基于称重法的收割机谷物测产方法的研究

针对联合收割机实时监测谷物产量的需要,提出了一种基于称重法的产量测量方法,采用电阻应变式压力传感器对收获谷物进行称重测量,将采集的数据经过放大电路、A/D转换后传送给单片机进行计算处理,根据传感器采集的数据建立回归预测模型计算当前谷物产量。该系统可以对谷物产量进行实时监测并在液晶屏上显示和存储。     

单传感器液体添加系统设计与误差分析

设计的单传感器液体秤基于重量式计量原理 ,采用单传感器结构 ,借助杠杆系统进行称重。分析了该液体秤计量误差的成因以及消除误差的方法。在饲料厂油脂添加系统中的应用表明 ,其性能优于容积式油脂添加系统 ,制造成本与之相当 ,而使用成本显著降低。     

基于ATV的履带拖拉机张紧缓冲装置的仿真研究

用ADAMS的履带车辆工具箱(ATV),建立东方红C1002拖拉机的行走系统的多体系统动力学模型。应用所建立的模型,对张紧缓冲装置的主要参数、静态运动学与力学特性进行研究,还对车辆直线行驶遭遇障碍物、原地转向以及倒车行驶工况进行动态仿真。研究发现张紧缓冲装置中主要参数对张紧力的平均值和极值差都有比较大的影响。履带拖拉机越障时,行走机构将承受很大的冲击载荷,在模拟工况中,冲击载荷峰值达到静态设计载荷1.5~2倍。因此,在履带车辆行走机构强度设计时必须高度重视越障引起的冲击载荷。     

自主跟随车辆航向控制系统

提出了一种基于红外传感器检测相对航向角的车辆自主跟随控制系统建模和设计方法,对相对航向角的检测机构及其工作原理进行了介绍,重点讨论了基于步进电动机驱动的转向控制系统的建模方法、前轮转向角和航向角之间的关系以及相应的控制算法的设计,航向角控制系统模型的Matlab仿真结果和控制系统的实际运行结果高度吻合。结合自主改装的电动车自主跟随系统在果园路径进行了实验,实验过程中,引导车和跟随车行驶路径之间的最大横向偏差为9.2 cm,平均偏差为3.3 cm,方差为5.5 cm2。实验结果表明,基于红外传感器的车辆自主跟随控制系统能实现车辆的自主跟随,系统运行稳定可靠,体现出其在复杂农业环境中的应用前景。     

一种小麦种子自动称重装置的称重模块设计

针对作物考种对单粒种子质量测量的特殊需要,设计了一种基于应变式称重传感器的单粒种子自动称重装置,能够实现单粒种子质量的自动测量及对一批种子的质量谱分布测量。测量过程中,该装置将实时显示每粒种子的质量,并按照预先设定的质量阈值将种子分为两类;测量结束后,将两种类别种子的数目、种子的总个数、平均质量、标准差、总质量滚动显示在单片机控制的液晶屏幕上,并在LabView开发的程序中显示质量谱分布的柱状图。     

基于虚拟仪器的应变测试静态标定系统

为了将虚拟仪器技术应用于所设计牵引力测量传感装置中,基于虚拟仪器技术设计开发了在线应变测量的静态标定系统。阐述了该系统软件和硬件结构、试验方法、静态特性标定及分析程序设计等,并通过应变传感装置及加载装置进行试验分析。试验结果表明,基于虚拟仪器技术设计的应变测试静态标定系统比传统标定系统结构简单、操作简捷,能够较精确地在线对应变传感器进行标定及静态特性分析。      

无线传输的轮胎状态及车辆载重检测一体化技术

通过研究汽车行驶时轮胎载荷的变化以及轮胎载荷、气压、温度之间的关系,建立了三者关系的数学模型.利用该模型并通过轮胎气压、温度值以及汽车行驶状况可确定轮胎载荷是否超出允许范围.根据该原理设计了一套轮胎状态及车辆载重检测一体化系统.该系统通过内置在轮胎内的传感器实时检测汽车轮胎内的温度和压力.通过试验验证了数学模型的正确性和该系统的实用性.     

用于实训教学的车辆称重收费神器研制

近年来,随着科学技术的进步和经济的发展,车辆称重收费系统已经广泛运用于各类货物转运、生产及销售点。但随着教学的需求增加,用于教学实训的称重系统也渐渐需运用到教学中,车辆称重收费系统是指称重车辆进入有效称重范围后,系统会自动对车辆进行称重与计费的整套系统。我们旨在设计一套可用于教学实践的系统用于各校进行实训教学,帮助同学们更好地提升自己的实践运用能力。     

基于STC89C52的单手式水果称重采摘器研究

随着国家大力推动"精准扶贫+乡村旅游"来促进农村的改革发展,利用村庄农业项目,拓展农业观光、休闲和体验等功能已成为一大趋势。在此背景下,本文针对橘子的体验式采摘,设计手持式单手水果称重辅助采摘器。采用实现高精度电子称重,在单手式水果辅助采摘器的物理结构基础上,以STC89C52作为主控芯片,采用电阻应变式压力传感器,通过24位A/D转换芯片HX711AD进行数模转换,由蓝牙模块传送到手机进行称重显示,效果明显。     

踏板力传感器的设计与应用浅谈

介绍了一种电阻应变式踏板力传感器的结构原理，弹性元件的选择与计算以及使用。     

一种五自由度修剪机器人结构设计与分析

为满足多样化景观绿篱修剪造型对修剪机器人工作空间、结构刚度和强度的需求，设计一种用于园林绿植的五自由度修剪机器人结构。首先采用D-H法对机器人进行建模与运动学分析，利用蒙特卡洛法得到机器人的工作空间；然后以球形绿篱为修剪目标，基于机器人有效空间体积比和速度全域性能指标，确定机器人臂架结构主要杆件的尺寸；最后对臂架结构进行有限元静力学和振动模态仿真分析。仿真结果表明：当大臂尺寸为800 mm，小臂尺寸为900 mm，腕臂尺寸为350 mm时，该机器人垂直修剪作业范围为0~2 000 mm，水平修剪作业范围为-1 300~1 300 mm，工作空间可满足园林绿篱的修剪需求；臂架结构的最大等效应力为34.245 MPa，最大变形为1.897 1 mm，刚度和强度均满足技术指标的要求，且其固有频率可有效避开外界频率，避免共振现象。本研究为景观绿篱修剪机器人研制提供机械结构设计方法与方案，具有一定的应用价值。     

轴流泵叶轮进出口流场的测量

为了获得轴流泵内部流动的真实情况,设计了内部流动测量装置.运用五孔球形探针,对高效轴流泵在0.8Qopt,1.0Qopt和1.2Qopt工况下的叶轮进口和出口速度矢量分布、静压分布和总压分布进行了测量,并分析了不同工况下的轴面速度、环量、圆周方向分速度和压力分布等.测量结果表明：轴流泵模型进口在0.8Qopt至1.2Qopt工况范围内,流动稳定,进口轴向速度从轮毂到轮缘逐渐减小,且进口预旋很小,不同径向位置的静压基本相等.在最优工况下,轮毂与可调叶片间无间隙时,轴流泵叶轮出口基本呈现等环量流型,轴面速度呈现抛物线分布,且效率高.若轮毂侧存在间隙,间隙处的环量、轴面速度、压力和效率均明显下降.     

流固耦合作用对离心泵内部流场影响的数值计算

采用双向同步求解的方法对离心泵内流场和叶轮结构响应进行联合求解,研究了叶轮流固耦合作用对离心泵内部流场的影响.流场模拟基于Reynolds时均化N-S方程和标准k-ε两方程湍流模型,采用多重坐标系法;结构响应基于弹性体结构动力学方程.并将计算所得的流道网格变形、流场静压和速度的分布以及径向力等结果与非流固耦合计算的流场进行对比分析.分析结果表明,流固耦合作用使得流体和固体区域计算网格发生微小变形,这不仅会改变流体对固体载荷的分布,而且会影响结构对流体的做功作用,从而影响流场的分布;叶片相对隔舌不同位置时,叶轮出口处和蜗壳流道内流场的静压分布变化趋势不同;流场速度变化主要出现在叶片和叶轮出口附近;各时间点上径向力的大小和方向变化较明显.     

旋流自吸泵内部湍流场大涡模

旋流自吸泵蜗壳结构不同于普通泵,具有特殊的流场结构.采用大涡模拟方法和滑移网格技术,通过对设计工况下旋流自吸泵三维非定常湍流场的数值计算,捕捉到泵叶轮和蜗壳内的压力分布、速度分布和尾迹区内旋涡的结构与演化特征等重要流动信息,结果表明叶轮内部静压具有一定的非对称性.分析了分离室内漩涡形成的原因.对含气率分布的分析表明,叶轮中气相主要集中于叶片的吸力面区域.对旋流自吸泵的性能进行预测,得到了预测性能曲线,并将预测结果与性能试验结果作了对比,证明了大涡模拟法能够较准确地预测旋流自吸泵内部流动特性和性能.     

双流道泵内固液两相流动的数值模拟

采用Mixture多相流模型,对一比转速为80的双流道泵内固液两相流动进行了叶轮蜗壳耦合数值计算,比较了不同颗粒直径、不同颗粒体积浓度和不同工况等3种因素,对该双流道泵内静压分布、绝对速度分布、固相体积浓度分布以及泵能量外特性等的影响.结果表明：颗粒直径的变化对泵的固相体积浓度分布的影响最为明显,对静压分布、速度分布及泵的外特性等的影响较小;颗粒体积浓度的变化对泵内静压、固相体积浓度分布和外特性等都有比较大的影响,对速度分布没有明显影响;工况的变化对泵内静压和速度分布的影响最大,对固相体积浓度分布影响较小.本研究还表明,该固液两相流双流道泵的性能曲线趋势,与一般清水离心泵的基本相同;在输送颗粒直径为0.075 mm左右、体积浓度为30%的固液混合物时,该泵运行性能最优.     

内遮阳网对连栋温室内自然通风流场影响的稳态模拟

以Navier—Stokes方程为模型基础，运用CFX软件对华东地区三连栋塑料温室在配置内遮阳网后室内自然通风气流场进行三维稳态模拟，外界风向取平行于温室的屋脊方向。模拟结果显示，在设置内遮阳网后，两侧栋内气流流速明显降低，尤其是顶窗开向对面侧侧栋内，气流平均速度只有外界风速的1／6左右，不及无遮阳网时的一半；在遮阳网覆盖下温室中间栋气流流态变化不大，流场略偏向顶窗开向侧方向。顶窗开向对面侧气流流动的均匀性有所改善，但平均流速下降，环流不太明显，静止区域小，尤其是下部区域。在顶窗开向侧侧栋内，气流虽仍集中在温室中上部区域，但均匀性有所提高；侧窗和山墙门进风对温室内气流场流态的影响作用较大，而顶窗使得遮阳网上部的气流流动得到明显加强。     

高压核电平板闸阀的设计与数值模拟

针对核电工业的需要设计了公称压力为25 MPa、公称直径为150 mm的高压电动平板闸阀,介绍了其主要结构的设计及计算方法.分析了阀门开启状态下流动压力损失的产生原因及分布区域.对阀门进行了流固耦合计算,以研究介质载荷对其结构产生的影响.建立了闸阀及水体的三维模型,利用CFX软件对模型进行网格划分并定义边界条件,计算后得到了介质流动状态下的压力、速度分布,并指出了产生压力损失的主要部位.利用Ansys软件将介质载荷施加到闸阀上进行流固耦合分析.结果表明,介质在阀座区产生涡流损失,阀座区之后静压值明显下降,流道壁面处流速减小,闸阀中腔上部的压力降和速度都很小.闸阀的流阻系数为0.093,闸阀的最大变形为19.4μm,最大应力值为70.8 MPa,分别位于阀座出口端的顶部和侧面;开启状态下闸阀的变形及应力均在允许范围内.     

线圈外置式磁流变阻尼器及其磁场有限元分析

提出了一种线圈绕于工作缸外的新型磁流变阻尼器。运用ANSYS电磁场有限元分析模块对其进行了静态电磁场分析,通过求得的磁力线分布与磁感应强度分布验证了新型磁流变阻尼器结构的合理性。根据牛顿流体模型和B ingham塑性流体模型,应用MATLAB软件计算出了新型磁流变阻尼器阻尼力随活塞速度、控制电流变化的关系曲线。     

含泄水孔混流式水轮机间隙流动数值模拟

建立了包括混流式水轮机转轮上冠和顶盖间的空腔、泄水孔以及转轮前密封间隙流道中的水体模型在内的全流道几何模型,通过三维数值模拟,研究了主流道内速度和压力分布以及空腔、泄水孔和密封间隙内的流动特征,揭示了混流式水轮机上部空腔压力与泄漏水量随不同密封间隙尺寸、不同泄水孔直径和数目的变化规律。根据数值模拟结果,最终确定水轮机泄水孔数目为6个,直径为40 mm,间隙宽度为1 mm,该模型额定工况下流量为5 109 m3/h,间隙泄漏水量占机组流量的0.3%,水轮机效率为86.75%,与试验测试结果基本一致,表明所研究的间隙流计算方法可为水轮机泄水孔直径、数目以及密封间隙等细部结构尺寸的权衡确定提供参考依据。