针对现有韭菜收割机作业时出现的不完整、漏割等问题,结合韭菜的物理特性,设计一种兼具扶禾、切割、收集组合式韭菜收集机械。对关键部件圆盘刀进行结构参数、运动参数的确定,开展切割理论分析;利用MATLAB软件,选取机具作业速度分别为0.2 m/s、0.3 m/s、0.4 m/s、0.5 m/s,对切割圆盘进行运动仿真,得到不同作业速度下的切割区域变化规律;以机具的作业速度为试验因素,以割台损失率、漏割损失率为指标,进行单因素试验,确定机具作业速度范围。结果表明,当韭菜收获机圆盘刀转速为3 000 r/min时,作业速度为0.4 m/s,韭菜切割收获装置性能最优,此时韭菜割台损失率均值为2.8%、漏割损失率均值为2.2%。

大蒜是我国重要的经济作物之一，种植面积、产量和出口量均居世界首位，相对大蒜种植业的发展地位，机械化生产水平愈显不足。总结归纳大蒜产业现状和种植模式，阐述大蒜全程机械化生产现状，概括出当前大蒜全程机械化技术重点是正芽播种、蒜头联合收获，难点是蒜薹收获，指出大蒜生产面临种植规模小、模式与规范不统一、机械性能与效率低等问题，并提出制定推广宜机化种植模式与规范、完善联合收获成套技术与装备、抓好基地建设示范推广等促进大蒜全程机械化发展的对策建议，以期为我国大蒜生产装备研究提供参考。

芦蒿是江苏省重要的特色野菜品种之一，经过两年试验示范，在收获关键环节作业机具优化改进基础上，建立芦蒿全程机械化生产技术模式，实现芦蒿灭茬、深松、撒肥、旋耕起垄、移栽、植保、灌溉、收获、田间运输机械化作业。对全程机具进行作业性能测试和作业成本核算，开展芦蒿全程机械化作业与原人工作业的经济性分析与比较。结果表明，伏秋模式机械化作业综合成本为6 85837元/hm2，冬春模式机械化作业综合成本为6 65740元/hm2，机械化伏秋芦蒿生产可节约人工费6952%，机械化冬春芦蒿生产可节约人工费5562%，显著降低人力支出，具有良好的推广应用前景。各环节的综合作业成本中，移栽、深松和收获的作业成本约占总作业成本的65%，应进一步降低机械化移栽成本。

根据当前我国死亡肉鸡捡拾劳动强度大，人禽共患病的风险高等问题，设计一款五自由度的机械臂以实现死亡肉鸡的无人化捡拾工作。该机械臂各关节主要由电机驱动，选择单片机对各个关节电机进行控制，绘制其三维模型，同时建立该机械臂的D-H方程，并利用Matlab中的机器人工具箱建立其仿真模型，利用七次多项式插值对其运动轨迹进行仿真，并利用蒙特卡洛法对工作空间进行仿真分析。结果表明：该机械臂的工作空间在水平方向为半径980 mm的圆，可覆盖死鸡捡拾位置，可满足预设工作需求，同时根据仿真轨迹以及各关节速度加速度图可知机械臂各关节运动平稳，为之后控制系统的设计奠定一定基础。

基质块育苗也称营养块育苗，由于带基定植缓苗期短、成活率高、机械移栽效率高，成为拓展蔬菜育苗移栽的研究方向。归纳总结基质块育苗移栽的关键技术，阐述国内外基质块育苗装备和移栽装备的发展现状、特点和应用情况，以青花菜为例，分析基质块育苗移栽的经济效益、应用前景。指出基质块育苗移栽存在整盘苗块重量大人工搬运吃力、苗块之间无隔挡移栽取苗有连滞、自动化程度低等问题，并针对问题提出优化育苗基质块理化参数、改进基质块育苗盘结构、攻克基质块苗自动取苗技术壁垒实现自动化移栽等发展建议，以期为基质块育苗移栽装备的研究提供参考。

有机肥还田是农业废弃物肥料化利用的收官环节，而适宜的有机肥撒肥机欠缺，不仅阻碍废弃物肥料化利用的发展，一定程度上更制约农业整体发展。在基于我国现有大田作物广泛的耕地面积、地形地貌以及土壤贫瘠等现象，分析有机肥还田的必要性。充分介绍国内外现有的相关机型，从工作原理、优缺点及适用范围等方面进行对比分析。结合我国南北地块的差异，分别提出不同条件下对应机型的选择与研发方向，并对未来大田作物撒肥机从抛洒的均匀性、上料技术、智能调控等方面进行展望，为我国大田作物有机肥撒施装备的进一步发展提供参考依据

基质块育苗移栽具有护根护苗、缓苗期短、成活率高等优点,相比穴盘钵苗,基质块苗市场保有量仍相对较少,主要受限于基质块成型加工设备配套不足,因此本文设计了一种蔬菜育苗基质块成型机,实现自动铺土、压块、投块、输送等功能为一体,通过对整机结构和传动系统、钵盘机构、压块及投块机构等关键部件进行设计,以蚯蚓粪—土壤为原料对影响基质块成型的3个因素进行正交试验,得出优选参数组合为蚯蚓粪—土壤混合配比1∶3、压缩比0.65、含水率10%,此时尺寸稳定性为98.96%,抗压力为246.86 N,散坨率为4.15%,可极大地满足基质块育苗移栽的要求,从而为基质块成型加工的研发提供理论参考。

针对蔬菜基质块苗研究设计一种移栽机送取苗装置,该装置由基质块苗输送和取苗定植两部分配合作业,可实现蔬菜基质块苗的成排输送、自动取苗、单株定植等功能。为此,阐述了送取苗装置的结构组成、工作原理与关键部件的设计及参数确定,并对送取苗装置的工作性能进行分析。试验表明,当机器前进速度为1～1.2 km/h、取苗爪工作频率为55株/min时栽植效果最佳:漏栽率为1.3%,倒伏率为3.4%,栽植合格率为95.3%,满足蔬菜移栽机相关行业标准要求。该装置结构紧凑,送取苗稳定可靠,可为基质块苗移栽机的研究提供参考。

总结分析中国2020年蔬菜机械化发展概况,主要包括政府引导与促进、蔬菜生产宜机化建设、蔬菜生产机械化综合水平评估研究、多种形式开展蔬菜机械化示范推广、蔬菜新机械装备研发进展、各地积极推进蔬菜生产农机和农艺融合、蔬菜机械社会化服务模式新探索等。在此基础上,提出促进蔬菜机械化发展对策重点:统筹开展高标准蔬菜基地建设、强力扶持大宗蔬菜工厂化育苗、强化关键技术装备多学科联合攻关、完善大宗蔬菜机械化生产通用规范、优化蔬菜机械财政购机补贴体系。

5. 中国农业科学院茶叶研究所，北京市，100081； 6. 青岛农业大学，山东青岛，266109)摘要：分区域、分产业、分品种、分环节分析我国棉油糖蔬果茶药等8个主要经济作物生产机械化发展新情况、存在的短板不足，提出当前和今后一段时期的主攻方向和主推技术。结果表明，与2020年相比，预计2021年棉花、油菜、花生、甘蔗、蔬菜、茶叶、中药材综合机械化率分别提高2.7个百分点、3.4个百分点、3.6个百分点、1.9个百分点、4个百分点、1.8个百分点、2.5个百分点，仅有林果提高不到1个百分点。需关注的问题主要有，全国还有超过1 000 khm2的棉花、超过1 000 khm2的甘蔗、超过1 800 khm2的花生未实现机收，超过4 200 khm2的南方冬闲田需要扩种油菜；蔬果茶药生产机械化还处于起步阶段，无机可用、有机不好用的问题还比较突出；南方与丘陵山区农田条件不宜机，传统种植模式不宜机，国产机具作业质量和可靠性有待提升；棉花花生残膜污染严重。提出当前和今后一段时期各经济作物机械化主攻方向和主推技术，如国产采棉机质量提升与残膜高效回收，油菜宜机化品种选育与联合机械作业，夏花生免膜种植与高效清洁收获，甘蔗低含杂收获与制糖工艺改制，典型蔬菜品种标准化种植与高效收获，果园茶园宜机化标准建园和管理，中药材重点品种生产机械定制化研发等。

机械化移栽是实现蔬菜规模化和标准化生产的关键环节。为掌握当前我国蔬菜机械化移栽作业现状,对我国蔬菜主产区的典型蔬菜基地机械化移栽作业现状进行调研,并根据种植业农业机械化水平评价行业标准的方法计算出各基地的机械化移栽作业水平,结果显示目前各区域的露地蔬菜机械化移栽作业水平差距较大,整体水平仅为24.4%。结合当前我国蔬菜机械化移栽作业现状,对移栽环节存在的机具投资回报率低和前后环节作业装备不配套等问题进行分析,提出加大全自动移栽研发力度、提高社会化服务力度、完善设施及人员配套和健全标准化作业规范的具体建议。

针对设施蔬菜穴盘苗移栽机膜上作业效果不好、稳定性较差等问题,设计一种八杆栽植机构,建立八杆栽植机构的数学模型并进行仿真分析与效果验证。使用Adams动力仿真软件,对八杆栽植机构的虚拟样机在取投苗效率为120株/min,栽植深度为60 mm,株距为200 mm、300 mm、450 mm时进行仿真分析,仿真分析结果表明:膜面连接长度满足蔬菜移栽机行业标准。按蔬菜移栽机膜面穴口开孔合格率中膜面连接长度测定方法对八杆栽植机构样机进行试验测试,试验结果表明:样机株距设置为200 mm、300 mm、450 mm时,膜面连接长度平均值为141 mm、237 mm、368 mm,与仿真结果误差分别为8.5%、6%、6.1%。

芦蒿是江苏省重要的特色野菜品种之一,其嫩茎营养丰富、香味独特,消费量稳步增长,且种植效益高、农民收益好。从江苏省二大芦蒿生产基地(连云港市灌云县和南京市八卦洲镇)的芦蒿生产模式入手,以芦蒿扦插苗和芦蒿产品的生物物理特性为切入点,分析农艺生产对机械化生产技术的需求。通过实地调研、文献检索和田间试验结合的方式,详细阐述芦蒿机械化栽植和收获环节技术现状,提出优化改进方向和意见。并对芦蒿机械化生产的发展方向提出展望,为实现芦蒿机械化生产技术装备研发提供指导意见和参考。

为实现有机肥撒施机撒肥量的精准调节,实时监控撒肥作业情况,设计基于FPGA的有机肥撒施机控制系统。以FPGA芯片为控制核心,利用转速、位移传感器采集数据,通过液压系统控制输肥链板转速、挡肥板开口高度,研究T-S模糊神经网络控制算法,实现撒肥量的精准控制。设计控制系统操作界面,通过触控显示屏可设置作业参数,显示作业速度、作业面积、撒肥量、转速、堵塞报警等。集成多个监控装置,向机手实时显示撒肥作业情况和肥料箱内情况。试验表明,该控制系统可有效监控撒肥作业情况,撒肥量控制偏差小于10.0%,人机交互好,系统稳定性高。

为满足带芽薯种的农艺种植要求,结合马铃薯种植机的发展现状,设计一种马铃薯带芽定向种植机,一次作业能够实现施肥、播种、起垄、铺滴灌带、覆膜等功能。通过对整机关键部件的分析与设计,确定传动装置、排种装置、排肥装置结构及工作参数。田间试验结果表明,株距合格率达93.3%,带芽薯种块幼芽损伤率为1%,重种指数为3%,漏种指数为4%,种植薯芽朝上率为93%,播深合格率为86.7%,各行排肥量变异系数为5.1%。田间性能试验指标均达到国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求,为我国马铃薯定向种植技术的研究提供理论参考。

为充分利用厌氧干发酵工艺批次处理能力强并有效克服其物料发酵不彻底导致的产气效率低的难题,引入干湿联合厌氧发酵工艺。以水稻秸秆和新鲜猪粪为发酵原料,在35℃及发酵底物初始TS浓度为20%条件下进行厌氧干发酵,其中一组处理在实验第20 d时用纯净水将发酵底物TS浓度调节为9%改为湿发酵,两者对比结果表明:相比于干发酵,该干湿联合厌氧发酵工艺可有效提高稻秸纤维素和半纤维素的降解率,其中纤维素降解率可由20.5%提高到31.1%,半纤维素降解率可由48%提高到54.8%,虽对产气中甲烷含量影响不大,但试验周期内物料累积产气量可提高19%以上。

蔬菜育苗移栽作为其生产过程中最重要的环节之一,对蔬菜生长的质量、产量及经济效益起直接影响作用,同时,移栽机械化程度也间接反映了蔬菜生产的整体机械化水平。归纳总结了蔬菜机械化移栽的三大关键技术,介绍了移栽机的分类,并在此基础上阐述了国内外蔬菜移栽机械的研究现状、特点与推广状况,分析了蔬菜机械化移栽存在的问题,并根据问题提出了移栽机今后发展方向的建议,以期为蔬菜移栽机的深入研究提供参考。

为抓住农业产业转型升级新机遇,提高我国蔬菜生产机械化水平,我国在蔬菜生产机械化方面已经做出很多努力。阐述了农业农村部等部门为促进农机农艺融合所做的具体举措,蔬菜装备研发情况及各地开展的有效示范推广项目。同时指出制约蔬菜机械化发展的问题:方向不明确、重点不突出;政府示范项目多、企业自主投入少;农机农艺融合少、适用装备配套难;"无机可用、无好机用、有机难用"现象并存。为此提出需启动蔬菜生产机械化发展规划,统筹设施和露地蔬菜生产发展;成立部级蔬菜生产机械化专家组,统筹推进农机农艺融合;加大蔬菜机械装备研发、推广支持力度,破解无机可用、有机难用问题;大力培育推广专业化社会化服务,加速蔬菜机械化发展等相关的建议。

农业废弃物的随意排放、化学肥料的过量施用给环境带来严重破坏。在大力提倡有机肥代替化肥的政策背景和实际需求下,成熟实用的有机肥撒施装备亟待研究和开发。为提高有机肥施用设备的作业质量和工作效率,开发三套有机肥施用装备,可针对不同作业条件实现肥料的定量均匀撒施。针对研发的三套装备结构、工作原理及关键工作部件进行详细介绍,并进行田间试验,检验输肥机构、撒施机构、传动机构、行走机构的工作性能,测定撒肥均匀度、工作幅宽、作业效率等工作参数。结果表明:大田多功能撒肥机圆盘撒肥和拨料辊抛肥机构的横向和纵向均匀度变系数分别为20.6%、15.5%和27.4%、10.7%;履带自走式撒肥机的横向和纵向均匀度变异系数分别为19.5%和10.1%;轮式自走式撒肥机的横向和纵向均匀度变异系数分别为22.7%和11.4%;三台撒肥机的最大工作幅宽分别为7.2 m(圆盘撒肥功能为7.2 m,拨料辊抛肥功能为4.3 m)、5.8 m和5.2 m,三台撒肥机的工作效率分别为1.3 hm~2/h(圆盘撒肥功能为1.3 hm~2/h,拨料辊抛肥功能为0.9 hm~2/h)、0.5 hm~2/h和0.8 hm~2/h。该系列化撒肥机的成功研制为我国农业废弃物肥料化利用提供装备和技术支撑。

堆肥是农业固体废弃物肥料化利用的主要途径之一,翻抛是堆肥过程的关键环节,翻抛机的性能直接影响堆肥效率和堆肥品质。基于农业固体废弃物肥料化利用介绍好氧和厌氧堆肥技术,综述国内外翻抛机的研究现状,并对比分析条剁式、槽式和整堆移位式三种适用于农业固体废弃物堆肥翻抛机的功能特点,最后对翻抛机在我国的发展前景和研究方向进行展望。

为抓住农业产业转型升级新机遇,提高我国蔬菜生产机械化水平,介绍我国蔬菜生产机械化技术与装备研发、推广取得的突破和进展,综合分析我国蔬菜生产农机农艺融合、机械化标准制定以及机械化水平情况,指出蔬菜机械化水平跟不上农业机械化发展步伐,不能适应产业发展要求。从规划引领、加强设施标准化和农艺规范化标准指导、协同攻关促进农机农艺以及机械化信息化相融合、为蔬菜机械化专业化服务组织提供更多扶持政策等方面提出统筹推进蔬菜生产机械化的建议。

以某国产26 kW拖拉机悬挂机构为研究对象,在ADAMS/View中建立基于电动推杆的拖拉机电动悬挂机构模型对其进行动力学仿真分析,得出运动过程中电动推杆出力变化曲线图。选择提升臂长度、提升杆长度、上拉杆铰接点位置、提升杆与下拉杆铰接点位置、电动推杆与提升臂铰接点位置为变量,采用单因素和多因素组合试验设计法对电动悬挂机构结构参数进行优化,分析5个参数变化对电动推杆出力变化的影响规律,并优化确定悬挂机构的最佳结构参数组合。结果表明,优化前后推杆出力最大值降低36%,平均值降低51%,为电动悬挂机构选型试验研究提供依据。室内台架试验结果表明:电动悬挂装置提升时间小于等于3 s,提升行程大于420 mm,最大提升力大于5.8 kN,满足设计要求同时也验证仿真分析的正确性。

为研究TMR饲料搅拌机梅花形刀片的磨损性能,选取原装进口刀片(CK)和两种自制刀片(5#和8#)进行4个月的饲料搅拌工作,结合刀片材料成分、微观形貌、硬度和摩擦磨损测试分析刀片的磨损性能,并应用ANSYS Workbench软件对刀片工作受力情况进行仿真探索其磨损机制。结果表明:刀片材料的硬度、组织成分等显著影响材料的耐磨性能,从硬度和化学成分分析可知过剩碳化物的种类和含量是影响其磨损性能的关键因素。针对国内圆捆状秸秆饲料的切碎和搅拌工作,5#刀片含有高Cr和Mo成分使其具有较好的耐磨性,实际磨损率为48.66%,硬度损失率仅为2.36%;8#刀片耐磨性略低于5#,CK磨损程度最大(磨损率高达68.18%,硬度损失率为16.41%)。仿真分析验证刀片的三角形刃端刀尖处为主要磨损区域,长期工作需定期检查刀片磨损程度避免影响工作质量和效率。为国内开展自主研发TMR饲料搅拌机的刀片选择提供理论参考。