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133乡村振兴Rural Promote133环球纵览Global View来自英国农业精密和工程技术农业创新中心 Agri-EPI 中心的新白皮书提供了与自主农业解决方案的未来发展相关的建议。目前，有几家公司正在农业领域开发自主产品。John Deere 在今年的 CES 上展示了一款自主拖拉机。为了支持其自主工作，这家农业机械公司去年 8 月以 2.5 亿美元的价格抢购了 Bear Flag Robotics。但不仅仅是大牌公司在这样做：像 Monarch Tractor 和 Midnight Robotics 这样的初创公司也在这个领域掀起了波澜。在 2021 Agricultural Technology Hackathon 中，Agri-EPI 中心与 Innovate UK 资助的自主农业机械和无人机的测试平台Hands Free Farm 达成合作。机器人、无人机和计算机视觉都被用来应对挑战，比如检测进出操作区域的人员以及管理人机交互。在 Hackathon 之后，Agri-EPI 发布了一份 11 页的白皮书，考虑了农业大规模采用自主车辆的各种因素，并提出了有关最大限度地提高安全性、改善连接性和应对未来技术威胁的建议。白皮书表明，自主农业解决方案的最大潜在风险是与人类或其他车辆碰撞的威胁。为了应对这种威胁，Agri-EPI 建议在人工智能系统中建立机制，能够区分故意碰撞与意外事故，以确保安全。调查结果还敦促建立适当的标志，以警告公众正在使用自主农用车辆。对英国政府法定指南乡村法典的潜在修订可能也需要审查，以参考技术和自治系统。该组织还呼吁汽车和农业部门之间进行跨部门学习，以“通过对自主模型的严格测试，帮助人们最大限度地做好准备”。Agri-EPI 的研究结果详细说明了利益相关者对自主农用车辆行为准则需求的高度关注。白皮书还提出了另外两个问题：连接性和网络安全威胁。它呼吁在更多农村地区推广 5G，以改善农场的连通性。Agri-EPI 中心 Hackathon 的获胜者是英国精准农业公司 Agribot AI。该公司赢得 Hackathon 的概念是“将人工智能和视觉技术结合在一起，提供一种具有成本效益的匿名人类和动物检测系统，用于零散的农村地区。获胜以后，这家位于伦敦的公司正在与 Hands Free Farm 进行谈判，以在其测试平台网站上开发和实施他们的技术。Agribot 击败了竞争对手 NextGenAgri，Continental Industry 和 GMV NSl 等公司。该活动得到了欧盟 Horizon 2020 Research and Innovation Program 的资助。农业为自主拖拉机做好了准备吗？农业为自主拖拉机做好了准备吗？资料来源：https:/ Agriculture Ready for Autonomous Tractors?（编译：王毅平 审校：王应宽）134环球纵览Global View农业信息化 2023.04摘要：为明确和提升小区育种小麦脱粒清选机作业性能，在确保各收获指标的基础上，进一步降低装置各工作区域内的籽粒滞留，建立了小区育种小麦脱粒物料离散元模型，构建了小区育种小麦脱粒清选机气固耦合仿真模型，采用计算流体力学与离散元耦合的方法对小区育种小麦脱粒清选机内脱粒物料运动过程进行数值模拟，探明了脱粒物料各组分的迁移规律与运动轨迹，解析了不合理工作参数对分离清选过程的影响形式。通过对小区育种小麦脱粒清选机进行了4个工作区域划分，在气固两相流耦合作用下分析获得了每一个工作区域内育种小麦脱粒物料数量的变化特性，进一步完善和提升了小区育种小麦脱粒机“无滞种、便清机”的作业特性。小区育种小麦脱粒清选机作业性能验证试验结果表明：当育种小麦喂入量为0.30 kg/s，钉齿式脱粒滚筒轴转速设置为1350 r/min，扬谷器转速设置为500 r/min，吸杂风机转速设置为1000 r/min时，样机平均脱粒总损失率为0.56%，平均脱粒物料含杂率为5.26%，平均脱粒破碎率为0.68%；试验过程中吸杂风机口和旋风分离器下端部排出物料状态与仿真过程相接近，样机4个工作区域内均无育种小麦籽粒滞留，试验结果与仿真结果相一致，表明采用气固耦合方法模拟研究小区育种小麦脱粒清选机内脱粒物料迁移运动规律是可行的。关键词：小区育种小麦；脱粒清选机；计算流体力学；离散元；数值模拟；试验DOI:10.25165/j.ijabe.20221503.7194Citation:Dai F,Song X F,Shi R J,Guo W J,Zhao Y M,Wang F,et al.Movement law of the threshing material in threshing and cleaning machine for plot-bred wheat.Int J Agric&Biol Eng,2022;15(3):100106.小区育种小麦脱粒清选机内脱粒物料迁移运动规律小区育种小麦脱粒清选机内脱粒物料迁移运动规律戴 飞1，宋学锋1，史瑞杰1，郭文娟1,2，赵一鸣1，王 锋1，赵武云1（1.甘肃农业大学 机电工程学院，兰州 730070，中国；2.甘肃政法大学 网络空间安全学院，兰州 730070，中国）摘要：为提高花生精量播种装备的性能，解决传统排种器因落种高度大而导致的成穴性和均匀性差的问题，设计了一种二次投种精量双粒花生穴播排种器。通过理论分析，确定了该排种器的主要结构和沟槽长度、投种高度、种床带速度和排种器转速等参数。以冀农花3号为试验对象，单穴双粒率、穴距合格率、穴距变异系数及空穴率为评价指标，通过JPS-12排种器试验台进行了单因素试验和正交试验。单因素试验表明，排种器排种性能主要受沟槽长度、种床带速度和排种轮转速的影响，对空穴率的影响极小，确定最佳投种高度为40 mm。通过正交试验确定各参数最优组合：沟槽长度为27.3 mm、种床带速度为1.51 km/h、排种器转速为14.11 r/min。此外，基于正交试验结果建立回归模型，优化后排种器排种性能：穴粒数合格率为98.84%，穴距变异系数为9.74%，空穴率为1.40%。该排种器提高了花生精播质量，满足花生精量穴播农艺要求。关键词：花生；精量；排种器；正交试验；回归方法 DOI:10.25165/j.ijabe.20221503.6608Citation:Zhao X S,Ran W J,Hao J J,Bai W J,Yang X L.Design and experiment of the double-seed hole seeding precision seed metering device for peanuts.Int J Agric&Biol Eng,2022;15(3):107114.双粒花生精量穴播排种器设计与试验双粒花生精量穴播排种器设计与试验赵晓顺*，冉文静，郝建军，柏文杰，杨鑫雷（河北农业大学 机电工程学院，保定 071001，河北，中国）135环球纵览Global View摘要：气振盘式精密播种技术是影响超级稻穴盘育秧工厂化进程的关键技术。为解决气振盘式精密播种机中振动供种盘结构在高频、大幅度振动下易引发整机共振及播种合格率下降的问题，设计新型供种盘结构具有重要意义。该研究提出一种气吹和振动共同作用下使种群“沸腾”运动的方法，并设计气吹-振动式供种盘。利用FLUENT分析供种盘内部流体运动，优化供种盘结构参数，确定当入口气压值为22 kPa，入气口个数为2个，供种盘底部小孔孔径为2 mm时，小孔处流速最大。通过对比试验，证明气吹-振动式供种盘结构可将振动频率降低1.5Hz，振幅降低0.25 mm。通过正交试验，建立入口气压、振频、振幅与播种性能指标间的数学回归模型。通过寻优操作和台架试验，确定当入口气压值为19.49 kPa，振频为9.00 Hz，振幅为2.65 mm时，播种合格率、重播率、空穴率可达到93.56%、3.35%、3.09%，试验结果与预测值基本一致。研究证明，气吹-振动式供种盘在降低气振盘式精密播种机振动频率和振幅的同时，可有效提高播种合格率，为精密播种技术提供重要依据。关键词：气吹-振动；精密播种；FLUENT；正交试验DOI:10.25165/j.ijabe.20221503.6873Citation:Zhang Z Q,Chen J,Li Y M,Guan Z H,Liao C Q,Qiao X S.Design and experiment on the air-blowing and vibrating supply seed tray for precision seeders.Int J Agric&Biol Eng,2022;15(3):115121.精密播种机气吹-振动式供种盘设计与试验精密播种机气吹-振动式供种盘设计与试验张志巧，陈 进*，李耀明，关卓怀，廖彩淇，乔祥山(江苏大学 机械工程学院，镇江212013，江苏，中国)摘要：培土作业是作物田间管理的重要环节，是作物质量的重要保障。针对传统中耕培土机土壤流向不易控制，难以实现高垄培土等问题，设计了复合切削式中耕培土机土壤流向控制部件，土壤流向控制部件由送分土犁刀装置、螺旋培土刀和导向罩装置等组成。对送分土犁刀与螺旋培土刀两种刀具的导向部分进行了设计分析，得到合适的导向壁曲面和螺旋角；设计导向壁为扭柱形犁体曲面，元线角呈由稳定到增大变化；对螺旋铣削进行分析，得出螺旋角较大时，铣削效果较好；依据离散元法建立机具工作部件-土壤间作用模型，运用EDEM软件对复合切削式中耕培土机土壤流向控制部件进行仿真分析，采用双因素全面试验设计法研究螺旋培土刀外沿线速度和机具前进速度对培土效果的影响。离散元仿真结果表明：螺旋培土刀外沿线速度和机具前进速度对输送至垄顶颗粒和培土厚度影响均极显著；对平均培土厚度进行多重比较得出，在螺旋培土刀外沿线速度为3.01 m/s、机具前进速度为0.7 m/s时，机具作业性能较好。研究结论对培土机设计具有重要理论价值与现实意义。关键词：复合切削；培土机；流向控制；离散元法；设计DOI:10.25165/j.ijabe.20221503.5857Citation:Tong Z W,Li L H,Zhang X L,Chen Y,Liu X C,Zhou P L,et al.Design and experiment of the components for soil flow direction control of hilling machine based on EDEM.Int J Agric&Biol Eng,2022;15(3):122131.基于EDEM的复合切削式中耕培土机土壤流向控制基于EDEM的复合切削式中耕培土机土壤流向控制部件设计与试验部件设计与试验仝振伟，李连豪，张秀丽*，陈永，刘晓潺，周培林，夏月庆（河南农业大学 机电工程学院，郑州 450002，中国）