收獲開溝埋草一體機雙圓盤開溝機構(gòu)設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化

秦 寬，丁為民，方志超，杜濤濤，趙思琪

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收獲開溝埋草一體機雙圓盤開溝機構(gòu)設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化

秦 寬，丁為民※，方志超，杜濤濤，趙思琪

（南京農(nóng)業(yè)大學工學院，南京 210031）

為提高已研制的稻麥聯(lián)合收獲開溝埋草多功能一體機免耕播種時的開溝播種質(zhì)量，設(shè)計雙圓盤開溝機構(gòu)與一體機相結(jié)合。為獲取影響雙圓盤開溝機構(gòu)作業(yè)質(zhì)量因素的最優(yōu)參數(shù)，以機器前進速度、開溝器入土深度、開溝器排種管固定裝置固定孔中心點至排種管出口中心點橫向距離為試驗因素，以種子入溝率、各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)、播種均勻性變異系數(shù)為試驗指標，進行三因素五水平二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗。試驗結(jié)果表明：各試驗因素對于種子入溝率與各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)影響程度從大到小皆依次是：固定孔橫向距離、開溝器入土深度、機器前進速度；各試驗因素對于播種均勻性變異系數(shù)的影響程度從大到小依次是：機器前進速度、開溝器入土深度、固定孔橫向距離。優(yōu)化所得雙圓盤開溝機構(gòu)開溝播種作業(yè)最佳參數(shù)組合為機器前進速度為0.46 m/s；開溝器入土深度為3.25 cm；固定孔橫向距離為16.16 mm，驗證試驗表明各指標試驗結(jié)果與理論優(yōu)化結(jié)果相對誤差均小于4%，驗證了所建模型與優(yōu)化參數(shù)的合理性。

機械化；優(yōu)化；農(nóng)作物；免耕；開溝播種；雙圓盤；提升裝置

0 引 言

在保護性耕作推廣的大背景下，免耕播種種植模式在稻麥輪作區(qū)得到迅速發(fā)展[1-2]，復式免耕播種機械被廣泛運用于免耕播種作業(yè)[3]，其中免耕播種開溝機構(gòu)作為免耕播種機的關(guān)鍵機構(gòu)，一直是國內(nèi)外學者的研究重點。Munir等[4]研究了各種尺寸單圓盤式、鋤鏟式開溝器在免耕留茬條件下的播種深度變異系數(shù)與各行播種均勻性變異系數(shù)，試驗結(jié)果表明直徑450 mm單圓盤式開溝器以上兩項變異系數(shù)最小。Altikat等[5]研究了單圓盤式、鋤鏟式、反向鋤鏟式開溝器在3.5、4.75、6.4 km/h 3種作業(yè)速度下，免耕開溝播種對出苗率的影響，試驗結(jié)果表明，以4.75 km/h作業(yè)的圓盤開溝器免耕開溝后出苗率最高。茍文等[6]對匹配于2BSF-4-5A型小麥免耕播種機的圓弧刃口型開溝器的前刀、入土角等關(guān)鍵參數(shù)進行了設(shè)計，并對不同工作速度下開溝器阻力進行研究。目前研究多集中于對免耕開溝器自身的設(shè)計與試驗，缺少開溝器與復式免耕作業(yè)機械結(jié)合方式及結(jié)合后參數(shù)優(yōu)化的研究。

本課題組研制的稻麥聯(lián)合收獲開溝埋草多功能一體機一次作業(yè)可完成前茬作物收獲、秸稈集溝還田，下茬作物播種，本文研究將雙圓盤開溝器與其有效相結(jié)合[7-9]，在結(jié)合方式上進行設(shè)計與改進，并通過優(yōu)化試驗確定影響雙圓盤開溝機構(gòu)作業(yè)質(zhì)量因素的最優(yōu)參數(shù)，為復式免耕播種機械與種溝開溝器的結(jié)合與試驗提供參考。

1 雙圓盤開溝器機構(gòu)設(shè)計及工作原理

1.1 雙圓盤開溝器機構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)

已研制的稻麥聯(lián)合收獲開溝埋草多功能一體機（簡稱一體機）主體為4LL-1.8型全喂入聯(lián)合收獲機，機器后方配置導草通道、集草溝開溝器、覆土裝置與鎮(zhèn)壓輪，覆土裝置位于集草溝開溝器上方、導草通道位于覆土裝置上方，鎮(zhèn)壓輪位于集草溝開溝器后方，割臺與谷物輸送槽結(jié)合處上方配置種箱與外槽輪排種器[10-12]，一體機總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，脫粒后秸稈通過導草通道全部落入集草溝開溝器所開集草溝內(nèi)，地表僅剩高度為15～20 cm的秸稈根茬，排種器同時對下茬作物進行旱直播，覆土裝置與鎮(zhèn)壓輪再完成對種子的覆土鎮(zhèn)壓作業(yè)，并使下季作業(yè)時具有相對平整的地表[13-14]。

一體機種植模式為稻麥輪作，播種方式為免耕旱直播，此播種環(huán)境地表土壤板結(jié)且多根茬[15]，為避免種子落在土表及殘茬上，保證種子可以與土壤接觸且具有一定入土深度[16]，播種前需要使用種溝開溝器進行開溝破茬，為種子提供良好種床環(huán)境[17]，種溝開溝器安裝位置如圖1所示，開溝器安裝于割臺后方、行走履帶前方、谷物輸送槽下方位置。開溝幅寬與一體機播種幅寬一致，為1.8 m[18]，開溝器具體安裝個數(shù)根據(jù)播種作物行距所確定。

針對兩種比較經(jīng)典的機器人節(jié)拍(mm):25/305/25 和90/400/90,使用控制器相同的參數(shù)對機器人節(jié)拍時間進行測試,可以獲得節(jié)拍轉(zhuǎn)速最大的軸轉(zhuǎn)速曲線。如圖9和圖10所示。為了驗證本文控制系統(tǒng)的有效性,與歐姆龍公司的IRB 360/I型號進行對比,因為本文設(shè)計的Delta機器人氣動裝置與歐姆龍有所區(qū)別,所以只采取該機型生產(chǎn)節(jié)拍包括拾、放置各35 ms的啟動時間,直接采取運動時間加上70 ms的啟動時間與其進行比較。

1.種箱 2.排種器 3.谷物輸送槽 4.收獲機 5.導草通道 6.集草溝開溝器 7.鎮(zhèn)壓輪 8.覆土裝置 9.行走履帶 10.種溝開溝器 11.排種管 12.割臺

1.2 雙圓盤開溝機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作原理

雙圓盤開溝器結(jié)構(gòu)簡單，其刃口在前下方集于一點，行成一夾角，工作時兩圓盤滾動前進，在一體機收獲后的根茬地上作業(yè)具有良好通過性，能將土壤切開并推向兩側(cè)，行成種溝[19-21]，由于圓盤周邊具有刃口，滾動時，可以切割土壤與根茬[22-23]，免耕地與土壤濕度較大時，均可以正常工作，不易黏土、堵塞[24-26]。因此選擇雙圓盤開溝器匹配于一體機，作為種溝開溝器。由于種溝開溝器安裝位置空間有限，雙圓盤開溝器直徑選擇為200 mm，為了保證開溝器開溝寬度，增加回土蓋種能力，降低晾籽率[27]，對開溝器圓盤夾角1與聚點位置角1進行設(shè)計，已知圓盤夾角、聚點位置角與開溝器直徑滿足關(guān)系式（1）[28]。

式中為開溝寬度，mm；1為雙圓盤開溝器直徑，mm；1為雙圓盤開溝器圓盤夾角，(°)；1為雙圓盤開溝器聚點位置角，(°)。根據(jù)一體機播種要求，種溝開溝器開溝寬度目標值為30 mm，由于開溝器直徑相對較小，為能夠容納排種管，開溝器圓盤夾角設(shè)計為15°，將已知參數(shù)代入式（1），得聚點位置角為81.4°。

為了便于控制雙圓盤開溝器的入土深度、節(jié)約開溝器安裝空間，采用電動升降裝置控制開溝器升降，達到控制開溝器入土深度的目的，整個開溝器機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖2所示，2個鉸鏈分別固定于割臺兩端底部，2個連接件Ⅱ固定于割臺上梁處，2個電動升降裝置上端與連接件Ⅱ相連接，連接位置加裝仿形彈簧，下端與開溝器相連接，開溝器通過連接桿末端的連接件Ⅰ與轉(zhuǎn)動梁相連接，U型螺栓將連接件Ⅰ鎖死在轉(zhuǎn)動梁上，轉(zhuǎn)動梁整插入鉸鏈圓孔中。

雙圓盤開溝機構(gòu)開溝作業(yè)時，通過開關(guān)控制電動升降裝置伸縮桿上下移動，以帶動開溝器以轉(zhuǎn)動梁為軸進行轉(zhuǎn)動，當伸縮桿向下移動，開溝器降下；當伸縮桿向上移動，則開溝器收起，達到控制開溝器升降的目的。此種結(jié)構(gòu)設(shè)計與安裝方式解決一體機開溝器安裝位置縱向距離小的問題，電動升降裝置方便控制開溝器的入土深度，且能使開溝器在工作與收起狀態(tài)自如切換。

對學生來說，提高外語學習的效率，在減輕個人負擔的同時獲得更高的學習質(zhì)量和外語水平是學習模式優(yōu)化的主要方向，而預制性詞塊教學對學習效率的重大優(yōu)化作用令其得到相當多學生的青睞。在應(yīng)用了預制性詞塊的外語教學中，詞匯、句子、詞塊并不是分立的，而是一個被串聯(lián)起來的系統(tǒng)，學生可以通過對詞塊的記憶完成對三個外語學習模塊的練習和提高，大大提升了學習效率。另外，預制性詞塊教學顯著的應(yīng)用能效可以令學生意識到，外語并非只是一門要考的課程，更是未來實際能用到的應(yīng)用工具，是可以伴隨自己終身的能力素質(zhì)，這對學生外語學習積極性的提高有很大幫助。

1.連接桿 2.U型螺栓 3.轉(zhuǎn)動梁 4.連接件Ⅰ 5.連接件Ⅱ 6.仿形彈簧 7.電動升降裝置 8.伸縮桿 9.鉸鏈 10.排種管固定裝置 11.固定裝置固定孔 12.雙圓盤開溝器

1.3 雙圓盤開溝機構(gòu)安裝位置參數(shù)

電動升降裝置選用南京理一迅公司生產(chǎn)的YS-603型電動推桿，其輸入電壓為24 V，最大負載為8 000 N，伸縮桿行程為175 mm，伸縮速度為14 mm/s，伸縮桿完全伸長時，整個升降裝置總長L為490 mm。

開溝器機構(gòu)安裝示意圖如圖3所示，當割臺位置放置正常收獲位置時，即割臺最前端1點距離地面高度為200 mm，此時以地面水平線作為軸，以過割臺最前端1點垂線為軸，兩線交點為坐標原點，建立坐標系。已知割臺最底端可安裝鉸鏈點點至行走履帶最小距離1為485 mm，開溝器直徑為200 mm，因此為避免開溝器在收起時與行走履帶發(fā)生干涉，設(shè)計開溝器圓盤中心點至底端鉸鏈安裝點點之間的連接桿長度2為370 mm。

1.割臺 2.伸縮桿 3.電動升降裝置 4.割臺上梁 5.行走履帶 6.雙圓盤開溝器 7.連接桿

1.Header 2.Expansion link 3.Electric lifting gear 4.Top beam of header 5.Walking tracks 6.Double disc opener 7.Joint lever

注：為坐標圓點；1為割臺最前端點；為1點距離地面高度，mm；點為割臺最底端鉸鏈安裝點；為升降裝置上連接點；為升降裝置伸縮桿與開溝器連接桿連接點；1為點至行走履帶最小距離，mm；2為開溝器中心點至點之間的連接桿長度，mm；為連接桿與水平面夾角，(°)。

Note:represents origin of coordinates;1represents front point of header;represents distance of1point to ground, mm;represents hinged installation point of bottom of header;represents upper connection point of electric lifting gear;represents connection point of expansion link of electric lifting gear with joint lever of double disc opener;1represents minimum distance ofpoint to walking tracks, mm;2represents joint lever length of central point of double disc opener topoint, mm;represents included angle of joint lever with horizontal plane, (°).

圖3 雙圓盤開溝機構(gòu)安裝位置示意圖

Fig.3 Installation position diagram of double disk opener mechanism

對于一體機開溝播種作業(yè)，當開溝器入土深度為60 mm時，可滿足開溝深度需求，則以升降裝置伸縮桿完全伸長時，開溝器最大入土深度2max達到60 mm為設(shè)計目標，對升降裝置上連接點點至地面距離3進行設(shè)計。為了增加升降裝置下壓力矩，升降裝置伸縮桿與開溝器連接桿連接點點應(yīng)盡量靠近開溝器圓盤，當開溝器最下端入土深度為60 mm時，升降裝置伸縮桿完全伸長，此時連接桿與水平面夾角為9°，點至開溝器圓盤中心點縱向距離約為31 mm，此時3滿足式（2）。

式中3為升降裝置上連接點點至地面距離，mm；L為伸縮桿完全伸長時，整個升降裝置總長，mm；為點至開溝器圓盤中心點縱向距離，mm；2max為開溝器最大入土深度，mm；為雙圓盤開溝器半徑，mm。將已知參數(shù)值代入式（2），得3為661 mm。

1.4 開溝器排種管固定裝置固定孔中心點至排種管出口中心點橫向距離的確定

由于開溝器安裝位置與傳統(tǒng)形式相比有所改變，因此為了保證從排種管內(nèi)導出的種子順利落入種溝內(nèi)，需要對開溝器排種管固定裝置固定孔位置進行改進設(shè)計。開溝器排種管固定裝置固定孔內(nèi)插入排種管，起到固定排種管位置的作用，以使從排種管內(nèi)導出的種子落入開溝器后方種溝內(nèi)。如圖4所示，以排種管出口中心點點為原點，水平方向為橫坐標，豎直方向為縱坐標，建立坐標系。排種管插入開溝器排種管固定裝置固定孔內(nèi)，固定孔中心點為點，曲線為拋物線段，為使種子從排種管飛出后具有向后的水平分速度，以便種子在落入種溝時減少滾動與彈跳，從而提高株距穩(wěn)定性，拋物線段方程應(yīng)為[28]

式中為排種管固定裝置固定孔中心點橫坐標；為排種管固定裝置固定孔中心點縱坐標；為方程常數(shù)項。

1.連接桿 2.開溝器圓盤 3.開溝器排種管固定裝置 4.固定裝置固定孔 5.排種管

1.Joint lever 2.Disc of opener 3.Fixed device on furrow opener of sowing pipe 4. Fixed hole of fixed device 5.Sowing pipe

注：為坐標圓點；為開溝器排種管固定裝置固定孔中心點；為排種管出口中心點；3為固定孔橫向距離，mm。

Note:represents origin of coordinates;represents fixed hole central point of sowing pipe’s fixed device on furrow opener;represents exit central point of sowing pipe.3is horizontal distance of fixed hole, mm.

圖4 開溝器排種管固定裝置位置示意圖

Fig.4 Installation position diagram of fixing device of opener seeding tube

已知開溝器直徑為200 mm，排種管出口中心點點距離排種管固定裝置固定孔中心點垂直距離為160 mm。則排種管固定裝置固定孔中心點縱坐標為160，參數(shù)取值范圍為0～50，將已知參數(shù)代入式（3），得開溝器排種管固定裝置固定孔中心點橫坐標取值范圍為?14.6～?18.5，即開溝器排種管固定裝置固定孔中心點至排種管出口中心點點橫向距離3為14.6～18.5 mm，且在方向上點位于點的負方向。

2 試驗方案

2.1 試驗設(shè)備與材料

試驗設(shè)備為設(shè)計完成的雙圓盤開溝機構(gòu)，安裝于一體機種溝開溝器安裝位置，一體機牽引雙圓盤開溝機構(gòu)進行開溝作業(yè)，作業(yè)時排種管插入開溝器排種管固定裝置固定孔內(nèi)，排種器同時進行小麥播種，所播種子為淮麥20號。試驗于2017年1月11日－12日在江蘇省鹽城市響水縣黃海農(nóng)場二分場試驗地進行，土壤類型為砂土，土壤含水率為12.8%，平均土壤堅實度為135.4 N/cm3。試驗現(xiàn)場如圖5所示。

圖5 雙圓盤開溝機構(gòu)試驗現(xiàn)場

2.2 試驗方法與指標

雙圓盤開溝機構(gòu)在開溝播種的工作狀態(tài)下，有多個因素影響播種質(zhì)量，主要因素包括機器前進速度、排種器轉(zhuǎn)速、開溝器入土深度、開溝器作業(yè)阻力、開溝器排種管固定裝置固定孔中心點位置，其中由于排種器動力直接來源于前進履帶，從而機器前進速度同時直接影響排種器轉(zhuǎn)速，開溝器作業(yè)阻力與開溝器入土深度成正相關(guān)，且實際作業(yè)證明，開溝器在正常入土深度范圍內(nèi)，開溝器開溝阻力均不會對一體機正常作業(yè)產(chǎn)生影響。因此試驗因素確定為機器前進速度、開溝器入土深度、開溝器排種管固定裝置固定孔中心點至排種管出口中心點橫向距離（簡稱固定孔橫向距離），試驗時機器前進速度通過一體機無極變速檔位調(diào)節(jié)；開溝器入土深度通過電動升降裝置調(diào)節(jié)；固定孔橫向距離通過排種管固定裝置平行于前進方向的橫向位置調(diào)節(jié)。試驗時，通過調(diào)整排種器槽輪開度，將理論播量固定為150 kg/hm2。根據(jù)實際作業(yè)需要，試驗因素試驗值范圍分別為機器作業(yè)速度0.3～1.2 m/s；開溝器入土深度1.5～4.5 cm；固定孔橫向距離14.5～18.5 mm。試驗因素及試驗值范圍確定后，采用三因素五水平二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計方法安排試驗[29]。試驗因素水平編碼表如表1所示。

為準確全面反映雙圓盤開溝機構(gòu)開溝播種質(zhì)量，根據(jù)GB/T 9478—2005《谷物條播機試驗方法》及開溝播種實際情況，選擇種子入溝率、各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)及播種均勻性變異系數(shù)作為考察指標。試驗每行程測區(qū)設(shè)計如圖6所示，每次行程共播10行，其中選取6行為測定行，試驗后用30 cm寬度線框在每個播行內(nèi)框出測區(qū)，每個試驗行程重復3次，試驗后測量測區(qū)內(nèi)種子數(shù)量或質(zhì)量。

表1 試驗因素編碼表

圖6 試驗測區(qū)設(shè)計示意圖

Gu Yaoquan, Jia Honglei, Guo Hui, et al. Design and experiment of sliding knife furrow openner[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2013, 44(2): 38－42. (in Chinese with English abstract)

由驗證試驗結(jié)果可知，種子入溝率為89.4%；各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)為9.4%；播種均勻性變異系數(shù)為9.8%，與理論優(yōu)化結(jié)果相對誤差均小于4%，試驗結(jié)果與優(yōu)化結(jié)果接近，驗證了所建模型與優(yōu)化參數(shù)的可行性與準確性，優(yōu)化后雙圓盤開溝機構(gòu)開溝播種作業(yè)指標均滿足作業(yè)要求。

式中1為種子入溝率，%；1為測區(qū)內(nèi)溝內(nèi)種子數(shù)量，粒；2為測區(qū)內(nèi)所播種子總數(shù)量，粒。

1）本文設(shè)計將雙圓盤開溝器與電動提升裝置相結(jié)合，安裝于本課題組自主研制的稻麥聯(lián)合收獲開溝埋草多功能一體機上，形成一體機的雙圓盤開溝機構(gòu)，使一體機免耕開溝播種功能得到提升與完善。

各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)是一體機播種同一長度行程內(nèi)，各播行內(nèi)播量分布差異程度。試驗后每行程每個播行隨機選取3個測區(qū)測量其播量，3測區(qū)播量平均值作為該行播量，共測3個行程，計算方法如式（5）、（6）、（7）所示，計算結(jié)果取3個行程平均值。

根據(jù)目標函數(shù)與約束條件，利用MATLAB軟件進行參數(shù)優(yōu)化，得到一體機雙圓盤開溝機構(gòu)開溝播種作業(yè)時，最佳參數(shù)組合為：機器前進速度1=0.46 m/s；開溝器入土深度2=3.25 cm；固定孔橫向距離3=16.16 mm，此時種子入溝率為90.3%；各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)為9.3%；播種均勻性變異系數(shù)為10.2%。

播種均勻性變異系數(shù)是一體機播種時，同一播行內(nèi)相同長度的距離內(nèi)，所播下的種子分布均勻程度。試驗后每行程每播行隨機選取5個測區(qū)進行測量，共測3個行程，計算方法如式（8）、（9）、（10）所示。計算結(jié)果取各播行平均值。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 多因素試驗結(jié)果與方差分析

以機器前進速度1、開溝器入土深度2、固定孔橫向距離3為試驗因素，以種子入溝率1；各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)2；播種均勻性變異系數(shù)3為試驗指標，正交旋轉(zhuǎn)組合試驗實施方案及結(jié)果如表2所示。試驗后采用spss19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析處理，分析試驗因素對指標值的響應(yīng)效應(yīng)，變量之間的響應(yīng)效應(yīng)關(guān)系用二次多項式回歸模型表示，對回歸模型中各項回歸系數(shù)進行方差分析與檢驗。分析結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3中所得擬合系數(shù)，去除其中的不顯著項后，得到響應(yīng)值與自變量的二次多項式回歸模型。其中種子入溝率1、各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)2、播種均勻性變異系數(shù)3所對應(yīng)的無量綱值分別為1Z、2Z、3Z，機器前進速度1、開溝器入土深度2、固定孔橫向距離3所對應(yīng)的無量綱值分別為1Z、2Z、3Z，則1Z、2Z、3Z關(guān)于的1Z、2Z、3Z二次多項式回歸方程分別為式（11）、（12）、（13）。

由表3可知，目標函數(shù)1Z、2Z、3Z的決定系數(shù)分別為0.93、0.91、0.95，說明回歸模型具有很高的擬合精度。目標函數(shù)1Z、2Z、3Z的失擬項值分別為0.570 7、0.612 0、0.542 5，均大于0.05，說明無失擬因素存在，可以用上述回歸方程代替試驗真實點對試驗結(jié)果進行分析[30]。目標函數(shù)1Z、2Z、3Z模型顯著性值分別為0.007 8、0.004 6、0.009 2，說明該模型具有統(tǒng)計學意義。對于目標函數(shù)1Z，因素2Z、3Z、1Z2Z、3Z2非常顯著，因素1Z、2Z3Z、2Z2顯著；對于目標函數(shù)2Z，因素3Z、1Z2非常顯著，因素2Z、2Z2、3Z2顯著。對于目標函數(shù)3Z，因素1Z、2Z非常顯著，因素1Z2、2Z2、3Z2顯著。表中值表示各個影響因素對試驗指標的影響，值越大對試驗指標影響越大，各個試驗因素對于目標函數(shù)1Z和2Z的影響程度從大到小均是：固定孔橫向距離3、開溝器入土深度2、機器前進速度1；各個試驗因素對于目標函數(shù)3Z的影響程度從大到小依次是：機器前進速度1、開溝器入土深度2、固定孔橫向距離3。

表2 試驗方案和試驗結(jié)果

表3 二次項模型方差分析

注：<0.01，非常顯著，用“**”表示，<0.05，顯著，用“*”表示。

Note: Test is highly significant which can be symbolized with “**” whenis less than 0.01. Test is highly significant which can be symbolized with “*” whenis less than 0.05.

3.2 試驗因素對種子入溝率響應(yīng)曲面分析

圖7a為固定孔橫向距離因素位于中心水平時，機器前進速度因素與開溝器入土深度因素對種子入溝率交互作用的響應(yīng)曲面。由圖7a可知，隨著機器前進速度的增大，種子入溝率呈減小趨勢，隨著開溝器入土深度增大，種子入溝率先增大后減小，當機器前進速度在0.3～0.6 m/s、開溝器入土深度在2.1～4.5 cm范圍內(nèi)時，種子入溝率數(shù)值較大。機器前進速度因素與開溝器入土深度因素對種子入溝率影響存在交互作用。

圖7b為開溝器入土深度因素位于中心水平時，機器前進速度因素與固定孔橫向距離因素對種子入溝率交互作用的響應(yīng)曲面。由圖可知，隨著機器前進速度的增大，種子入溝率呈減小趨勢，隨著固定孔橫向距離增大，種子入溝率先增大后減小，當機器前進速度在0.3～1.2 m/s、固定孔橫向距離在16.2～17.5 mm范圍內(nèi)時，種子入溝率數(shù)值較大。機器前進速度因素與固定孔橫向距離因素對種子入溝率影響無交互作用。

圖7c為機器前進速度因素位于中心水平時，開溝器入土深度因素與固定孔橫向距離對種子入溝率交互作用的響應(yīng)曲面。由圖可知，隨著開溝器入土深度與固定孔橫向距離的增大，種子入溝率先增大后減小，當開溝器入土深度在1.6～4.4 cm、固定孔橫向距離在15.6～17.2 mm范圍內(nèi)時，種子入溝率數(shù)值較大。開溝器入土深度因素與固定孔橫向距離因素對種子入溝率影響存在交互作用。

在國立北平圖書館的編纂群體中，有一批出生于1900年代前后、入館及任職編纂時年齡在18至35歲之間的青年編纂（見表4），他們是從事文獻整理、編輯與出版事務(wù)的主力軍。同時，他們憑借圖書館豐富的藏書和自身文獻整理的業(yè)務(wù)經(jīng)驗，逐漸成長為某一知識領(lǐng)域的專家、學者。正如曾是青年編纂群體一員的謝國楨所說：“余與向兄服務(wù)于北平圖書館時，是時同館供職者有趙萬里、賀昌群、劉節(jié)、王重民諸君，朝夕相處，頗不寂寞。同以編纂之名義，而各治其學之所長，在當時或以為曠職，孰意其后一二十年之皆有所成就，殆所謂百年樹人者歟。”［5］

注：響應(yīng)面試驗因素和水平表見表1，響應(yīng)值見表2。

4 參數(shù)優(yōu)化與驗證試驗

4.1 影響開溝播種質(zhì)量因素的參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)標準JB/T6274.1-2001《谷物條播機技術(shù)要求》及一體機開溝播種作業(yè)時農(nóng)藝需求，雙圓盤開溝機構(gòu)在作業(yè)時，各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)與播種均勻性變異系數(shù)均要求不高于15%。在此約束條件下，對種子入溝率最大值進行求解，因此目標函數(shù)為

約束條件為

4.2 驗證試驗

根據(jù)優(yōu)化所得影響雙圓盤開溝機構(gòu)開溝播種質(zhì)量因素的最佳參數(shù)組合，于2017年1月12日在黃海農(nóng)場二分場試驗地進行驗證試驗。其中設(shè)定機器前進速度為0.46 m/s；開溝器入土深度為3.25 cm；固定孔橫向距離為16.16 mm，以種子入溝率、各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)、播種均勻性變異系數(shù)為試驗指標，進行試驗，共重復5次，試驗結(jié)果取平均值，對數(shù)據(jù)進行處理與分析后，得試驗結(jié)果如表4所示。

表4 驗證試驗結(jié)果

（5）教學資料分享。整合豐富的教學資料，按欄目劃分好，方便學生隨時查看下載。同時微信提供的“一鍵分享”功能可以方便地將某一特定內(nèi)容分享給他人、微信群或朋友圈，有利于教學資源傳播與共享。

5 結(jié)論與討論

所謂客觀因素就是行為主體不能把控的原因，它們客觀地公平地橫亙于每個行為人面前，成為做出正確全面診斷的障礙。而診斷的行為主體主要是指醫(yī)生。也就是說醫(yī)生如果遇到干擾診斷的客觀原因，云遮霧障，的確會帶來不小的困難。當然遇到這種患者，如果能夠發(fā)現(xiàn)這些因素，并且認真對待，也并非是束手無策的。

2）雙圓盤開溝機構(gòu)影響免耕開溝播種質(zhì)量的主要因素為機器前進速度、開溝器入土深度、固定孔橫向距離。通過二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗可得，各試驗因素對于種子入溝率與各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)影響程度從大到小皆依次是：固定孔橫向距離、開溝器入土深度、機器前進速度；各試驗因素對于播種均勻性變異系數(shù)的影響程度從大到小依次是：機器前進速度、開溝器入土深度、固定孔橫向距離。

當我們從林德的“需求相似”理論進入“學生是否畫得應(yīng)該像老師”這個問題時，首先要將老師和學生假定為國際貿(mào)易中的交易雙方，然后探討為什么很多學生畫得像老師這一問題。因為繪畫史的發(fā)展告訴我們畫得像老師的學生已經(jīng)存在，而且不在少數(shù)。

增強議題選擇的關(guān)聯(lián)性。正確選擇監(jiān)督議題是監(jiān)督工作出成果、見實效的前提。近年來，各級人大常委會把黨委決策部署、政府著力推動、群眾關(guān)心關(guān)注的重大事項作為監(jiān)督的重點，取得了較好的效果。但監(jiān)督議題的選擇往往缺少系統(tǒng)性，每年的監(jiān)督議題呈現(xiàn)出碎片化的特點，議題之間缺乏內(nèi)在的延續(xù)性，導致監(jiān)督方向不明、整體效果不佳。因此，增強人大監(jiān)督的計劃性、系統(tǒng)性就顯得十分重要。

3）通過優(yōu)化得影響雙圓盤開溝機構(gòu)開溝播種質(zhì)量因素最佳參數(shù)組合為機器前進速度為0.46 m/s；開溝器入土深度為3.25 cm；固定孔橫向距離為16.16 mm，此時理論種子入溝率為90.3%；各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)為9.3%；播種均勻性變異系數(shù)為10.2%。保持試驗因素值與優(yōu)化值一致，進行驗證試驗，結(jié)果可知種子入溝率為89.4%；各行播種量穩(wěn)定性變異系數(shù)為9.4%；播種均勻性變異系數(shù)為9.8%，與理論優(yōu)化結(jié)果相對誤差均小于4%，驗證了所建模型與優(yōu)化參數(shù)的可行性與準確性。

雖然本開溝器機構(gòu)所作業(yè)的土壤已經(jīng)過覆土鎮(zhèn)壓作業(yè)，由于其免耕地的特性，因此仍存在地表相對不平的特征，則要求每個開溝器都應(yīng)具有仿形結(jié)構(gòu)，但由于安裝空間的限制，本雙圓盤開溝器機構(gòu)的仿形裝置位于整套機構(gòu)的上部，而并不是每個開溝器都具有仿形結(jié)構(gòu)，因此在實際田間作業(yè)時會存在一定程度的開溝深度差異問題，此問題是本開溝機構(gòu)下一步應(yīng)重點解決問題。

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其他圖案也可以用此種延伸式方法計算。由于八邊形為中心對稱圖形，八個角均為對稱，八邊形式密碼計算可以以其中一個點為初始點研究，統(tǒng)計完畢后乘以八(角的個數(shù))即可。

Chen Yulun, Ding Weimin, Wang Xiaochan, et al. Design of harvest ditch and stalk-disposing machine[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2009, 40(8): 62－66. (in Chinese with English abstract)

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Chen Yulun, Ding Weimin, Yang Hongtu, et al. Design and experiment of combine harvester with function of stalk-discharging to ditch[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2012, 43(Supp.1): 73－78. (in Chinese with English abstract)

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Chen Yulun, Ding Weimin, Yao Lijian, et al. Research on power consumption of ditcher device of harvest ditch and stalk-disposing machine[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2010, 33(2): 101－104. (in Chinese with English abstract)

一分部署，九分落實。當前，民營經(jīng)濟新一輪大發(fā)展的號角已經(jīng)吹響。我們要認真貫徹落實習近平總書記在民營企業(yè)座談會上的重要講話精神，按照省委的安排部署，堅定信心、鼓足干勁、奮發(fā)圖強，以實際行動真正讓民營經(jīng)濟創(chuàng)新源泉充分涌流、創(chuàng)造活力充分迸發(fā)，為譜寫陜西追趕超越新篇章再立新功！

[11] 方志超，陳玉侖，丁為民，等. 稻麥聯(lián)合收獲開溝埋草多功能一體機噴菌裝置的設(shè)計及試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31(14)：32－38.

Fang Zhichao, Chen Yulun, Ding Weimin, et al. Design and test of bacteria spraying device for harvest ditch and stalk disposing machine[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(14): 32－38. (in Chinese with English abstract)

[12] 方志超，陳玉侖，丁為民，等. 稻麥聯(lián)合收獲開溝埋草多功能一體機行走及脫粒性能改進[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31(18)：26－33.

Fang Zhichao, Chen Yulun, Ding Weimin, et al. Improvement of walking stability and threshing performance for harvest ditch and stalk-disposing machine[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(18): 26－33. (in Chinese with English abstract)

2.3 基因重排 動物體存在多種免疫球蛋白，而基因重排是產(chǎn)生免疫球蛋白多樣化的主要機制。基因重排機制首先在雞中被發(fā)現(xiàn)，雞免疫球蛋白重鏈和輕鏈的可變區(qū)(V區(qū))基因上游存在大量的假基因，這些假基因插入并置換重排V區(qū)的同源序列，從而使免疫球蛋白呈現(xiàn)多樣化[14]。類似的功能基因和假基因間的基因重排導致的抗體多樣性例子在其他脊椎動物中都能發(fā)現(xiàn)。

[13] 方志超，劉玉濤，丁為民，等. 微生物菌噴施對集溝還田稻麥秸稈的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31(23)：187－194.

Fang Zhichao, Liu Yutao, Ding Weimin, et al. Effect of microbial spraying on wheat and rice straw returning to ditch[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(23): 187－194. (in Chinese with English abstract)

[14] 陳玉侖，丁為民，方志超，等. 聯(lián)合收獲免耕直播機開溝分土裝置拋土性能研究[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學學報，2013，36(6)：135－140.

Chen Yulun, Ding Weimin, Fang Zhichao, et al. Soil dispersing performance research of ditcher and reflector of machine with combinative harvesting and no-till planting[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2013, 36(6): 135－140. (in Chinese with English abstract)

構(gòu)建完最優(yōu)路徑規(guī)劃模型后，最優(yōu)路徑規(guī)劃便化為了簡單的混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題。其求解方式很多，不再贅述。每次的規(guī)劃路徑輸出以后經(jīng)過一個小延時，便開始進行下一輪的規(guī)劃，由此便能實現(xiàn)實時路徑規(guī)劃。該流程能夠保證在充電站稀疏地區(qū)和密集地區(qū)，用戶的實際需求均能得到滿足。

[15] 何進，王慶杰，李洪文，等. 華北一年兩熟區(qū)免耕開溝種床對農(nóng)田作物生長的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2013，44(8)：50－62.

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研究結(jié)果表明，在恩施煙區(qū)海拔540～1 680 m范圍內(nèi)，中部煙葉煙堿和總氮含量與海拔高度呈正相關(guān)，還原糖和鉀含量以及主要化學成分指標派生值與海拔高度呈負相關(guān)，但均未達顯著水平，而化學成分協(xié)調(diào)性得分則與海拔高度呈顯著負相關(guān)，說明中部煙葉各主要化學成分指標及其派生值與海拔高度的相關(guān)性不甚密切，比較而言，化學成分協(xié)調(diào)性受海拔高度影響相對較大，隨著海拔升高，協(xié)調(diào)性逐漸降低。這一結(jié)果與朱興黨［10］、王彪等［11］、沈燕金等［12］的研究結(jié)果基本一致，而與高林等［8］、曹學鴻等［9］的研究結(jié)果相反，這可能是由于取樣海拔高度的差異造成的。

Yao Zonglu, Gao Huanwen, Wang Xiaoyan, et al. Effect of three furrow openers for no-till wheat seeder on crop growth performance[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2007, 23(7): 117－120. (in Chinese with English abstract)

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種子入溝率是開溝器開溝播種后，所播種子在種溝內(nèi)的概率，試驗后每行程隨機選取3個測區(qū)進行測量，共測3個行程，計算方法如式（4）所示，計算結(jié)果取3個行程平均值。

對于銀行監(jiān)管部門來說，監(jiān)管部門根據(jù)縣域村鎮(zhèn)銀行的各項經(jīng)營和風險指標進行綜合排名，根據(jù)排名狀況將村鎮(zhèn)銀行劃分為:好(Ⅰ)、中(Ⅱ)、差(Ⅲ)三類，三類主體的經(jīng)營狀況和風險水平均有較大差異，其中Ⅰ類村鎮(zhèn)銀行經(jīng)營狀況良好，風險水平較低;Ⅲ類村鎮(zhèn)銀行經(jīng)營狀況最差，風險問題突出;Ⅱ類村鎮(zhèn)銀行屬于中等水平。假定監(jiān)管技術(shù)對三類村鎮(zhèn)銀行的監(jiān)管效果具有同質(zhì)性，監(jiān)管部門對II類村鎮(zhèn)銀行維持監(jiān)管強度θ不變，對I類監(jiān)管強度低于θ，對Ⅲ類監(jiān)管強度高于θ，并且分類監(jiān)管下總成本與常規(guī)監(jiān)管總成本相同。

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Design and parameteroptimization of double disk opener mechanism for harvest ditch and stalk-disposing machine

Qin Kuan, Ding Weimin※, Fang Zhichao, Du Taotao, Zhao Siqi

(,,210031,)

In order to advance the seeding quality of harvest ditch and stalk-disposing machine that our research group designed and fabricated, a double disk opener mechanism was designed combining with the harvest ditch and stalk-disposing machine. An electric lifting device wasintegrated into double disk opener mechanism installed underneath sowing box of the harvest ditch and stalk-disposing machine. To improve the working performance of double disk opener mechanism, the structure and installation parameters of the double disk opener mechanism were calculated. The diameter of double disk opener was 200 mm，the disc included angle of double disk opener was 15°, the accumulation point angle of double disk opener was 81.4°, the maximum entering soil depth of double disk opener was 60 mm, the joint lever length of central point of double disc opener to hinged installation point of bottom of header was 370 mm and the distance of upper connection point of electric lifting gear to ground was 661 mm. The three work factors, forward speed of machine, furrow depth of double disk opener, and horizontal distance of fixed hole central point of sowing pipe’s fixed device on furrow opener to exit central point of sowing pipe (shortened horizontal distance of fixed hole), impacted quality of furrow and drill mainly. In order to optimize working quality parameters of double disk opener mechanism, a central composite design method of second order regression orthogonal rotation was carried out. In the experiment, the three work factors were used as the experiment factors and the rate of seeds into the ditch, each row seeding stability coefficient of variation, and seeding uniformity coefficient of variation were used as experiment indicators. In the experiment, forward speed of machine was 0.3-1.2 m/s, furrow depth of double disk opener was 1.5-4.5 cm, and horizontal distance of fixed hole was 14.5-18.5 mm. The variance analysis results of orthogonal experimental showed that among the three factors in the experiment, the horizontal distance of fixed hole had the greatest influence on the rate of seeds into the ditch and each row seeding stability coefficient, while the forward speed of machine had the least influence on the rate of seeds into the ditch and each row seeding stability coefficient, and forward speed of machine had the greatest influence on the seeding uniformity coefficient of variation, while the horizontal distance of fixed hole had the least influence on the seeding uniformity coefficient of variation. Through the MATLAB software, we optimized values of the three factors, and the optimized results showed that the optimal value of forward speed of machine was 0.46 m/s, furrow depth of double disk opener was 3.25 cm, and horizontal distance of fixed hole was 16.16 mm. When the three factors reached the optimal values, the value of the rate of seeds into the ditch was 90.3%, value of each row seeding stability coefficient of variation was 9.3% and value of seeding uniformity coefficient of variation was 10.2%. The validation experiment was carried out for making the rationality of optimal values. The validation experiment showed that when the values of three factors were the same as optimize values, the value of the rate of seeds into the ditch was 89.4%, value of each row seeding stability coefficient of variation was 9.4% and value of seeding uniformity coefficient of variation was 9.8%. The relative error was below 4% of experiment values with optimal values, which validated the optimal values of the three factors.

mechanization; optimization; crops; no-tillage; furrow and drill; double disc opener; lifting appliance

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.18.004

S225.3

A

1002-6819(2017)-18-0027-09

2017-03-07

2017-07-23

國家科技支撐計劃項目資助（2013BAD08B04）

秦 寬，男，安徽蚌埠人，博士生，主要研究方向為農(nóng)業(yè)機械化裝備。南京 南京農(nóng)業(yè)大學工學院，210031。Email：qinkuan_njau@163.com

丁為民，男，安徽合肥人，教授，博士生導師，主要從事農(nóng)業(yè)機械化裝備研究。南京 南京農(nóng)業(yè)大學工學院，210031。Email：wmding@njau.edu.cn