基于高速摄像技术落果运动规律的研究

研究枝干和杏果实在落果过程中的瞬时速度及位移变化规律,为振动机械化采收提供必要的理论依据。通过机械振动装置对杏树进行振动采收试验,借助高速摄像仪对振动采收过程进行跟踪拍摄记录,利用Phantom软件对图像进行分析、计算。由分析可知:在受迫振动中同枝干、不同位置的杏果实瞬时速度的变化规律有6个阶段,所在枝干的瞬时速度峰值出现时刻都较杏果实瞬时速度峰值出现的早;杏果实瞬时速度的变化周期与所在枝干瞬时速度的周期变化相近,约为70~80ms,完全分离前的6~10ms,杏果实与所在枝干的相对瞬时速度达到最大。结果证明:振动采收时使用高速摄像装置进行速度分析,可以较好地得到落果的运动规律,直观地了解整个落果过程并且量化杏果实的力学性能参数。     

基于高速摄像技术枸杞振动采收运动规律的研究

研究枸杞在振动采收过程中果实与枝干脱落时的瞬时速度变化规律,可为振动机械化采收提供理论依据。利用机械振动装置对枸杞果树进行了侧枝落果试验,通过高速摄像机对分离过程进行跟踪拍摄和图像分析处理,由分析结果可知:枸杞果实在脱落过程中,果实存在随侧枝振动方向的直线运动、绕果柄与侧枝连接处的摆动与以果实中轴线为中心的扭转;枸杞果实与侧枝分离时最大瞬时速度为2.97 m/s;当枸杞果实与侧枝相对瞬时速度达到最大值时,枸杞与侧枝完成分离。研究结果为振动收获机械设计与制造提供了理论参考。     

杏果树激振收获能量传递的初步研究

为解决杏果实机械振动式采收的问题,根据新疆实地果品采收要求,介绍了激振式收获过程能量传递试验的基本原理,并通过在果树不同位置外加激振力进行振动试验,利用应变数据采集系统进行数据采集输出,借助高速摄像对果树振动过程进行实时图像捕捉记录。通过对采集应变数据及图像进行运动分析处理可知:在振动式采收过程中,能量传递与夹持位置有关。当选取树枝上激振点距夹持点的最佳位置为27.5mm时,树枝上达到共振频率,获得的能量最大;能量在树枝传递的过程中存在能量的损失;分支与主枝干夹角越小,获得的能量越大,越有利于果实振动脱落。该研究可以为水果机械振动式的进一步研究提供理论基础和技术指导。     

桑葚振动采摘参数的试验研究

我国大部分桑葚种植于山丘地区,存在采摘作业环境复杂、劳动强度大、人力支出费用高昂等问题。因此,必须对桑葚的脱落特性进行试验研究,探寻桑葚振动采摘的适宜参数,为实现桑葚的机械化采收提供指导,以此促进桑葚产业的健康发展。通过高速相机设备及东华动态测试系统对桑葚的振动脱落规律进行研究,探寻桑葚振动采收的最佳振动参数。试验结果表明:桑葚在振幅为18mm、转速为1 700r/min、主振频率为28Hz时,果实获得最佳的采摘率,且果树树体无损伤,无生果落果;过大的振幅将引起果树树干的剧烈振动,同时生果将随熟果一起脱落;过大的振动频率将对树体造成破坏,振动装置与树体的接触部位出现明显损伤;过小的频率或振幅所获得果实收获率较低。     

沙棘果实-果柄系统振动采收机理分析与仿真

沙棘在西部广泛种植,用于水土保持和防风固沙。其果实营养丰富、有较高经济价值,但采收非常困难,影响其经济价值。为改变人工采摘的状况,有必要进行沙棘的机械化采收研究。为此,研究了沙棘果实与果柄脱离的振动采摘机理,建立了双自由度受迫振动物理模型,推导出动力学方程,并采用数理微分方程求解得到沙棘果实-果柄系统稳态受迫振动输出解及采摘惯性力。同时,通过贝塞尔函数曲线模拟果实的几何形状,得出果实几何轮廓曲线方程,并利用Pro/E的函数功能画出沙棘果实的三维模型,将模型导入有限元分析软件ANSYS进行了模态分析。结果表明:理论计算的果实-果柄系统的位移、速度和加速度响应与有限元仿真分析的结果比较相符,频率在18~46Hz范围内时,果实部分产生共振且主振型最大,故果实的最佳采摘频率范围可确定为18~46Hz。该研究为沙棘振动采摘装备的开发提供理论基础。     

枸杞果实振动脱落特性模拟仿真及试验研究

为深入研究枸杞果实-果柄振动分离特性,确定成熟枸杞果实-果柄分离用时最短的激振振幅与频率组合,研究了枸杞果实振动脱落机理,并通过仿真试验得到了最佳振幅和频率、枸杞脱落数量与时间的关系曲线、振动杆加速度和枸杞果实的加速度。搭建了枸杞振动试验台,以脱落所需时间为指标,分别对成熟和未成熟枸杞进行了振动脱落正交试验,获得了不同激振组合参数下振动杆的加速度及枸杞的脱落情况,最终确定了试验因素的最佳组合为:激振振幅12mm,激振频率16Hz。该条件下成熟枸杞脱落用时为1. 39 s,激振方向最大加速度为162. 81m/s2。本研究可为振动式枸杞机械收获装置的设计提供理论依据与数据支撑。     

加工番茄刮刷采摘装置采摘过程分析

为揭示加工番茄刮刷式采摘装置的采摘机理,分析采摘板刮刷果实和茎秆时果实采摘受力,得出刮刷果实时果实在果蒂处受果柄拉伸和弯折力矩,该二力随采摘板的运动逐渐增大。刮刷茎秆时在果柄与茎秆连接处受果柄的弯折力矩和拉伸力,其中弯折力矩随采摘板的运动逐渐增大,拉伸力不变。由于果实与茎秆连接处和茎秆与果柄连接处连接强度较低,采摘板刮刷果实时果实从果蒂处脱落,刮刷茎秆时果实从果柄与茎秆连接处脱落,此时摘落的果实带有果柄。采摘板多次刮刷果实后果蒂发生疲劳裂纹,果柄与果实的连接强度降低,最终果实被摘落。研究结果有助于研制新型分批次加工番茄收获机械。     

基于无人机平台的气振式核桃采收机设计与试验

针对云南山地种植的深纹核桃树体高大造成现有机械难于采收,而人工爬树用竹竿击打采收成本高且伤亡大的问题,提出了搭载无人机的气振式核桃采收原理及方法,基于深纹核桃成熟果实的果柄连接强度的测试与分析结果,进行了核桃脱落的气振流动仿真分析,设计了搭载于六旋翼农业植保无人机上的气振式核桃采收机,分析了气振式核桃采收机在发射气振时的反冲稳定性,实施了气振式核桃采收机搭载无人机进行采收的试验验证,按效率优先和采净率优先两种采收模式,对气振式核桃采收机的采收效率和采净率做了预测分析。研究结果表明,核桃成熟度为80%、90%和100%时,使核桃果柄断裂实现落果的气振临界流速分别为77.5、69.0、58.5m/s;气舱容积为20L且气压为1MPa时,气振式核桃采收机的气动喷口至核桃挂果位置的最佳距离为0.5m,单次气振流动采收的最大有效面积的仿真值和试验值分别约为0.09m2和0.10m2,最大有效采收面积随着到气动喷口距离增大而减小。     

钉齿式轴流装置脱粒过程高速摄像分析

以自行研制的钉齿式轴流脱粒与分离装置为研究对象,借助高速摄像设备对脱分空间内稻谷的整体运动过程、断穗的运动和脱粒过程以及自由籽粒的运动过程进行了在线拍摄。通过高速摄像图像慢放分析得出：稻谷进入脱分空间后,错综复杂地交织在一起,在旋转钉齿和导向板的共同作用下,稻谷流沿滚筒轴向螺旋向前涌动。脱分空间内断穗的运动轨迹是抛物线,其运动不平稳,速度容易出现波动。单个自由籽粒在无外界干扰时近似作匀速直线运动,运动方向与滚筒轴线方向呈一定夹角。     

振摇枸杞采收机设计与试验

目前我国枸杞采收仍然以人工采收为主,但人工采收存在效率低、成本高等问题。为此,根据枸杞挂果枝条的生长特性,分析了枸杞果实果柄机械分离的条件,建立了果实脱落的动力学模型,设计了一种振摇枸杞采收机,并通过求解模型得出影响果实脱落的3个参数:振摇频率、振幅和指排间距。利用ADAMS对简化后的模型进行动力学仿真分析,通过检测果实果柄惯性力的变化,确定了参数的取值范围。将采净率、采青率和损伤率作为采收效果评价指标,设置不同的参数进行正交试验,得出最佳参数组合为:振摇频率12 Hz、振幅40 mm和指排间距100 mm,在该条件下振摇枸杞采收机的采净率为93.52%,采青率为5.72%,损伤率为2.54%,满足对枸杞采收的质量要求,采收效率为485 g/min,是人工采摘效率的5.5倍。     

基于番茄外部形状判别番茄空洞果的研究

建立了计算机视觉系统获取番茄的图像,利用0°图像的圆度特征判别番茄生理病害果中的空洞果。实验表明:该方法对生理病害果的识别准确率可以达到94％。     

缓冲材料弹性模量对鸡蛋冲击特性的影响研究

就缓冲材料的弹性模量对鸡蛋跌落冲击特性的影响进行试验研究。通过分析试验数据,建立回归方程,并对回归方程进行曲线拟合,得出缓冲材料弹性模量与碰撞参数之间的关系。结果表明,缓冲材料的弹性模量对冲击力峰值和碰撞时间影响极显著,该结果可为鸡蛋的加工、包装和运输提供一定的参考。     

美国新一代合作社的特征、绩效及问题分析

美国是个农业发达的国家,农业合作社在其农业发展过程中扮演着重要的角色。本文主要针对美国新一代合作社的特征、绩效与问题进行了深入的研究。由此得出的一些启示对我国农业及合作社发展具有重要的借鉴意义。     

缓冲材料弹性模量对鸡蛋冲击特性的影响研究

就缓冲材料的弹性模量对鸡蛋跌落冲击特性的影响进行了试验研究,对试验数据的分析发现,缓冲材料的弹性模量对冲击力峰值和碰撞时间影响极显著;建立了回归方程,并对回归方程进行了曲线拟合,得出缓冲材料弹性模量与碰撞参数之间的变化规律,可以为鸡蛋的加工、包装和运输提供一定的参考。     

比较法视角下的家庭暴力防治

本文从中外存在的家庭暴力状况来论述家庭暴力存在的深层根源,探讨为防治家庭暴力应构筑的法律保障机制及多层次的社会支持体系。     

基于LabVIEW的发动机最高燃烧压力概率密度测试

分析了最高燃烧压力概率密度的算法;运用LabVIEW语言编程,设计了一个最高燃烧压力概率密度的测试模块.同时,运用模块计算出最高燃压概率密度数值并绘制出曲线.通过实验验证,证明了该模块的正确性,可以用来作为判定发动机工作稳定性的一种诊断手段.     

联合收获机清选装置试验平台微缩设计

本文在分析联合收获机清选装置的基础上,依据相似性原理对联合收获机清选装置试验平台进行微缩设计。对单风道双振动筛结构,选取该结构的清选装置,通过相似原理中的尺寸相似,对其进行微缩设计。根据气流速度与所需风量的关系,给出微缩设计相似比的合理范围,权衡试验平台轻量化和清选量,选定相似比确定清选装置相关几何参数,再利用三维设计软件对微缩清选装置的进行实体造型设计。研究将为联合收获机清选装置微缩试验平台研制提供初步的技术资料。     

渠道排水管的位置对减小渠道扬压力的影响

降低渠底和两侧地下水位对保证大型明渠边坡稳定和渠道安全具有重要意义.以山东省胶东引黄调水工程莱州段为研究对象,建立了二维水文地质模型及渠道边坡渗流模型,定量分析渠道两侧不同高度和不同水平距离的排水管降压效果;根据不同排水管位置下总水头和孔隙水压的变化规律,确定渠道排水降压的最佳位置.研究表明:渠底排水降压效果最佳位置是...     

桩土共同作用下的桩基开裂特性分析

以某输电线路跨越塔桩基计算为例,针对桩土接触问题的高度非线性,通过引入三维接触单元来模拟桩与桩侧土体之间的非线性"滑移破坏",采用弹塑性有限元的方法计算了桩土共同作用下的桩基位移及应力,确定了桩侧土体可能产生缝隙的宽度和深度,并在此基础上复核土体的渗流特性.计算结果表明:在各种不利荷裁组合作用下,跨越塔桩基与土层的缝隙开展宽度及深度均非常有限,桩体所受的拉、压应力均较小,桩基建设对渗流场整体分布特征的影响极为微弱.     

黄河口裸置管线对海床土影响试验研究

黄河三角洲是胜利油田采油的主要区块,海床上分布有大量的输油管线。2005年8月6日至9日台风"麦莎"经过此地形成风暴潮。2005年8月5日和8月12日在风暴潮前后分别对胜利油田106钻井平台附近一条裸置海底管线铺设地区海床土工程性质进行了原位测量,并在管线拆除后于2006年9月5日对该地区进行了复测,发现:①由于管线的存在导致管线两侧潮滩的水动力条件发生改变,继而使得两侧海床土的性质发生了变化;②管线存在使得其影响区海床土强度增高,管线拆除后海床土强度降低均匀性变差;③风暴潮作用使海床土强度提高,均匀性增强。研究结果为波浪与管线共同作用下海床土变化研究提供典型实例。