滚筒筛式膜杂分离装置存在膜杂混合物经筛分后膜中含杂率高等问题，利用计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)耦合方法，对滚筒筛式膜杂分离装置清选室气流场动态分布以及装置内物料运动情况进行数值模拟，确定工作参数范围。选取气流角度、进气口风速和滚筒转速为试验因素，进行气固两相流耦合仿真试验，分析各试验因素对清选室气流场以及对装置内物料运动情况的影响，以产出物含膜率、杂中含膜率及残膜产出量为评价指标，开展三因素三水平正交试验，通过多目标优化的方法得到最佳工作参数组合：进气口风速为8.5 m/s、气流角度为8°、滚筒转速为26 r/min，在此条件下进行验证试验，结果表明：产出物含膜率为89.31%、杂中含膜率为1.99%、残膜产出量为0.032 6 kg/s，试验结果与理论优化值相对误差小于7%，各指标分别优于工作参数优化前0.87个、3.82个、6.57个百分点。该研究验证基于DEMCFD气固两相流耦合仿真对滚筒筛式膜杂分离装置流场分析的可行性，为滚筒筛式膜杂分离装置作业参数优化提供理论依据。

针对残膜回收机回收后的残膜含杂率高难以利用的问题，改进设计一种兼具膜杂分离和残膜收集功能的集膜装置。对残膜与杂质在气流场中的运动规律进行分析，探明物料运动轨迹的影响因素。以离心风机转速、隔板到输膜入口距离、隔板高度为试验因素，以含杂率为试验指标进行田间试验，结果表明各因素对含杂率的影响由大到小为：隔板距离、离心风机转速、隔板高度。利用DesignExpert软件响应曲面图，进行综合影响效应分析,得出离心风机转速1 974 r/min，隔板距离767 mm，隔板高度723 mm，在此参数条件下含杂率为6.97%。研究结果可为残膜回收设备研发提供依据。

水果产业一直是中国的传统优势产业,实现水果生产机械化对促进水果产业持续健康发展具有重要意义。果园施药作为水果生产中的一个重要环节,其机械化程度直接影响水果生产机械化水平。分别从喷头技术、气力辅助喷雾技术、静电喷雾技术、在线混药技术、自动对靶技术、变量施药技术、病虫害监测技术等角度出发,分析国内外果园施药关键技术的研究进展。指出国内果园种植模式不统一,农机农艺融合不足,施药通用技术和关键部件的创新不足,果园农机制造企业资金不足、技术创新能力较弱是制约我国果园施药技术研究与推广的主要因素。为促进果园施药机械与技术的创新发展,建议加强通用技术和关键部件的创新研究,注重基础理论研究与支撑,加快多技术融合发展并进一步推动农机农艺融合,在实现果园施药机械化和自动化的前提下,进一步提高精准化、智能化及信息化水平。

为探究花生种子外形尺寸、穴播器工作转速及取种器结构参数对滚筒式穴播器排种性能的影响,将花生种子按外形尺寸分为3级,利用离散元分析软件EDEM建立穴播器和种子的仿真模型,模拟不同等级花生种子在不同转速、不同结构参数取种器下排种器的排种性能。仿真结果表明:随着工作转速的增加,穴播器对各级花生的合格指数均呈下降趋势,当工作转速大于40 r/min时,合格指数下降明显;当工作转速额定,侧孔和容腔的尺寸分别为40 mm和30 mm时,对大粒种子的排种性能最优,合格指数为91.37%;侧孔和容腔的尺寸分别为32 mm和25 mm时,对中粒种子的排种性能最优,合格指数为93.07%;侧孔和容腔的尺寸分别为28 mm和20 mm时,对小粒种子的排种性能最优,合格指数为93.02%,可见,种子与取种器的适配性影响排种性能。田间试验表明,在穴播器工作转速40 r/min、取种器侧孔长度32 mm,容腔长度25 mm条件下滚筒式穴播器对各级花生种子的排种性能与仿真变化规律一致,离散元分析方法应用于滚筒式花生穴播器上是可行的,本研究为穴播器的优化设计提供理论依据。

针对现有残膜回收机捡拾率低且回收后的残膜中含有大量碎土块、秸杆等杂质的问题,通过增设割膜装置、吸膜除杂装置、集膜装置,研制了一种气吸式残膜回收除杂一体机。本文以前进速度、弹齿链转速和风机转速为试验因素,以残膜的捡拾率为试验指标进行实地试验,结果表明各试验因素对残膜捡拾率的影响由大到小为:弹齿链转速>前进速度>风机转速。通过正交试验极差分析和方差分析得出,当前进速度为5 km/h,弹齿链转速为225 r/min,风机转速为1 900 r/min时,残膜的捡拾率为91.6%,残膜含杂率为10.5%。研究结果可为残膜回收设备研发提供理论依据。

针对机械化回收后的残膜与棉杆、碎土块等杂质不易分离,难以实现二次利用的问题,本文基于膜杂混合物空气动力学特性的不同,设计滚筒筛式膜杂分离装置。通过对膜杂混合物在滚筒筛内的运动规律进行分析,阐明了滚筒筛转速与直径的相互关系。以滚筒筛转速、喂料口风速和滚筒筛长度为试验因素,以分离后残膜的含杂率为试验指标进行实地试验,结果表明各因素对残膜含杂率的影响由大到小为:滚筒筛转速>滚筒筛长度>喂料口风速。通过正交试验极差分析和方差分析得出,当滚筒筛转速为30 r/min,喂料口风速为6.15 m/s,滚筒筛长度为2 800 mm时,分离后残膜含杂率为8.4%。研究结果可为膜杂分离设备研发提供理论依据。

保护性耕作是以机械化技术、装备及手段作为载体的现代农业新技术。本文分析北方平原旱作区保护性耕作技术研究现状,并提出针对黄淮平原区、东北黑土区、松嫩平原区的保护性耕作解决方案。针对现阶段我国保护性耕作技术存在的问题,从优化机具关键部件、加强基础理论研究、农机与农艺融合等方面提出解决方法。以期通过更好地优化保护性耕作模式、筛选配置新型机械、提高机械作业与农艺要求的吻合度来建立不同旱作区保护性耕作全程农艺化机械作业技术体系,开展节本保墒、阻控耕层土壤退化的全程机械化保护性耕作新技术,确保适宜的保护性耕作技术顺利实施与推广应用。总结北方旱作区在保护性耕作技术推广上面临的问题,展望保护性耕作的发展方向,为我国保护性耕作的研究提供有效建议。

为实现烟草、葡萄等作物的高效施药,本文设计了一种高地隙隧道式循环喷雾机,各控制系统模块均通过485总线连接到嵌入式工控机,通过工控机对数据采集和执行机构进行统一控制。进行了雾滴沉积试验和药液循环回收试验,试验测得在"П"式作业形态下改变喷头安装角度会影响雾滴在冠层内的沉积分布。喷头安装偏角15°时,叶片正面的雾滴沉积均匀性最好,沉积均匀性变异系数为19.22%。喷头安装偏角30°时,叶片反面的雾滴沉积均匀性最好,沉积均匀性变异系数值为25.50%。随着喷头安装偏角的增加,外冠层叶片反面的雾滴沉积量逐渐增大,而内冠层叶片反面的沉积量在喷头安装偏角为30°时达到最大值2.93μg/mL。不同喷头安装偏角下,上冠层叶片正面的雾滴沉积量明显高于中冠层和下冠层叶片正面的雾滴沉积量,上冠层叶片反面的雾滴沉积量略高于中冠层和下冠层叶片反面的雾滴沉积量。在"П"式形态循环喷雾作业下,测定喷雾机的药液回收率为7.33%左右。试验结果表明:喷雾机具有较好的药液喷雾沉积和回收性能,在喷头安装偏角为15°和30°时喷雾机有更好的雾滴沉积均匀性和更高叶片反面雾滴沉积量。