弧齿圆柱齿轮啮合相位的计算

分析了弧齿圆柱齿轮大、小齿轮齿端面廓形彼此相对转动时,当量间隙值的变化。评定了齿端廓形啮合相位的最大、最小误差。计算了齿轮工作啮合中不同相位的当量间隙,绘制了相应的曲线图,得出了弧齿圆柱齿轮啮合中当量间隙的变化特性。     

弧齿圆柱齿轮啮合相位的计算

分析了弧齿圆柱齿轮大、小齿轮齿端面廓形彼此相对转动时,当量间隙值的变化.评定了齿端廓形啮合相位的最大、最小误差.计算了齿轮工作啮合中不同相位的当量间隙,绘制了相应的曲线图.得出了弧齿圆柱齿轮啮合中当量间隙的变化特性.     

无压圆管的水力分析研究

依据水力学的基本原理,通过对圆形过水断面管道自流状态下不同流量的水力分析,提出了利用过水包角进行圆形过水断面管道水力计算的新方法.与传统的计算方法相比实现3项突破:一是利用数学分析法进行水力计算,消除了计算过程中的误差,提高了求解精度;二是计算过程更加简单便于记忆;三是分门别类总结出圆形断面几种特殊情况下的水力计算方法...     

无过载双流道排污泵性能预测研究

在进行无过载双流道排污泵设计时,利用公式预测的性能和试验结果有较大误差。对此,通过流动分析指出,普通离心泵相对液流角与叶片出口安放角相差不大,而在双流道叶轮出口速度三角形中,相对液流角与叶片出口安放角相差较大,因此,用叶片出口安放角进行性能预测是造成误差的主要原因。提出了双流道泵无过载性能预测的计算方法:!2应取叶片背面出口安放角;计算叶片排挤系数时,叶片厚度应取内流道出口处叶片厚度。试验表明,该计算方法能大大提高性能预测的准确性,预估最大轴功率值及其位置较普通计算方法误差大幅度减小。     

基于Kalman滤波的田间导航车辆定位校正方法研究

以装载了RTK-DGPS导航系统的KUBOTASPU-68水田插秧机为试验平台,以姿态测量系统提供载体姿态信息,研究农业机械导航的姿态校正方法。在分析车载GPS倾斜误差产生原因基础上,提出了采用多传感器联合测量载体姿态角以提供校正信息。采用MEMS传感器集成模块ADIS16355作为惯性测量单元,卡尔曼滤波实现传感器信息融合以计算姿态角,设计了姿态测量系统。阐述了两种传感器融合测量实时姿态角的算法,基于ARM7Cotex-M3微处理器设计了姿态测量系统硬件。     

直线型植保无人机航姿UKF两级估计算法

针对直线型植保无人机航姿测量受磁场干扰严重、磁力计校准动态性能差、航姿估计精度低等问题,提出了一种基于磁力计实时校准的无人机航姿两级解算方法。依据地磁场矢量变化小的特点,利用列文伯格-马夸特（Levenberg-Marquardt,LM）算法和磁力计误差模型,建立磁力计实时校准模型,实时计算磁力计误差参数。考虑运动加速度、电机磁场以及环境磁场干扰,采用无迹卡尔曼滤波器（Unscented Kalman filter,UKF）融合陀螺仪和加速度计实现一级航姿估计,通过四元数精准解析出横滚角和俯仰角姿态信息;然后融合磁力计实时校准数据和陀螺仪修正航向角完成二级航姿估计,最终实现无人机姿态和航向的精准估计。试验结果表明,在外部磁场干扰高达30.97μT时,实时校准算法仍可快速计算出磁力计校准参数,模长均方根误差为0.59μT,减小了航向观测信息噪声。本文的航姿测量系统姿态角均方根误差不大于0.75°,航向角均方根误差为1.40°,较互补滤波算法,姿态角精度提高约0.6%,航向角估计精度提高1.38°;动态飞行试验中,姿态估计算法大幅减弱了磁干扰影响,航姿跟踪准确,航向角快速收敛,稳态精度更高。     

摄像机参数的三线性插值误差补偿标定方法

提出了一种摄像机标定方法并应用于某轿车翼子板的非接触检测.该方法通过虚拟靶标构建空间点阵,应用SUNSAN算子准确提取角点坐标,并代入摄像机模型,逆向求解空间点的坐标及与真实坐标的误差值,以此误差作为判断依据,通过迭代更新求解摄像机参数,直到平均误差小于某一预定值,然后基于空间三线性插值算法进行误差补偿,从而求解待测点的误差.实验证明此方法计算迅速、稳定、准确,检测精度达到亚像素级.     

行星齿轮传动误差的耦合补偿研究

通过几何学方法将行星齿轮偏心类误差转换为在啮合线上的当量啮合误差,再对各当量啮合误差分量在角频率分别为0、相同和不相同3种情况下的耦合传动误差进行计算和推导,论证了前两种情况均能实现最佳补偿效果,得出耦合误差能有效补偿时误差初相差的取值区间和最佳补偿效果时各误差初相的数值关系。在此基础上,提出一种提高系统传动精度的行星齿轮装配方法——误差初相调试装配法。最后通过实例计算调试装配、随机装配和提高加工精度等多种情况下行星齿轮的传动误差,对比分析结果证明这一方法是有效且经济的。     

基于XFOIL的DU型风电翼型气动特性仿真分析

文章在分析国内外风电翼型研究现状及总结各种翼型特点的基础上,利用XFOIL软件绘制了荷兰DU93-W-210翼型外形图,并建立了该翼型的气动分析数值模型,计算了该翼型在0～20°攻角下的升力系数Cl、阻力系数Cd及力矩系数Cm等翼型气动参数,并绘制该翼型的升力、阻力系数曲线及力矩系数曲线.文章将得到的计算结果与风洞试验结果进行了比较,结果表明,攻角在0～10°时,XFOIL的计算结果与实验数据大体趋于一致,特别是对Cl的计算拟合度很好,误差在3％以内.当攻角增大到10°后,翼型进入失速发展区,计算结果开始产生较大误差.所以,在使用XFOIL软件对DU93-W-210翼型进行计算的时候,可以明显观察到失速点在攻角为10°左右的位置.根据实验结果,在当前运行环境下,建议应用该翼型的风力机在不超过10°攻角的范围内运行.     

果园机器人视觉导航行间位姿估计与果树目标定位方法

针对单目视觉导航中位姿信息不完整和果树定位精度低的问题,提出基于实例分割神经网络的偏航角、横向偏移、果树位置计算方法。首先,基于Mask R-CNN模型识别并分割道路与树干;其次,寻找道路掩码凸包并进行霍夫变换,由凸包中的边界方程计算消失点坐标;最后,根据建立的位姿-道路成像几何模型,计算偏航角、横向偏移与果树相对位置。实验结果表明：改进Mask R-CNN模型的边框回归平均精确度为0.564,分割平均精确度为0.559,平均推理时间为110 ms。基于本文方法的偏航角估计误差为2.91%、横向偏移误差为4.82%,果树横向定位误差为3.80%,纵向误差为2.65%。该方法能在不同位姿稳定地提取道路与果树掩码、计算消失点坐标与边界方程,较准确地估计偏航角、横向位移和果树相对位置,为果园环境下的视觉自主导航提供有效参考。     

整杆式巨菌草双圆盘切割装置动力学研究与参数优化

巨菌草收获机切割器的模型与工作参数直接影响到收割能耗与质量。基于虚拟样机设计技术与切割仿真理论，利用ugnx1847参数化建立整杆式巨菌草双圆盘切割器三维实体模型及巨菌草物理模型，在adams/view模块中将巨菌草茎秆柔性化，导入adams中完成虚拟样机设计并进行刚柔耦合动力学仿真分析，试验验证虚拟样机设计及仿真的正确性。以刀盘倾角、刀片刃角、刀盘转速为影响因素，切割茎秆的切割力为评价指标表征切割损耗，对影响切割力与切割损耗的因素设计三因素三水平虚拟正交试验，运用统计学软件进行响应面回归分析和方差分析。结果表明：切割器转速为480 r/min，刀片刃角为25°，刀盘倾斜角为2°时，切割力为最低水平266 N，切割损耗有效降低，为巨菌草切割器关键部位的优化设计提供理论和试验依据。     

大豆收割机圆盘式切割器切割参数的研究

以试验设计,计算机模拟和社会网络优化技术为手段,对圆盘式切割器进行了试验研究,探讨了切割速度,切削角和刀齿高度３个因素对切割损失和切割阻力的影响,得到了切割速度,切削角和刀齿高度的最佳参数组合。     

负变位剃齿加工

把剃齿刀与齿轮的接触看作弹性接触,运用赫兹理论分析了在剃齿过程中齿轮齿面的法向力与剃齿啮合角的关系,从而揭示了负变位剃齿能够减小齿形中凹满足齿形精度要求的原因。     

基于圆盘式切割器的木薯茎秆切割试验研究

以收获期木薯茎秆为研究对象,在自行研发的切割试验台上进行木薯茎秆切割试验,通过对刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速、机器前进速度等因素对最大切割力及功耗等指标进行单因素、多因素试验。试验结果表明:刀片数量对茎秆切割影响不大;最大切割力与刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速及机器前进速度相关;随着刀片刃角、切割角及机器前进速度的增大,最大切割力增大;随着刀盘倾角及刀盘转速的增大,最大切割力呈减小趋势。     

甘蔗收割机单圆盘切割器运动学分析

通过单圆盘切割器运动方程，结合甘蔗收割要求，建立单圆盘切割器不漏割以及刀盘与甘蔗不接触的一般条件式，并对不漏割最大速比与切割器结构参数和运动参数，不接触最大速比与甘蔗相对刀盘位置和甘蔗几何参数之间的关系进行分析，为甘蔗收割机切割器结构参数和运动参数设计提供依据。     

三角网格曲面环形刀五轴加工宽行距刀具路径生成方法

针对三角网格曲面五轴数控加工中普遍使用的截平面法加工行距较窄、加工效率较低的问题，提出一种可变行距的宽行加工刀具路径生成方法。首先，以三角网格数据重构为基础，提出一种基于KdTree网格区域划分的求交算法，实现了网格数据点的快速获取；然后，分析环形刀及三角网格曲面的几何特性，在无曲率干涉条件下提出通过改变侧倾角并优化前倾角使刀具有效切削半径最大化的方法，获得以加工行距最大化为优化目标的最佳刀具倾角组合；最后，结合三角网格曲面的特性建立一种环形刀刀具离散模型，并提出了相应的干涉检测与修正方法。仿真实验表明，在相同加工条件下，本文加工行距优化方法较现有方法明显增大了加工行距、提高了加工效率，而且所提出的刀具干涉与修正处理方法能有效避免局部刀底干涉及全局刀杆干涉现象的发生。     

土壤切削大变形的三维数值仿真

对近年来有关土壤切削仿真的研究进行总结，并介绍自适应网格划分、ALE以及SPH等3种解决大变形的方法；在此基础上，针对一个简化的切削模型，对3种方法进行土壤切削仿真的结果进行分析和比较；最后着重以某室内模型盾构刀盘刀具和上海地区软粘土，利用ALE方法进行盾构刀盘刀具的大规模三维切削仿真分析。仿真计算基于LS—DYNA970 MPP软件和“曙光4000A”超级计算机，结果表明，3种不同的方法在解决土壤切削大变形时各有特点，其中ALE方法在更为细致的软粘土盾构三维开挖仿真中得到的结果与试验数据较为一致。     

玉米条带少耕作业驱动式破茬刀设计与试验

针对东北玉米垄作区耕整地动土量大和春季降雨量低时土壤墒情不佳、耕作阻力大等问题,提出一种条带式少耕的作业方式,并设计了驱动式破茬刀。通过对驱动式破茬刀的作业工况进行受力分析得出,当破茬刀的滑切角大于或等于与其接触的根茬或土壤的摩擦角时,破茬刀耕作阻力降低。结合根茬与土壤滑动摩擦角的测量和破茬刀的运行速度取值,确定了刀片的刃口曲线方程;进一步通过分析根茬受力状态及测定物料间摩擦角,确定驱动式破茬刀的作业半径为230 mm;最后通过确定刀片的几何尺寸、刀轴和刀盘参数得到驱动式破茬刀。有限元模态分析与强度、刚度校核结果表明,所设计的驱动式破茬刀性能良好、满足设计要求。离散元仿真对比试验表明,所设计的驱动式破茬刀比驱动式圆盘刀组的耕作阻力降低了19.78%、土壤抛起数量降低了13.95%,其耕作阻力与动土量性能均较优。     

圆盘切割式剑麻采摘装置设计与仿真

针对剑麻人工收割劳动强度大、效率低、成本高等问题，结合剑麻叶片物理特性和收割工艺特点，设计一种圆盘切割式剑麻采摘装置。首先，简述整机结构与工作原理；然后，对装置关键部件的结构进行设计，通过对刀具在切割过程中的受力与运动分析，确定刀具的回转半径和转速等结构与运行参数；最后，运用ANSYS对圆盘刀具进行静力学和模态分析，进而仿真优化刀盘结构，以刀具回转半径和安装角度为试验因素，刀具底部的最大应力和刀具顶部的最大形变量为评价指标进行两因素三水平正交仿真试验。仿真试验结果表明：当刀具安装角度为28°，最大回转半径为105 mm时，刀具的最大变形量为0.09 mm，最大应力为9.38 MPa，远小于刀具材料的最小屈服强度345 MPa；安全系数最小值为15，远大于1，最小循环次数为1010，进入了无限寿命区；根据刀具前6阶模态分析知，刀具的工作转速800 r/min，远小于极限转速。以上研究表明，刀具的刚度、强度和安全系数、疲劳寿命均满足要求，且不会发生共振现象。研究为剑麻收割机的设计及刀具避开共振点频率，减小因振动产生的变形，提供理论和技术参考。     

收获期花生秧蔓切割锯盘设计与试验

为合理设计花生联合收获机切秧装置,在确定以旋转锯切为切秧方式的基础上,分析锯盘刀齿齿顶点和齿根点的运动特性,确定了锯盘的齿高、齿数、齿距等关键参数;通过对秧蔓切割时刀刃的受力分析发现合适的刀齿刃倾角可以减小工作时刀齿所受的阻力;建立了花生秧蔓的几何模型,并借助ANSYS/LS_DYNA进行关于盘厚、齿高、刃倾角的三因素三水平的切割仿真正交试验,试验以切割力为评价指标,确定了在盘厚5 mm、刃倾角20°、齿高17 mm为最优组合时,花生秧蔓的切割力最小为50 N;由自主设计的测力试验台所得试验值与仿真值的相对误差为3.24%,说明有限元仿真法对花生秧蔓切割力的测定是可行的。研究结果可为花生秧蔓切秧装置的设计和参数优化提供依据。