响,确定分肥装置最佳结构参数,并基于该结构进一步研究入口风...

步行式水稻钵苗膜上开孔移栽机构优化设计与试验

关键词: 水稻钵苗  移栽机械  膜上开孔  步行式  复合机构  

为了实现将水稻钵苗移栽和膜上栽植农艺技术相结合,设计了相应的步行式水稻钵苗膜上开孔移栽机构,用一套回转机构一次性依次完成取苗、输送、膜上开孔和配合栽植。根据移栽机构的工作原理,建立了运动学理论模型并设定数字化优化目标,基于Visual Basic 6.0开发了机构的计算机辅助分析优化设计软件,通过优化获得一组满足移栽要求的机构参数。对机...

全自动草莓钵苗移栽机构优化设计与试验

关键词: 草莓钵苗  移栽机构  挖穴机构  hermite插值非圆齿轮  优化设计  

为了实现草莓钵苗机械化移栽,根据草莓种植农艺要求,提出了一种Hermite插值非圆齿轮行星轮系全自动草莓钵苗移栽机构,用一套回转机构依次完成取苗、输送、挖穴与栽植4个移栽工序,满足了草莓钵苗移栽所需的轨迹与姿态要求,保证了所取秧苗和所挖穴口的精准配合。根据移栽机构的工作原理,建立了运动学理论模型,并结合设定的优化目标,基于Visual Bas...

穴盘移栽指铲式末端执行器苗钵基质抓取仿真与试验

关键词: 移栽机  基质剔除  铲式末端执行器  组合测盘试验  

针对针式末端执行器夹持移栽后穴孔内基质残留较多的问题,设计了一种指铲式末端执行器,通过增大指铲与苗钵基质的接触面积,减少穴孔内基质的残留。通过静力学分析找出末端执行器提取苗钵后基质残留的原因:基质间的最大内聚力小于由基质与穴盘间的粘附力和苗钵重力合成的总阻力时,苗钵出现破裂,基质塌陷。基于离散单元法,通过EDEM(Enhanced discr...

添加配重的蔬菜移栽机旋转式取苗机构动力学分析

关键词: 蔬菜钵苗移栽机  旋转式取苗机构  配重  动力学分析  

以一种应用于蔬菜钵苗移栽机、能实现非匀速连续传动的新型旋转式取苗机构为研究对象,针对取苗机构运转平稳性问题,应用配重法改进取苗机构的结构,以减小机构振动、改善其动力学性能。建立配重优化设计模型,采用穷举法通过UG和ADAMS软件分析得到配重的质量和质心向径分别为0.21 kg和102 mm。应用ADAMS软件开展取苗机构动力学仿真与分析,并进行取...

三七土壤水蒸气消毒针结构设计与试验

关键词: 三七  土壤  蒸汽消毒  消毒针  

针对连作障碍严重制约三七种植可持续发展的问题,设计一种针式水蒸气输出装置,对消毒针的结构参数进行优化,并通过土槽试验进行验证。通过Fluent软件对消毒针内部进行仿真,结果表明,消毒针出口流速、压力增大,出口温度无明显变化。土壤热传导试验表明,在5 min内即可将土壤加热到90℃,土壤加热基本规律为下层土壤加热效率较低、上层土壤加热效率...

卷盘式喷灌机牵引装置油光互补供电系统配置优化

关键词: 卷盘式喷灌机  牵引装置  油光互补  优化配置  田间试验  

针对卷盘式喷灌机灌溉准备工作中拖拉机牵引喷头车及供水管时存在的压实土壤、破坏作物、能耗浪费及灵活性差等问题,基于光伏板、蓄电池、汽油发电机互补供电技术,提出了一种电动牵引装置。根据牵引装置动力需求,以供电系统年费用为目标函数,以负载亏电率、蓄电池荷电状态为约束条件,以光伏板、蓄电池数目和汽油发电机额定功率为决策变量建立优...

胡麻脱粒物料分离清选机设计与试验

关键词: 胡麻  脱粒物料  分离清选机  

为提高胡麻脱粒物料分离清选机械化水平,在结合胡麻脱粒物料流动特性(脱粒物料堆积角、与不锈钢的滑动角)、研究分离清选作业工艺流程的基础上,设计了胡麻脱粒物料分离清选机。通过对样机关键作业部件进行设计选型,确定了振动喂料系统、籽粒分离装置、杂余自动排料装置、吸杂风机及旋风分离器的关键工作参数;分析了杂余自动排料装置作业过程,得...

气流作业下雾滴粒径稻株间分布特性与风洞模拟试验

关键词: 雾滴粒径分布  风洞  无人机  涡旋形态  对靶喷施  气流作业  

为探究气流涡旋作业方式对航空喷施雾滴粒径分布的影响,以XR Teejet 110015型压力式扇形航空喷头为研究对象,在风洞和田间环境中进行了雾滴粒径测试试验。风洞测试模拟田间环境风速设置气流速度,同时设置了3种喷施压力,使用激光粒度分析仪测量雾滴粒径。田间试验以四旋翼无人机为施药载体,对杂交水稻进行精准对靶喷施,并对各架次无人机旋翼气流...

基于阻隔因素的耕地质量分等因素插值方法研究

关键词: 耕地质量  分等因素  空间插值  山地丘陵区  阻隔因素  

在山地丘陵区,耕地质量等级调查评价中的分等因素属性值估算受到大、中型山体阻隔影响,造成分等单元各分等因素属性赋值结果的失准。以青海省平安区为研究区,研究基于阻隔因素的分等因素属性值估算方法,并与反距离权重插值、样条函数插值方法进行了交叉验证。结果表明:不同的插值方法对3个分等因素空间分布趋势的模拟基本一致;由于插值原数据的...

潜在生态网络空间结构与特性研究

关键词: 潜在生态网络  赋权网络  生态能量流动  生态节点  潜在生态廊道  

以内蒙古荒漠绿洲区为研究区,将复杂网络与潜在生态网络进行类比分析,研究生态系统能量流动的特征,分析潜在生态网络的关联性、完整性和稳定性。结合相应生态因子,构建生态阻力面,提取潜在生态廊道1 103条、生态节点992个。潜在生态网络度分布符合幂律分布,因此,可将赋权网络适配到潜在生态网络进行分析。结果表明,荒漠绿洲区潜在生态网络连通性...

滇中城市群国土空间格局识别与时空演化特征分析

关键词: 滇中城市群  国土空间格局  三生空间  时空演化  地学信息图谱  核密度  

为探索国土空间格局时空演化规律和分异特征,揭示国土空间数量结构与空间格局之间的耦合机理,开展了区域国土空间格局变化研究。以高原山区城市——滇中城市群为例,选取2000年、2005年、2009年和2015年土地利用数据、DEM数据作为基础数据源,从数量结构和空间布局两个方面对4个时点上滇中城市群国土空间格局变化特征进行分析。结果表明:以高原山...

包头市景观格局时空演变研究

关键词: 包头市  景观格局  重心转移  景观指数  驱动力  

以内蒙古自治区包头市为研究区,选取2006、2010、2016年相同月份遥感影像,结合包头市土地利用数据,将包头市景观类型划分为林地、草地、水体、耕地、建设用地、其他用地共6类,进行景观格局动态度变化分析、转移网络分析、变化空间集聚特征分析、重心转移分析、景观格局指数变化分析和景观格局演变驱动力分析。结果表明,2006—2016年市域景观特征...

基于多源遥感数据和随机森林的综合旱情指标构建

关键词: 干旱监测  遥感  随机森林  标准化降水蒸散指数  集成学习  

利用随机森林方法(Random forest,RF)集成多源遥感数据,构建一种多因子集成的旱情状态指数(Integrated drought condition index,IDCI-RF),利用该指数对我国北部区域旱情状态进行评估。首先基于相关性分析方法选取旱情因子,然后利用RF回归方法构建IDCI-RF指数,并通过与Cubist和Bagging方法对比检验RF算法的拟合效果,最后对IDCI RF指数的空间旱情...

覆盖度对无人机热红外遥感反演玉米土壤含水率的影响

关键词: 玉米  土壤含水率  覆盖度  热红外遥感  可见光  冠层温度  

基于RGB-D SLAM手机的森林样地调查系统研究

关键词: 森林  样地调查  tof相机  slam  增强现实  

基于RGB-D SLAM手机构建了森林样地调查系统,该系统实现了样地构建、每木检尺及林分/样地参数的估计功能,并在测量过程中使用增强现实展示测量结果,且提供了重新测量的交互方式,使观测者在观测过程中能够检测结果的可靠性,并保证所获取样地信息的完整性。该系统在18块半径为7.5 m的圆形样地中进行了测试。结果显示,平均胸径估计值的偏差(BIAS)及...

基于树木整体图像和集成迁移学习的树种识别

关键词: 树种识别  迁移学习  图像识别  深度学习  集成学习  

为解决自然场景中拥有复杂背景的树木整体图像识别问题,提出了一种基于树木整体图像和集成迁移学习的树种识别方法。首先使用AlexNet、VggNet-16、Inception V3及ResNet 50这4种在ImageNet大规模数据集上预训练的模型对图像进行特征提取,然后迁移到目标树种数据集上,训练出4个不同的分类模型,最后通过相对多数投票法和加权平均法建立集成模型。...

基于结构光三维点云的棉花幼苗叶片性状解析方法

关键词: 棉花  幼苗叶片  结构光成像  性状解析  点云处理  三维表型检测  

针对传统的棉花叶片表型测量方法主观、低效,对复杂性状如卷叶程度、黄叶占比等很难量化的问题,提出一种基于结构光三维成像的棉花幼苗叶片性状解析方法。首先,采用结构光扫描仪获取棉花幼苗的三维点云数据;然后,利用直通滤波、超体聚类、条件欧氏距离算法,实现叶片点云的识别与分割;最后,基于分割的叶片点云,采用三角面片化、随机采样一致性、L...

基于形态重构的叶片性状特征可视化表达方法

关键词: 黄瓜  叶片性状  特征参数  融合  可视化表达  温室  

针对目前叶片性状特征在信息融合与表达过程中存在单一性及抽象性等问题,提出一种基于形态重构的叶片性状特征可视化表达方法。以温室黄瓜叶片生长为例,将有效积温、生长速率等作为特征参数,建立叶片形态发生模型,利用参数化样条曲线描述叶缘、叶脉的几何形态,采取二分法递归地分割叶缘及叶脉曲线,以实现叶片曲面的网格化细分,结合叶色纹理信息...

SWR土壤湿度传感器温漂特性与补偿研究

关键词: swr土壤湿度传感器  土壤体积含水率  最小二乘法  温度补偿  

针对基于驻波率(SWR)原理的土壤湿度传感器在长期工作中受温度影响的问题,提出基于二元回归分析法的温度补偿模型,利用最小二乘原理确定补偿模型的待定参数,对传感器进行温度补偿。从硬件电路和测量原理对SWR土壤湿度传感器的温漂特性进行研究。使用高低温交变湿热实验箱,在设定温度5~45℃范围内进行实验,测试结果表明,在温度补偿前该传感器测量...

基于叶面叶绿素分布特征的黄瓜叶片氮钾元素亏缺诊断

关键词: 黄瓜叶片  叶绿素  分布特征  氮元素  钾元素  高光谱成像  

利用高光谱图像技术无损表征黄瓜叶片的叶绿素分布特征,并将其作为N、K元素亏缺诊断依据。采集黄瓜叶片的高光谱图像数据,利用高效液相色谱法分析黄瓜叶片的叶绿素含量,利用遗传算法建立叶片高光谱图像信号与叶绿素含量的对应关系,进而实现黄瓜叶片叶绿素分布图的无损检测。与对照组叶片的叶绿素分布图相比,缺N叶片主要表现为叶片中心区域叶绿素...

基于深层卷积神经网络的初生仔猪目标实时检测方法

关键词: 初生仔猪  实时检测  深层卷积神经网络  fpn算法  

针对初生仔猪目标较小、分娩栏内光线变化复杂、仔猪粘连和硬性遮挡现象较为严重等问题,提出一种基于深层卷积神经网络的初生仔猪目标识别方法。将分类和定位合并为一个任务,以整幅图像为兴趣域,利用特征金字塔网络(Feature pyramid network,FPN)算法定位识别仔猪目标;对比了不同通道数数据集以及不同迭代次数对模型效果的影响;该方法支持图像批...

基于超效率DEA模型的中国粮食生产用水效率评价

关键词: 粮食生产用水  用水效率  超效率dea  投影分析  

为全面评价中国粮食生产用水效率,发现粮食生产用水过程中投入要素存在的问题,构建了中国粮食生产用水效率评价指标体系,基于超效率DEA模型,分析了2009—2014年中国31个省级行政区的粮食生产用水效率的时空变化特征,阐明了中国粮食生产用水投入要素的调整方向和调整程度。结果表明:中国4个经济区的粮食生产用水效率差异显著,东北地区粮食生产用...

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

关键词: 秸秆还田  氮肥  土壤容重  土壤水分  土壤养分  玉米水分利用效率  

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm^2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm^2)、SR+N1(150 kg/hm^2)、SR+N2(300 kg/hm^2)和SR+N3(450 kg/hm^2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm 2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率...

喷灌条件下水氮用量对玉米氮素吸收转运的影响

关键词: 玉米  水氮管理  氮转运  同位素示踪技术  氮肥回收率  

黑土区坡耕地施加生物炭对土壤结构与大豆产量的影响

关键词: 生物炭  广义结构系数  三相结构距离指数  平均质量直径  几何平均直径  产量可持续性指数  

为探明黑土区施加生物炭对土壤结构、土壤肥力和作物产量及其可持续性的影响,以东北黑土区3°坡耕地田间径流小区为研究对象,进行了为期4年的观测。2015年按照生物炭的施加量共设置C0(0 t/hm^2)、C25(25 t/hm^2)、C50(50 t/hm^2)、C75(75 t/hm^2)、C100(100 t/hm^2)5个处理,2016—2018年分别连续施加等量的生物炭。结果表明:连续4年随施炭量的增...

覆膜和控/缓释肥互作对春玉米生长与氮素利用的影响

关键词: 春玉米  早衰  覆膜  氮素吸收利用  渭北旱塬  

在陕西渭北旱塬地区永寿和长武试验站分别布设田间试验,研究地膜覆盖和控/缓释肥互作对玉米生长和氮素吸收利用的影响。设置了2种栽培方式(双垄沟覆膜、平作)和3种肥料类型(尿素、包膜控释肥和尿素配施双氰胺硝化抑制剂(DCD)缓释肥),共6个处理。通过对比分析不同处理春玉米叶面积指数(LAI)、干物质累积量、产量和氮素利用效率,评价不同互作方式...

沼渣与餐厨废弃物、牛粪联合堆肥的腐殖化进程研究

关键词: 沼渣  联合堆肥  酶活性  腐殖化  腐殖酸分子量  

为探究不同沼渣联合堆肥的腐殖化进程,以污泥沼渣、秸秆沼渣和醋糟为主要原料分别与餐厨废弃物、牛粪联合堆肥,进行堆肥过程中酶活性变化及堆肥前后腐殖化特征变化的表征。研究结果表明:秸秆沼渣堆肥过程中脱氢酶和脲酶活性随着堆肥进行呈先增加后降低的趋势,且保持较高的多酚氧化酶、纤维素酶活性,加速了有机物的分解和腐殖化;相比秸秆沼渣和醋...

禽蛋壳膜旋风式气流清选装置研究

关键词: 禽蛋壳膜  清选装置  旋风式  

为减轻废弃蛋壳对环境的污染,提高蛋壳和蛋膜的附加价值,提出了蛋壳蛋膜旋风式气流分选方式。首先,基于Fluent EDEM耦合模拟研究了旋风式气流清选装置的清选筒直径、直筒段高度等结构参数对清选筒内的流场特性、颗粒轨迹、颗粒分布的影响;其次,根据仿真结果确定了清选筒的基本尺寸,搭建试验台,以筒顶结构、风机转速、喂料机转速和喂入量为试验因...

便携式大米多品质参数无损检测仪设计与试验

关键词: 大米  多品质参数  便携式  无损检测  漫透射光补偿  

基于近红外漫透射光补偿光谱分析技术,设计了便携式大米多品质参数无损检测仪,检测仪包括光谱采集单元、光源单元、控制与显示单元、供电单元、专用参考校正盒等,光谱采集单元通过光补偿杯和聚焦准直透镜有效提高了采集光谱的信噪比,整个装置尺寸为207 mm×90 mm×148 mm,携带方便。选取52个籼米样品,基于便携式大米多品质参数无损检测仪建立了大...

豆粕品质近红外定量分析实验室模型在线应用

关键词: 豆粕  近红外  在线应用  模型转移  

为探究豆粕近红外定量分析模型从实验室到工厂在线应用转移的可行性,以全国采集的117个豆粕样品为研究对象,利用偏最小二乘法在实验室建立了豆粕含水率、粗蛋白质量分数的近红外定量分析模型,继而将此模型转移到饲料生产企业进行在线应用。研究结果显示:建立的实验室近红外模型可实现豆粕含水率、粗蛋白质量分数的快速预测,其中,含水率和粗蛋白...

基于改进残差网络的黑毛猪肉新鲜度识别方法

关键词: 猪肉  新鲜度  迁移学习  改进残差网络  

为了提高黑毛猪肉新鲜度的识别准确率,提出基于改进残差网络和迁移学习的黑毛猪肉新鲜度识别方法。首先,根据猪肉的微生物菌体浓度、大肠菌菌体浓度和pH值,结合国家标准,将猪肉新鲜度分为7个类别;然后,将ResNet 50模型用PfidSet数据集训练,使其具有抽取图像特征的能力,利用模型迁移和模型微调对ResNet 50模型进行改进,即用一个3层的自适应网络取...