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小型辊组式马铃薯种薯分级切块机设计与试验
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作者 张万枝 黄彬恒 +3 位作者 王瑞敏 孙雨露 王旭阳 刘树峰 《农业机械学报》 北大核心 2026年第4期180-191,共12页
针对我国现有马铃薯种薯切块机整机庞大且切块质量不高等问题,设计了一种多功能小型辊组式马铃薯种薯分级切块机。对整机及关键部件进行结构设计,通过理论分析和数值计算确定影响分级效果的主要因素为辊组倾斜角、第1排辊组转速和上料量... 针对我国现有马铃薯种薯切块机整机庞大且切块质量不高等问题,设计了一种多功能小型辊组式马铃薯种薯分级切块机。对整机及关键部件进行结构设计,通过理论分析和数值计算确定影响分级效果的主要因素为辊组倾斜角、第1排辊组转速和上料量,确定影响切块效果的主要因素为夹持辊竖直方向中心距、夹持辊中心线与水平方向夹角和夹持辊转速。基于EDEM-RecurDyn耦合仿真确定第1排辊组转速和上料量取值范围;以辊组倾斜角、第1排辊组转速和上料量为试验因素,以分级效率和分级精度为评价指标,采用Box-Behnken试验设计方法,确定上料分级装置最优参数组合为:辊组倾斜角10.53°、第1排辊组转速88.7 r/min、上料量52.22 kg/min,此时分级精度为92.65%、分级效率为52.04 kg/min。样机试验结果表明,最优参数组合下,分级精度为91.67%,分级效率为49.44 kg/min,切块合格率为95.75%,切块效率为48.24 kg/min,薯块均匀性好,满足种薯切块农艺要求。 展开更多
关键词 马铃薯 种薯分级 切块机 辊组式 耦合仿真 样机试验
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粳高粱微波干燥特性与动力学模型研究
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作者 张吉军 衣淑娟 +3 位作者 车刚 万霖 李夺 李衣菲 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第1期286-294,共9页
为探究不同微波干燥条件对粳高粱干燥特性及品质的影响,在不同单位质量干燥功率、单次微波作用时间、排湿风速和间歇比条件下对粳高粱进行微波间歇干燥试验。分析主要干燥条件下的含水率、干燥速率、总蛋白含量、总淀粉含量的变化;计算... 为探究不同微波干燥条件对粳高粱干燥特性及品质的影响,在不同单位质量干燥功率、单次微波作用时间、排湿风速和间歇比条件下对粳高粱进行微波间歇干燥试验。分析主要干燥条件下的含水率、干燥速率、总蛋白含量、总淀粉含量的变化;计算有效水分扩散系数变化范围,并建立微波干燥动力学模型。结果表明:改变单位质量干燥功率或单次微波作用时间对高粱含水率、干燥速率变化影响显著。当单位质量干燥功率取值为2 W/g、3 W/g或单次微波作用时间取值为30 s、40 s时,干燥速率变化过程包含快速上升、恒速和降速3个干燥阶段;当单位质量干燥功率取值为4 W/g、5 W/g、6 W/g或单次微波作用时间取值为50 s、60 s、70 s时,干燥速率变化过程包含快速上升和降速2个干燥阶段。改变单位质量干燥功率或单次微波作用时间对高粱总淀粉含量和总蛋白含量影响不显著。对3个典型干燥动力学模型进行拟合和试验验证,水分比的理论预测值与试验值最大误差不超过3%,确定Page模型适合用于预测粳高粱微波干燥过程中含水率的变化。 展开更多
关键词 粳高粱 微波干燥 干燥特性 动力学模型
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玉米果穗芯轴内部胀裂预脱粒装置设计与试验
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作者 周德义 张成宇 +3 位作者 刘大欣 侯鹏飞 张国栋 于春生 《农业机械学报》 北大核心 2026年第4期234-245,256,共13页
针对滚筒式玉米脱粒,在脱粒初期阶段,因玉米果穗籽粒排列紧密导致的籽粒间支撑力较大,致使籽粒受脱粒元件冲击较大、损伤严重的问题,提出一种玉米果穗预脱粒原理,在脱粒前先对果穗进行预处理,将果穗从芯轴内部胀裂成碎块,打破原有的整... 针对滚筒式玉米脱粒,在脱粒初期阶段,因玉米果穗籽粒排列紧密导致的籽粒间支撑力较大,致使籽粒受脱粒元件冲击较大、损伤严重的问题,提出一种玉米果穗预脱粒原理,在脱粒前先对果穗进行预处理,将果穗从芯轴内部胀裂成碎块,打破原有的整穗籽粒间的紧密排列结构,实现籽粒松散,减小籽粒间支撑力。基于该原理设计了一种玉米果穗芯轴内部胀裂预脱粒装置,主要由执行气缸、胀裂棱锥和果穗夹具等组成,通过对果穗胀裂过程的分析,明确胀裂棱锥棱数、工作压力及胀裂棱锥与果穗夹具的安装间距等关键参数,并通过单因素试验与Box-Behnken响应面试验对各因素影响规律进行探究。试验结果表明,各试验影响因素对小碎块占比和破损率的影响显著性由大到小顺序为胀裂棱锥棱数、胀裂棱锥与果穗夹具的安装间距、工作压力。最优参数组合为胀裂棱锥棱数8、胀裂棱锥与夹具安装间距2 cm、工作压力0.55 MPa,在此参数组合下进行了5次验证试验,小碎块占比74.38%、籽粒破损率1.07%,与优化结果基本一致。装置可在保证籽粒低损伤的前提下,有效实现果穗裂解,小碎块数量占比大,明显降低了籽粒间的支撑力。预脱粒装置分别搭配往复式柔性脱粒装置和5TY-45-150型脱粒机与直接将整穗果穗喂入5TY-45-150型脱粒机进行脱粒对比试验。试验结果表明,采用“预脱粒+5TY-45-150型脱粒机”和采用“预脱粒+往复式柔性脱粒装置”的脱粒方式相较于直接将整穗果穗喂入5TY-45-150型脱粒机的脱粒方式籽粒破损率分别减少2.73、2.97个百分点,降幅分别高达55.94%和60.86%。证明预脱粒装置可显著改善整个脱粒环节的作业质量,研究结果为提升玉米籽粒机械化脱粒质量提供了新思路与技术支撑。 展开更多
关键词 果穗预脱粒 内部胀裂 胀裂棱锥 籽粒松散 籽粒间支撑力
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玉米轴流脱粒装置脱粒元件的设计与试验
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作者 毛欣 李元超 +3 位作者 衣淑娟 张东明 王光宇 王鹏 《农机化研究》 北大核心 2026年第1期79-86,118,共9页
针对玉米果穗脱粒时效率低和破碎率高的问题,设计了3种不同齿形的玉米轴流脱粒装置脱粒元件——脱粒板齿。通过对脱粒装置关键部件参数的选取和板齿工作时的受力分析,确定了3种板齿的相关参数。选择先玉335号玉米为试验材料,以破碎率、... 针对玉米果穗脱粒时效率低和破碎率高的问题,设计了3种不同齿形的玉米轴流脱粒装置脱粒元件——脱粒板齿。通过对脱粒装置关键部件参数的选取和板齿工作时的受力分析,确定了3种板齿的相关参数。选择先玉335号玉米为试验材料,以破碎率、未脱净率为指标,滚筒转速、喂入量、板齿形状和栅格凹板尺寸为变量,利用自行研制的轴流脱粒试验台进行单、多因素试验,单因素试验结果表明:3种不同齿形的脱粒板齿中类拇指齿在不同条件下的未脱净率和破碎率都处于较优状态;多因素试验结果表明:脱粒装置较优的参数组合为凹板栅格尺寸17 mm、滚筒转速300 r/min、喂入速度1.5 kg/s时,性能指标破碎率为3.0%、未脱净率为1.0%,该装置各项指标均满足脱粒的作业要求。 展开更多
关键词 玉米 脱粒装置 板齿 轴流式
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移动式玉米秸秆炭化设备研究与仿真
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作者 尚春民 俞嘉栋 《农机化研究》 北大核心 2026年第3期112-120,共9页
针对移动式秸秆热解炭化设备原料处理量低和热能供应困难等问题,基于秸秆热解炭化机理和炭化工艺,设计了移动式小型玉米秸秆炭化设备。该设备反应器采用回转式多层套筒炉体结构,通过理论推导确定了炉内输料装置的布置方案;结合设计要求... 针对移动式秸秆热解炭化设备原料处理量低和热能供应困难等问题,基于秸秆热解炭化机理和炭化工艺,设计了移动式小型玉米秸秆炭化设备。该设备反应器采用回转式多层套筒炉体结构,通过理论推导确定了炉内输料装置的布置方案;结合设计要求进行仿真试验,以炭化温度、物料填充系数和炉体转速为试验因素,研究多因素对设备炭产量的影响,建立二次多项式回归模型,确定最优的工作参数;利用Fluent仿真软件模拟燃烧室管道内的气体流动,结合热解气的燃烧方式,采用非预混燃烧模型,研究不同过量空气系数对热解气燃烧效果的影响,并对系统能量利用率作出分析。研究结果表明:设备最佳工作参数为炭化温度558℃、填充系数25%、炉体转速1.7 r/min,此时原料处理量可达56.8 kg/h、炭产量为17.5 kg/h;该工况下热解气燃烧供热最适过量空气系数为1.3,系统能量利用率达62.5%;设备烟气排放中,NOx质量浓度为0.91 mg/m^(3),颗粒物质量浓度为19.54 mg/m^(3),符合大气污染物排放标准。研究可为玉米秸秆炭化设备的试制与应用提供参考。 展开更多
关键词 移动式 热解炭化设备 玉米秸秆 套筒 热解气 FLUENT
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谷子风筛式清选装置流场仿真与性能试验
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作者 毛欣 李帅霏 +3 位作者 张卫国 张东明 张紫恒 王泽铭 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第3期171-180,共10页
【目的】设计适合谷子清选的风筛式清选装置,为提高我国谷子的机械化收获水平提供支持。【方法】以编织筛和冲孔筛为研究对象,测定“龙谷31号”谷子脱出物的主要物料特性,采用Fluent仿真分析对上、下筛网分别为编织筛+编织筛、冲孔筛+... 【目的】设计适合谷子清选的风筛式清选装置,为提高我国谷子的机械化收获水平提供支持。【方法】以编织筛和冲孔筛为研究对象,测定“龙谷31号”谷子脱出物的主要物料特性,采用Fluent仿真分析对上、下筛网分别为编织筛+编织筛、冲孔筛+冲孔筛、编织筛+冲孔筛的清选装置进行流场仿真模拟,利用自制谷子风筛式清选试验台测定上、下筛均为编织筛的振动筛面的风速,以籽粒含杂率和清选损失率为评价指标,对曲柄转速、风机转速、风机倾角进行三因素五水平正交试验并建立回归模型,再采用多目标变量优化方法,运用Design-Expert 8.0.6对回归模型进行优化求解,确定最优结构参数组合,然后以圆整后的最优曲柄转速、风机转速、风机倾角进行台架验证试验。【结果】Fluent仿真分析表明,当上、下筛网均为编织筛时,气流的透筛率较好,气流能够贯穿筛网且无涡流,后段气流被有效导出清选装置并维持较高流速。台架试验表明,筛面高度90 mm处风速低于60 mm处,有利于脱出物分散;筛面高度60 mm处风速高于30 mm处,对脱出物分离起催化作用;筛面风速最高为4.22 m/s,大于杂余悬浮速度,足够分离谷子籽粒中的轻杂余,上、下筛均为编织筛合理可靠。多因素正交试验表明,风筛式清选装置的最优作业参数为:曲柄转速239.8 r/min,风机转速920.23 r/min,风机倾角25.98°,理论籽粒含杂率为2.89%,清选损失率为1.78%。利用圆整值(曲柄转速240 r/min、风机转速920 r/min、风机倾角26°)进行台架验证试验,实际籽粒含杂率为2.95%,清选损失率为1.81%。【结论】台架验证试验的籽粒含杂率和清选损失率与理论优化结果的相对误差分别为2.08%和1.69%,均小于5%,表明所设计的风筛式谷子清选装置结构可靠,满足谷子清选作业的工作需求。 展开更多
关键词 谷子 清选装置 风筛式清选 Fluent仿真
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基于离散元法的玉米秸秆球磨预处理放大仿真研究
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作者 肖卫华 刘烙阳 +3 位作者 谭玉凤 林昊 张慧 贾惜文 《农业机械学报》 北大核心 2026年第1期378-385,共8页
为了更好地推动秸秆球磨预处理技术应用,评估球磨预处理工艺实现放大生产的可行性,通过离散元法仿真模拟预测规模放大的秸秆球磨预处理中的能耗,并验证球磨规模放大后的预处理效果。将实验室规模的CJM-SY-B型振动球磨机筒体尺寸按容积放... 为了更好地推动秸秆球磨预处理技术应用,评估球磨预处理工艺实现放大生产的可行性,通过离散元法仿真模拟预测规模放大的秸秆球磨预处理中的能耗,并验证球磨规模放大后的预处理效果。将实验室规模的CJM-SY-B型振动球磨机筒体尺寸按容积放大24倍后建立三维几何模型,导入EDEM软件,通过输入玉米秸秆初始和球磨后的物理属性参数仿真模拟得到球磨机内部的碰撞能量耗散情况,来估算放大后的球磨能耗;同时,对比了两种规模下仅球磨预处理的玉米秸秆粒径及酶解产糖浓度,验证了秸秆球磨工艺放大后的预处理效果。结果表明仿真预测能耗为1.48 kW·h/kg,实际能耗为1.65 kW·h/kg,预测相对误差为10.3%,实验室规模与规模放大后的球磨玉米秸秆粒径跨度仅相差0.8%,酶解产生的总单糖质量浓度分别为85.5 g/L和88.5 g/L,表明玉米秸秆的酶解效果未因球磨规模放大而发生明显变化。本研究证明利用离散元法对玉米秸秆球磨进行放大仿真是可行的,为实现秸秆球磨工艺放大应用提供一定的理论参考和技术支持。 展开更多
关键词 玉米秸秆 球磨 离散元法
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凉粉草胶液螺旋固液分离保绿装置设计与试验
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作者 罗皓 马生健 +1 位作者 郭辉 杨志荣 《农机化研究》 北大核心 2026年第5期17-26,共10页
为解决凉粉草胶液固液分离过程中效率低、汁液易氧化褐变等问题,设计了一种集成充氮保绿功能的螺旋固液分离装置。首先,对凉粉草含水率、黏度、茎秆长度和色差进行测定,并在此基础上对螺旋轴、入料装置、出液结构等关键部件进行结构优... 为解决凉粉草胶液固液分离过程中效率低、汁液易氧化褐变等问题,设计了一种集成充氮保绿功能的螺旋固液分离装置。首先,对凉粉草含水率、黏度、茎秆长度和色差进行测定,并在此基础上对螺旋轴、入料装置、出液结构等关键部件进行结构优化与设计。然后,通过Fluent软件对充氮入料装置内部流场进行仿真分析,明确了氮气分布规律以抑制氧化反应。最后,以螺旋轴转速、筛网孔径和锥形环间隙为因素,以挤出物含水率和处理效率为指标,通过单因素试验确定固液分离参数较优区间,并采用Design-Expert软件进行响应面优化,获得最佳工作参数组合:转速为190 r/min、筛网孔径为0.7 mm、锥形环间隙为5 mm,此时挤出物含水率为63.38%,处理效率达185.71 kg/h;以氮气充入压力、氮气入射角和导流板倾角为因素,以色差值ΔE为评价指标开展正交试验,确定最优保绿参数:氮气压力为2 MPa、氮气入射角为60°、导流板倾角为60°,该条件下汁液平均色差ΔE为1.53,表明色泽保持良好。该螺旋固液分离装置能够高效完成凉粉草胶液的固液分离,并可有效解决汁液氧化变色问题,为相关装备研发与产业化应用提供参考。 展开更多
关键词 凉粉草胶液 固液分离装置 螺旋挤压 保绿 色差
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基于高压水射流技术的山药去皮过程动力学分析
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作者 郭燕坤 侯荣国 +3 位作者 王龙庆 吕哲 云昊 徐景沛 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期252-258,共7页
传统山药去皮方法存在化学试剂易残留、营养成分流失、影响口感和交叉感染风险大等缺点,为此提出了利用高压水射流加工技术去除山药皮的方法,并分析动力学规律,探索高压水射流加工技术在根茎类蔬菜鲜切加工上的应用,为食品加工机械发展... 传统山药去皮方法存在化学试剂易残留、营养成分流失、影响口感和交叉感染风险大等缺点,为此提出了利用高压水射流加工技术去除山药皮的方法,并分析动力学规律,探索高压水射流加工技术在根茎类蔬菜鲜切加工上的应用,为食品加工机械发展提供新思路。首先,根据断裂力学知识理论建立山药剪切应力和能量释放率关系模型,采用虚拟裂纹闭合技术,利用ANSYS软件计算山药开裂的能量释放率G_(Ⅱ),获得山药切割去皮所需最小应力τ,进而推导出水射流压力最小值;然后,通过离散元法对麻山药进行建模,并利用EDEM-Fluent耦合方法分析水射流切割山药去皮过程动力学特征;最后,使用高压水射流切割设备开展麻山药切割去皮验证试验,结果显示仿真与验证结果之间的误差仅为11.68%。由此表明:离散元模型有效地分析了高压水射流对麻山药皮切割去除过程的动力学规律,且射流压力为2.5 MPa时可实现麻山药切割去皮,为山药去皮机理研究提供理论基础和数据支持。 展开更多
关键词 山药 切割去皮 高压水射流 离散元法 EDEM-Fluent耦合仿真
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基于Kriging代理模型气动生热风机摩擦盒结构优化设计
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作者 许涛 皇甫金鹏 +3 位作者 刘志侠 赵磊 钱英 何凤宇 《沈阳农业大学学报》 北大核心 2026年第1期66-76,共11页
[目的]气动生热风机被广泛应用于农业温室供暖、育苗保温、农产品干燥加工等场合,为提升生热效率与出口温度,探明其工作过程中摩擦盒内湍流对出口温度的影响机制,在分析气动生热风机生热机理与结构原理的基础上,建立风机蜗壳内摩擦盒及... [目的]气动生热风机被广泛应用于农业温室供暖、育苗保温、农产品干燥加工等场合,为提升生热效率与出口温度,探明其工作过程中摩擦盒内湍流对出口温度的影响机制,在分析气动生热风机生热机理与结构原理的基础上,建立风机蜗壳内摩擦盒及摩擦盒流道的数学模型,并采用目标函数法对其进行优化设计。[方法]以风机出口气体温度和速度为目标函数,采用拉丁超立方抽样、Kriging代理模型和多目标优化遗传算法NSGA-Ⅱ对摩擦盒个数n、AB圆心角θ_(AB)、BC圆心角θ_(BC)、摩擦盒厚度ΔR进行了优化求解。利用SolidWorks建立气动生热风机仿真模型,并采用Fluent进行了仿真分析。[结果]当速度低于5 m·s^(-1)时,出口温度呈线性降低;5~8 m·s^(-1)时,出口温度线性下降幅度减缓;超过8 m·s^(-1)时,出口温度线性降低幅度显著增大。当优化变量n=27,θ_(AB)=1.71°,θ_(BC)=42.82°,ΔR=29.78 mm时,出口温度为414.97 K,速度为7.26 m·s^(-1)。对比优化的目标函数值,相对误差分别为2.66%和5.23%。[结论]可为风机蜗壳摩擦盒设计过程中基于多物理场耦合优化设计提供参考。 展开更多
关键词 摩擦盒 多目标优化 代理模型 出口速度 遗传学算法
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基于机器学习的清筛装置性能预测与参数优化
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作者 宋金玙 李永磊 +2 位作者 万里鹏程 刘宗天 郑晓沛 《农机化研究》 北大核心 2026年第6期111-120,共10页
橡胶球清筛装置产生的激振力很难通过理论分析或试验测定获得,导致其清筛性能评估较为困难。为此,构建了橡胶球清筛装置MBD-DEM耦合模型对清筛过程进行模拟仿真,以球格高度(H)、球格宽度(W)、横筋倾角(α)和长轴斜角(β)为因素,橡胶球... 橡胶球清筛装置产生的激振力很难通过理论分析或试验测定获得,导致其清筛性能评估较为困难。为此,构建了橡胶球清筛装置MBD-DEM耦合模型对清筛过程进行模拟仿真,以球格高度(H)、球格宽度(W)、横筋倾角(α)和长轴斜角(β)为因素,橡胶球对筛片平均激振力为指标,开展了198组仿真试验。根据试验结果构建了清筛性能预测数据集。对支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、BP神经网络(BPNN)3种机器学习算法开展训练,以R2、MAE、RMSE为评估指标,优选RF为性能预测模型。将RF作为遗传算法(GA)的目标函数,建立RF-GA结构参数优化模型并开展寻优,将优化结果进行仿真试验验证,同时与响应面分析法(RSM)的优化结果进行对比分析。结果表明:基于RF-GA法优化出的参数组合(H=33 mm,W=46 mm,α=54°,β=49.5°)获得的平均激振力为3.95 N,较优化前的2.90 N提高了36.2%,且高于基于RSM法优化后的3.78 N。基于RF-GA获得的优化参数具有更好的作业效果,可为清筛装置的设计与优化提供参考。 展开更多
关键词 清筛装置 性能预测 参数优化 机器学习 耦合仿真 响应面分析 遗传算法
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水稻潮湿状态对联合收获机脱粒过程及脱出物的影响
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作者 顾庭伟 钱鹏飞 +1 位作者 唐忠 顾新阳 《农机化研究》 北大核心 2026年第1期41-47,共7页
针对现有谷物联合收获机难以在雨天等潮湿天气正常工作,水稻潮湿状态对脱粒过程及其产物的影响尚不明确的问题,分别对潮湿状态和正常状态的水稻植株进行了脱粒试验,分析脱粒过程中脱粒装置的导流上盖板等关键位置的振动特征,并统计了脱... 针对现有谷物联合收获机难以在雨天等潮湿天气正常工作,水稻潮湿状态对脱粒过程及其产物的影响尚不明确的问题,分别对潮湿状态和正常状态的水稻植株进行了脱粒试验,分析脱粒过程中脱粒装置的导流上盖板等关键位置的振动特征,并统计了脱粒产物的破碎率和含杂率等特征,阐述了潮湿状态对脱粒过程的影响。结果表明,在相同的喂入速率下,潮湿水稻脱粒时脱粒装置的振动加速度幅值范围更大,其加速度的均方根值和峭度也明显高于正常状态值。潮湿状态水稻脱粒产物的含杂率为18.5%、破碎率为6.99%,均高于正常状态的9.3%和5.97%。破碎率提高不仅增加了脱粒装置的功耗,还使脱粒装置受到的不平衡动载荷增加;且脱粒产物中含杂率的提高增加了后续清选的负载,使联合收获机在潮湿天气下无法正常工作。研究可为谷物联合收获机在潮湿天气下正常工作的方法提供指导。 展开更多
关键词 潮湿水稻 联合收获 脱粒装置 籽粒损失 破碎率
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谷物干燥过程热湿传递研究现状与展望
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作者 赵青 颜建春 +1 位作者 高辉 谢焕雄 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第1期302-311,324,共11页
为提高谷物干燥工艺优化和装备设计水平,从干燥动力学、传热动力学、单粒谷物热湿传递、堆积谷物热湿平衡4个方面综述谷物干燥过程热湿传递研究现状。现有研究通常将谷物干燥过程有效水分扩散系数视作常数,忽略干燥过程微结构变形、微... 为提高谷物干燥工艺优化和装备设计水平,从干燥动力学、传热动力学、单粒谷物热湿传递、堆积谷物热湿平衡4个方面综述谷物干燥过程热湿传递研究现状。现有研究通常将谷物干燥过程有效水分扩散系数视作常数,忽略干燥过程微结构变形、微孔道坍塌导致的有效水分扩散系数随时间变化,给出随干燥时间变化的水分扩散系数计算方法,提出对于干燥条件随时间变化显著的干燥过程,可以采用机器学习方法获得水分比随时间的微分关系。分析简单几何体和复杂几何体热湿传递模型及边界方程,指出现有绝大多数单谷粒热湿传递研究未考虑谷粒内部液态水汽化的问题,因此计算结果与试验测量结果存在误差。指出结合机器学习方法,进一步提升干燥动力学建模精度与物理解释性,热量传递和水分扩散模型的准确性,及干燥工艺的智能优化是未来发展方向。 展开更多
关键词 谷物干燥 扩散系数 传热系数 热导率 热湿传递
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立式筇竹笋剥壳装置的设计与试验
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作者 胡鑫 朱代根 +3 位作者 张静娜 邵凯青 任杰 朱佩彦 《农机化研究》 北大核心 2026年第1期56-63,共8页
为解决筇竹笋机械剥壳过程中因竹笋特性复杂和装置参数匹配度差所导致的剥净率低、破损率高等问题,结合筇竹笋手工剥壳原理和竹笋的物理力学特性,设计了一款筇竹笋剥壳装置。主要设计了两种立式定刀片,利用LS-DYNA对刀片切割笋壳过程进... 为解决筇竹笋机械剥壳过程中因竹笋特性复杂和装置参数匹配度差所导致的剥净率低、破损率高等问题,结合筇竹笋手工剥壳原理和竹笋的物理力学特性,设计了一款筇竹笋剥壳装置。主要设计了两种立式定刀片,利用LS-DYNA对刀片切割笋壳过程进行动力学分析,以获得脱壳装置的最佳工作模式和输送带的最佳运行速度区间;对剥壳模型进行运动分析,得到影响剥壳效果的主要因素为刀片切入深度、两辊轴轴心高度差和输送带运行速度,并确定了影响因素的参数范围;利用Design-Expert设计正交试验,以剥净率、破损率和废品率作为该装置的评判指标,运用多目标变量优化方法建立优化模型,得出该脱壳设备应采用竖直切割的工作模式,当刀片切入深度为0.95 mm、轴向高度差为24.8 mm、运行速度为0.57 m/s时,装置的参数匹配度最佳。验证试验表明,在最优参数组合下,立式筇竹笋剥壳装置的剥净率为94.34%、破损率为9.25%、笋肉废品率约为4%,满足竹笋脱壳的农艺要求,为筇竹笋的高效剥壳提供了技术参考。 展开更多
关键词 筇竹笋 剥壳装置 立式定刀片 LS-DYNA 正交试验
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化橘红果分瓣去瓤装置设计
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作者 张锦振 唐正龙 +2 位作者 黄明辉 傅雯雯 李新超 《南方农机》 2026年第5期23-26,共4页
【目的】解决传统化橘红生产过程中分瓣工作强度大、效率低、生产成本高以及难以规模化的问题。【方法】文章设计了一款化橘红果分瓣去瓤的专用装置,其集成计算机视觉、内孔涨紧定位夹具、传送机构、切割机构与去瓤机构以及激光测距模块... 【目的】解决传统化橘红生产过程中分瓣工作强度大、效率低、生产成本高以及难以规模化的问题。【方法】文章设计了一款化橘红果分瓣去瓤的专用装置,其集成计算机视觉、内孔涨紧定位夹具、传送机构、切割机构与去瓤机构以及激光测距模块,通过引入先进自动化控制技术,实现了化橘红果精细的分瓣操作与鲜果去瓤。【结果】该装置通过多源信息融合与闭环控制策略,实现了从果品识别、参数解算到精准分瓣去瓤的全流程自动化作业,显著提高了化橘红果加工效率与质量,为化橘红产业发展提供了技术支持。【结论】该化橘红果分瓣去瓤装置兼具功能性、实用性与经济性,有助于提升化橘红生产自动化水平,并为特色经济林的高效智能化生产提供新路径。 展开更多
关键词 去瓤 农业自动化 分瓣 化橘红果 STM32
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复式清选机除尘罩装置设计与试验
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作者 彭博 李震 +5 位作者 刘铁 高东航 苏东鹤 武维昭 何树国 李想 《农机使用与维修》 2026年第2期29-32,共4页
当前复式清选机可满足种子加工过程中的初清工艺要求,但复式清选机筛分过程中会产生粉尘,因此种子加工车间需配备除尘系统。本研究设计了一种复式清选机除尘罩装置,并对其除尘原理进行分析研究。采用CFD模拟方法,对复式清选机除尘罩的... 当前复式清选机可满足种子加工过程中的初清工艺要求,但复式清选机筛分过程中会产生粉尘,因此种子加工车间需配备除尘系统。本研究设计了一种复式清选机除尘罩装置,并对其除尘原理进行分析研究。采用CFD模拟方法,对复式清选机除尘罩的内部流场进行分析,得到除尘罩内截面风速分布、进风口风速分布、内部风速分布等结果:进风口最大风速为6.68 m/s,内部最大风速为17.5 m/s,进风口大面积风速大于粉尘终端速度,从而保证了粉尘的捕集效果。对复式清选机除尘罩装置的进风口风速进行验证试验,结果显示:出风口风速为5.82 m/s,装置外部TSP值为175μg/m3,未超过国家标准。研究结果可为新型环保种子加工技术的未来发展提供理论基础。 展开更多
关键词 复式清选机 除尘 CFD 终端速度
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自适应荔枝果去核力学仿真与性能试验
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作者 陈震 彭智康 +3 位作者 徐凤英 李长友 蒋卓 罗菊川 《农业机械学报》 北大核心 2025年第3期503-512,530,共11页
去核是制取荔枝灯笼果肉的必备工序,但荔枝核径多变,机械化高效成功去核困难。为解决这一难题,通过测定荔枝果物理性能,设计了一种自适应去核的刀具和机构;并基于LS-DYNA动力学仿真和台架试验,量化了荔枝3种转速去核过程等效应力和切削... 去核是制取荔枝灯笼果肉的必备工序,但荔枝核径多变,机械化高效成功去核困难。为解决这一难题,通过测定荔枝果物理性能,设计了一种自适应去核的刀具和机构;并基于LS-DYNA动力学仿真和台架试验,量化了荔枝3种转速去核过程等效应力和切削应力的时空变化规律;比较了变核径荔枝果不同转速自适应去核成功率和果肉损失率,评价了综合去核效果。仿真结果确定了转速对荔枝果等效应力分布与切削应力极值的影响,且仿真试验与台架试验结果基本一致。随着转速增加,荔枝果最大等效应力与最大切削应力均下降,变核径荔枝果自适应去核成功率提升。3种转速中,292 r/min去核综合效果最优,其去核成功率和果肉损失率分别为100%和22.4%。 展开更多
关键词 荔枝果 去核 变核径 自适应 LS-DYNA力学仿真
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基于深度学习热力图回归的樱桃分级检测方法
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作者 宋雪珺 高磊 郭晓霞 《食品与机械》 北大核心 2026年第1期72-78,共7页
[目的]解决樱桃筛选效率低、成本高的问题。[方法]提出一种基于热力图回归方法HRNet-YT,用于自动识别樱桃大小和果梗有无,实现高效筛选。HRNet-YT通过构建多个平行子网络实现多尺度信息融合,保持高分辨率表达,确保果梗和果萼关键点热力... [目的]解决樱桃筛选效率低、成本高的问题。[方法]提出一种基于热力图回归方法HRNet-YT,用于自动识别樱桃大小和果梗有无,实现高效筛选。HRNet-YT通过构建多个平行子网络实现多尺度信息融合,保持高分辨率表达,确保果梗和果萼关键点热力图的空间准确性。结合热力图技术捕捉丰富的上下文信息,并优化损失函数以提升模型的鲁棒性和精度。[结果]HRNet-YT-W48(384×288)在数据集上的检测准确率为87.3%,关键点平均精度(AP,OKS=0.5)为0.22。[结论]试验提出的方法在樱桃关键点检测任务中具有较高的准确性和适应性。 展开更多
关键词 深度学习 热力图回归 樱桃 分级检测 关键点检测 多尺度特征融合
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基于深度学习的水果智能分拣系统设计与实现
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作者 刘兴伟 张涛涛 +2 位作者 张文辉 李学斌 王宗奇 《数学的实践与认识》 北大核心 2026年第1期252-262,共11页
针对果实分拣中存在识别精度低、耗时长等问题,设计实现了一种基于深度学习的智能水果分拣系统.首先,该系统采用残差网络(Residual network,ResNet)模型,通过引入动态残差门控机制优化梯度传播有效解决了深层网络训练中的梯度消失和爆... 针对果实分拣中存在识别精度低、耗时长等问题,设计实现了一种基于深度学习的智能水果分拣系统.首先,该系统采用残差网络(Residual network,ResNet)模型,通过引入动态残差门控机制优化梯度传播有效解决了深层网络训练中的梯度消失和爆炸问题,使得网络能够通过跳跃连接学习到更有效的特征表示;其次,对ResNet-18模型进行了轻量化设计,利用交叉熵损失函数(CrossEntropy loss,CELoss)和Adam优化器(Adaptive moment estimation,Adam)来进行模型的训练;最后,对数据集peach-split进行实验分析,结果表明构建的智能分拣系统对提高水果分拣精度研究具有一定的实用价值. 展开更多
关键词 深度学习 ResNet-18模型 卷积神经网络(Convolutional neural network CNN) 水果分拣 轻量化模型
原文传递
基于动态调控的秸秆揉丝装备设计与性能优化
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作者 颉强 张锋伟 +3 位作者 宋学锋 曹晓庆 刘东雨 史荣旭 《干旱地区农业研究》 北大核心 2026年第1期278-289,共12页
针对小型秸秆揉丝机揉丝质量波动大、易堵塞及其对不同含水率秸秆适应性不足等问题,以玉米秸秆为研究对象,基于模块化设计理念,开发了一款集成出料长度调节系统、三辊协同喂料机构、铡切机构以及可拆卸揉丝机构的秸秆揉丝机。通过设计... 针对小型秸秆揉丝机揉丝质量波动大、易堵塞及其对不同含水率秸秆适应性不足等问题,以玉米秸秆为研究对象,基于模块化设计理念,开发了一款集成出料长度调节系统、三辊协同喂料机构、铡切机构以及可拆卸揉丝机构的秸秆揉丝机。通过设计与参数优化,确定关键部件结构参数以及整机结构布局,同时以生产率和丝化率作为评价指标,开展单因素试验(输送链轮转速、转子转速、秸秆喂入量、秸秆含水率)对揉丝机进行性能评估,确定了各因素的取值范围。进一步以含水率为60%的玉米秸秆为试验样本,实施了以输送链轮转速、转子转速和秸秆喂入量为变量的二次正交旋转组合试验,通过Design-Expert 10.0.1软件对试验结果进行了响应曲面分析、回归分析及目标优化。通过多目标优化求解,确定机器最优参数组合为:输送链轮转速575 r·min^(-1)、转子转速2511 r·min^(-1)、秸秆喂入量1.38 kg·s^(-1);试验验证表明,最优参数组合条件下机器生产率为3348.54 kg·h^(-1),丝化率稳定在96.08%,且对不同含水率秸秆(30%~70%)均表现出良好的适应性。本研究提出的模块化可调式揉丝机通过出料长度调节系统与三辊喂料机构协同作用,有效解决了秸秆加工过程中易堵塞、质量不稳定等问题,同时显著提升了设备对不同含水率秸秆的适应性,为秸秆饲料化装备的智能调控提供了理论依据与技术参考。 展开更多
关键词 玉米秸秆 揉丝机 三辊喂料机构 参数优化 响应曲面分析
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