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适配免耕播种单体的清秸装置改进设计与试验 被引量：5
1
作者 侯守印 纪张驰 +3 位作者 薛东辉 王星 冯斌杰 陈海涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期111-122,共12页
地表秸秆覆盖免耕播种具有蓄水保墒、提高土壤肥力、改良土壤结构、控制土壤侵蚀、降低生产成本和提高作物产量等社会、生态和经济效益。针对现有同位仿形免耕播种单体在重度秸秆覆盖、高速作业条件下,清秸装置作业质量差、工作效率低问... 地表秸秆覆盖免耕播种具有蓄水保墒、提高土壤肥力、改良土壤结构、控制土壤侵蚀、降低生产成本和提高作物产量等社会、生态和经济效益。针对现有同位仿形免耕播种单体在重度秸秆覆盖、高速作业条件下,清秸装置作业质量差、工作效率低问题,改进设计了一种具有秸秆轴向加速推送功能的清秸装置。阐明了清秸装置清理秸秆机理,完成了关键部件清秸轮和助推螺旋设计,确定了影响其工作性能主要参数及取值范围。采用二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、工作偏角、螺旋升角、螺旋叶片数为试验因素,清秸率和工作阻力为性能评价指标,在构建的EDEM-ADAMS联合仿真试验平台上实施参数组合优化试验,结果表明:各因素对清秸率影响由大至小依次为作业速度、工作偏角、螺旋叶片数、螺旋升角;各因素对工作阻力影响由大至小依次为作业速度、工作偏角、螺旋叶片数、螺旋升角。应用Design-Expert软件对试验结果进行参数组合优化,当螺旋升角为40°、螺旋叶片数为4、作业速度为7.5~10.7 km/h、工作偏角为20.0°~32.5°时,清秸率大于85%,工作阻力小于110 N。在作业速度8、9、10 km/h条件下,对螺旋升角40°、螺旋叶片数4、工作偏角30°的清秸装置进行田间性能试验,得到清秸率大于82%,工作阻力小于112 N,表明仿真试验结果可信,在作业速度10 km/h条件下相对未优化清秸装置清秸率提高33.5%、工作阻力无显著性差异。 展开更多
关键词 免耕播种机 清秸装置 EDEM-ADAMS联合仿真 设计 试验
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黑龙江省保护性耕作技术实施效果统计分析 被引量：1
2
作者 乔金友 张宏彬 +4 位作者 孙健 王星 张一铭 曹露 陈海涛 《农机化研究》 北大核心 2024年第9期8-12,共5页
为跟踪东北黑土地保护性耕作行动计划实施状况,促进保护性耕作技术规范应用,对黑龙江省机械化保护性耕作技术实施情况进行抽样评估具有重要意义。为此,采用五点取样法实测调查抽样县(区)实施保护性耕作地块的保护性耕作方式、动土情况... 为跟踪东北黑土地保护性耕作行动计划实施状况,促进保护性耕作技术规范应用,对黑龙江省机械化保护性耕作技术实施情况进行抽样评估具有重要意义。为此,采用五点取样法实测调查抽样县(区)实施保护性耕作地块的保护性耕作方式、动土情况及秸秆覆盖率,调查并对比分析保护性耕作地块与相邻的非保护性耕作地块玉米株高、杂草及病虫发生情况。结果表明:黑龙江省采用免耕播种和少耕播种方式实施保护性耕作技术,在玉米生长中后期动土率低于50%的实施保护性耕作技术地块占总调研地块的75%,秸秆覆盖率大于30%的实施保护性耕作地块比例占60%;实施免耕或少耕等保护性耕作技术地块的玉米株高、杂草及病虫发生机率与相邻非保护性耕作地块差异不大,整体效果较好,尤其在遭受大风和强降雨灾害地区,实施保护性耕作技术种植的玉米抗倒伏优势明显;实施保护性耕作技术可以减少机械生产作业环节,降低农业生产成本,有效保护黑土资源,在黑龙江省具有较好的推广前景。 展开更多
关键词 保护性耕作 实施效果 五点取样法 统计分析
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机组运动状态识别及作业参数计算方法研究
3
作者 李水晶 曹露 +3 位作者 闫思梦 张朋永 万盈贝 乔金友 《农机化研究》 北大核心 2024年第5期7-12,共6页
基于农机管理信息平台所获得的农业机组位置海量数据识别机组运动状态可以科学计算机组时间利用率和作业效率,对农业机械化高质量发展具有重要意义。为此,在界定农业机组纯作业状态、转弯状态、停歇状态和转移状态基础上,依据北斗卫星... 基于农机管理信息平台所获得的农业机组位置海量数据识别机组运动状态可以科学计算机组时间利用率和作业效率,对农业机械化高质量发展具有重要意义。为此,在界定农业机组纯作业状态、转弯状态、停歇状态和转移状态基础上,依据北斗卫星导航系统获取的农业机组位置海量数据,设计了农业机组各运动状态识别方法,建立了机组时间利用率和生产率等关键作业参数计算模型。研究结果完善了农业机组海量数据处理及应用理论与方法,可为农业机械化生产与经营组织正确评价机组运动状态和效果、有效节约机械作业成本及提升管理水平提供定量技术支撑。 展开更多
关键词 农业机组 海量数据 运动状态 作业参数 识别方法
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填料及助剂对AKD施胶的影响
4
作者 唐志伟 王素素 +6 位作者 孔德志 张颖 刘爽 李龙海 罗立娜 陈海涛 李睿 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期71-82,共12页
生物炭填充到植物纤维中可用于制造黑色地膜,具有降低透光率,抑制杂草生长,减少热辐射,发挥保湿作用。填加生物炭导致烷基烯酮二聚体(AKD)施胶效率及材料力学性能降低。研究提出一种利用湿部助剂阳离子淀粉(CS)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM... 生物炭填充到植物纤维中可用于制造黑色地膜,具有降低透光率,抑制杂草生长,减少热辐射,发挥保湿作用。填加生物炭导致烷基烯酮二聚体(AKD)施胶效率及材料力学性能降低。研究提出一种利用湿部助剂阳离子淀粉(CS)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)提高AKD施胶效率的工艺。通过吸附试验阐明生物炭对AKD、CS和CPAM的吸附均是单分子层化学吸附。AKD用量为0.6 wt%时施胶效果提高显著,施胶度达到37.77 s,阳离子淀粉最佳用量为1.0 wt%,施胶度提高57.51%,干抗张强度提高35.10%,撕裂度提高32.94%,耐破度提高18.56%。阳离子聚丙烯酰胺最佳用量为0.1 wt%,施胶度提高55.65%,干抗张强度提高29.23%,撕裂度提高22.94%,耐破度提高25.98%。在最佳助剂用量下加入填料对AKD施胶效率和力学性能产生负面影响。利用阳离子淀粉包覆AKD胶粒,阳离子聚丙烯酰胺通过不对称桥联将AKD胶粒絮凝到纤维上,与常规施胶工艺相比有效降低填料带来的负面影响,材料施胶度提高25.04%,干抗张强度提高12.54%,撕裂度提高10.35%,耐破度提高15.74%。研究可为高负载多孔材料施胶工艺提供改进思路。 展开更多
关键词 施胶 填料 包覆 絮凝 不对称桥联
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基于Theil不等系数IOWAO组合模型的黑龙江省秸秆还田机械化程度预测
5
作者 乔金友 闫思梦 +2 位作者 孙健 荆玉冰 陈海涛 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第4期258-265,共8页
玉米、水稻等作物收后秸秆处理一直是农业生产中亟待解决的问题,机械化秸秆还田是作物收后秸秆处理的重要手段,也是保护黑土资源的重要措施。结合相关文献,提出基于协整性检验的单一预测模型选择和基于误差指标最小的最优组合预测模型... 玉米、水稻等作物收后秸秆处理一直是农业生产中亟待解决的问题,机械化秸秆还田是作物收后秸秆处理的重要手段,也是保护黑土资源的重要措施。结合相关文献,提出基于协整性检验的单一预测模型选择和基于误差指标最小的最优组合预测模型选择关键环节;运用协整性检验方法确定二次函数模型、ARIMA模型、H-W无季节模型作为秸秆还田机械化程度预测的单一模型;依据误差绝对值和最小法、Shapley法和基于Theil不等系数IOWAO法构建三种组合预测模型,采用误差平方和(SSE)、平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方百分比误差(MSPE)五个误差指标比较模型精度,确定采用基于Theil不等系数IOWAO的组合模型为最优预测作物秸秆还田机械化程度模型。结果表明,2022-2026年黑龙江省秸秆还田机械化程度将稳步提升,平均每年增加4.52%,2026年将达到74.19%,比2021年提升22.62%;2022年以后,黑龙江省秸秆还田机械化程度将进入快速发展期。为制定和实施机械化秸秆处理政策提供理论依据,为保护和恢复黑土资源生产能力提供重要支撑。 展开更多
关键词 黑龙江省 秸秆还田机械化 黑土资源保护 变权重组合预测
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主动防堵式免耕播种机作业粉尘特性 被引量：1
6
作者 王星 张颖 +3 位作者 纪文义 侯守印 祝祎璠 陈海涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期14-23,共10页
原茬地免耕覆秸精播机在高速作业过程中,粉尘影响气吸式排种器排种性能,导致播种质量降低。该文对作业粉尘进行物性参数测定,通过理论分析建立粉尘飘移运动学模型,运用CFD-DEM耦合和二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、风向... 原茬地免耕覆秸精播机在高速作业过程中,粉尘影响气吸式排种器排种性能,导致播种质量降低。该文对作业粉尘进行物性参数测定,通过理论分析建立粉尘飘移运动学模型,运用CFD-DEM耦合和二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、风向和风速为试验因素,粉尘浓度为评价指标,探究原茬地免耕覆秸精播机作业周围5 m空间内的粉尘分布规律。结果表明:风向和风速对粉尘浓度具有极显著影响(P<0.01),作业速度具有显著影响(P<0.05),影响主次顺序为风速、风向、作业速度;最小粉尘浓度分布空间为清秸防堵种床整备装置上方对应中间播种行0.32 m^(3)的立方体空间范围。田间验证试验结果表明,虚拟仿真与田间试验粉尘分布范围相对误差小于8.6%,仿真分析方法可行,结果可靠。研究结果可为主动防堵式免耕播种机特别是原茬地免耕覆秸精播机防尘式气吸排种系统设计提供理论参考依据。 展开更多
关键词 农业机械 试验 粉尘 免耕播种机 CFD-DEM
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基于GA-RF模型土壤坚实度对黑土区大豆产量的影响 被引量：3
7
作者 周修理 张萍萍 +2 位作者 秦娜 霍东旭 乔金友 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期67-75,共9页
为探究机械压实土壤坚实度与大豆产量之间关系,以黑土区机械压实试验为基础,基于遗传优化算法(Genetic algorithm,GA)原理对随机森林(Random forest,RF)进行改进,克服传统RF模型参数选择主观性、泛化性差问题,建立基于改进随机森林(GA-... 为探究机械压实土壤坚实度与大豆产量之间关系,以黑土区机械压实试验为基础,基于遗传优化算法(Genetic algorithm,GA)原理对随机森林(Random forest,RF)进行改进,克服传统RF模型参数选择主观性、泛化性差问题,建立基于改进随机森林(GA-RF)土壤坚实度对大豆产量影响预测模型,实现机械压实风险有效评估。结果表明,各深度土壤坚实度与大豆产量间均为负相关关系,但不同深度土壤坚实度对大豆产量影响程度不同,表层(0~30 cm)土壤坚实度对大豆产量影响最大;采用GA-RF模型预测土壤坚实度对大豆产量影响准确率达95.12%,较传统RF模型提高7.31%,与其他常用机器学习模型相比,GA-RF模型预测准确率及宏平均后查准率、召回率、F1值更优。GA-RF对丰富和完善RF方法具有一定理论意义,预测结果可为保护黑土资源、促进农业机械化高质量转型提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 机械压实 土壤坚实度 大豆产量 随机森林 遗传算法
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播种机组加种加肥参数与地块长度关系建模与试验 被引量：1
8
作者 乔金友 万盈贝 +3 位作者 丛昕 郭长友 陈海涛 邵光辉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期43-55,共13页
加种加肥是播种机组必不可少的作业环节,研究播种机组加种加肥参数与作业单元地块长度间的定量关系,对客观分析加种加肥参数随地块长度变化规律、提高播种机组的时间利用率具有重要理论和实际意义。基于播种机组实际作业组织需求,提出... 加种加肥是播种机组必不可少的作业环节,研究播种机组加种加肥参数与作业单元地块长度间的定量关系,对客观分析加种加肥参数随地块长度变化规律、提高播种机组的时间利用率具有重要理论和实际意义。基于播种机组实际作业组织需求,提出加种加肥行程比α_(w)的概念,建立了3种加种加肥方式及有、无α_(w)条件下,播种机组加种加肥点间距离、加种加肥量、加种加肥次数和加种加肥总时间等随作业单元地块长度变化关系的数学模型;结合试验数据采用Matlab计算,分别确定了4种典型播种机组以单侧加种加肥方式作业时4个加种加肥参数随作业单元地块长度的变化规律;明确了有、无α_(w)条件下播种机组加种参数随地块长度均呈“两段一点”式变化规律;确定了当地块面积为5 hm^(2)时,单侧加种加肥方式作业条件下4种典型播种机组的加种参数不同段与其相同段的分界点及其可作业的地块长度上限点:约翰迪尔7830播种机组的地块长度段分界点为575 m、可作业地块长度上限点为1151 m,维美德171播种机组的分界点为438 m、上限点为1031 m,常发504播种机组的分界点为457 m、上限点为1035 m,黄海254播种机组的分界点为517 m、上限点为1035 m。研究结果完善了农业机组运用的相关理论,为有效提高机组的时间利用率及作业效率提供了理论和技术支撑,为播种机组作业规划、农业机械化高质量发展提供了科学依据。 展开更多
关键词 播种机组 作业单元地块长度 加种加肥参数 数学模型 作业规划
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