滴灌灌水器内部水动力学特性测试研究进展

首先总结了灌水器内部3种可视化技术、4种测试模型和示踪粒子,并分析了各技术、模型和粒子的特征和优缺点;在总结前人对灌水器内部水流运动特征测试结果的基础上,提出了一种将灌水器等比例透明平面模型与粒子图像测速(DPIV)技术、平面激光诱导荧光(PLIF)技术相结合的灌水器内部水流运动全场测试方法,利用显微镜物镜改装CCD相机镜头的独特设计,成功实现了滴头流道内全流场无扰测试,并应用该方法实现了不同压力、不同流道类型条件下灌水器流道内部水流运动的测试;在总结前人对灌水器内部颗粒物输移特性测试的基础上,开发了一种将单元段模型、DPIV、PLIF等技术相结合的准三维全场测试方法,通过观测片式灌水器原型及透明模型内部不同粒径颗粒物的运动特征,验证了两者的相似性.利用该方法实现了圆柱形灌水器内部流速分布,并测试了3种典型流道边界优化形式对灌水器流道内颗粒物运动特性的影响.今后,需进一步完善颗粒物运动的DPIV测试,探索灌水器流道内全流场三维测试,开展灌水器内部固-液-气多相耦合流动CFD模拟.     

变频液压可控周期性激振测试系统设计与仿真

为研究能够人为产生和主动控制的液压激振水击波,首先建立了系统数学模型,设计了变频液压激振测试系统.然后通过给定的偏微分运动方程,采用矩形网格特征差分法编程求解出激波器在变频条件下产生的激振压力和流速沿管道断面随时间的变化情况.数值模拟表明沿管道各断面输出的为简谐振动,且油缸处激振压力和流速随激波器频率的增大而增大.系统实测数据与仿真结果接近,说明通过对激波器进行调频可以实现对液压缸激振压力和运动频率的可控调节,为液压激振的振动特性及可控性研究提供了部分理论依据.     

基于Solidworks和3DVIA Composer的外槽轮式排种器虚拟运动仿真与试验

采用Solidworks设计软件的三维建模功能对外槽轮式排种器进行设计,将三维模型通过Solidworks软件与3DVIA Composer的数据接口将模型导入到3DVIA Composer软件环境中,通过渲染、虚拟装配和运动仿真等功能,对排种器的工作过程进行虚拟运动仿真和试验,直观掌握排种器的真实工作情况,为确保播种机的整机工作性能提供设计依据。      

荔枝采摘器优化设计与仿真

为改善荔枝的采摘条件,提高其采摘效率,通过分析荔枝的栽培生长特性,设计了一种简易且不伤果的荔枝串果采摘器具;建立了采摘器剪切运动和剪切力模型,利用Matlab进行了结构参数优化;应用Adams和AN-SYS构建了采摘器虚拟样机及有限元模型,进行了运动仿真分析和强度分析,验证了采摘器整体设计和结构参数的合理性。采摘试验表明,采摘器样机可快速采摘且柔性接果。     

内侧充种垂直圆盘排种器精播分蘖作物的探讨

介绍了复式型孔的结构、基本原理和控制排种量的方式。通过定性试验和性能试验,论证了复式型孔能够用于分蘖作物（小麦）的精量播种。还在排种量稳定性和播量的精确、可控、定量方面,将内侧充种垂直圆盘排种器与外槽轮式排种器作了比较。     

全闭合切割式白菜采收器设计与实验

针对白菜手工采收的低效率及现代农业化采收器应用的局限性,设计了一款便携式全闭合切割式白菜采收器,可通过类花瓣刀片的旋转闭合运动实现对白菜根部的切割。首先,结合白菜样品形态特征建立了采收对象物理模型;其次,基于该模型提出了一种全闭合切割式的采收器,对采收器机头进行了设计和运动分析,探讨了采收器机头刀片开闭最大面积与刀片数量、形状关系,在刀片开口直径200mm、机头机构最小传动角40°情况下确定了齿圈最小滑槽、刀片尺寸;然后,运用ADAMS软件对采收器机头运动特性进行仿真分析,结果表明采收器机头尺寸、刀片数量形状设计合理,机头闭合特性符合设计要求;最后,进行白菜采收试验,结果表明:采收器组和手工组的采收效率分别为59.8个/min和19.4个/min,采收效率高于手工采收,且采收效率稳定,具有很好的市场应用前景。     

打结器连续打结试验方法与疲劳试验台设计

针对国内缺乏打结器连续打结的性能测试与疲劳试验系统,模拟方捆机捆草作业过程,提出了一种打结器连续打结试验方法与疲劳试验台设计方案。通过设计可模拟草捆回弹特性的拉绳装置使其在水平面按矩形轨迹拉绳,在绳针送绳动作配合下在垂直面形成矩形绳环,使受测试的打结器完成打结。试验台循环实现拉绳-送绳-打结动作,同时测试打结过程中的捆绳张力、主轴转矩和主轴转角。按此方案在Solidworks下建立了试验台机械系统三维模型,并对关键部件进行选型。构建了试验台参数测量与运动控制系统,基于拉绳-送绳-打结动作逻辑设计了试验台控制流程,采用Lab VIEW图形化编程语言编写了测试与控制程序。打结器疲劳试验台的运行试验结果表明,该试验台机械系统与测控系统运行可靠,连续打结效率为3个/min,可为打结器研发及短时疲劳寿命考核提供试验平台。     

基于SPC563平台的起翘器智能测试设备控制系统软件开发

设计了一种电液式起翘器自动化、智能化检测设备用的嵌入式控制软件及控制系统，可以精确控制起翘器电液推杆稳定运动，并根据相匹配的起翘器电液推杆对设备的压力反馈值和起翘器驱动电流反馈值，进而实现检测过程的精确电液推杆施压、过流断电保护、检测设备长期可靠运行，以及任意次数的对电液起翘器产品的产线耐久性检测。在PC客户端的上位机软件上，可远程设置自动化测试参数，并以“示波器”方式显示产品相关检测数据信息，检测设备状态等信息，进一步提高了检测设备的自动化和智能化水平。     

基于TRIZ理论的采摘执行器创新设计

针对采摘执行器在采摘过程中无法控制采摘压力导致水果受损的问题,设计一种基于TRIZ的矛盾冲突理论和物场模型的采摘执行器。通过TRIZ系统组件分析和功能模型进行问题分析,找出采摘执行器的有效功能和不足功能;运用TRIZ的技术冲突理论、物理冲突理论以及物场模型分析得出各种解决方案,经综合比较,最终运用分割原理方案实现执行器的压力可控且安装简易,运用空间分离原理实现执行器爪头自动扭转。新型的力度可控执行器在压力传感器和电机的相互配合下实现水果的无损自动抓取和采摘。通过运动仿真验证创新方案的可行性,制作实物样机进行每隔0.5 N的压力测试和30 min采摘水果试验。结果表明,创新设计的采摘执行器抓取压力为2.5 N时的采摘效果最佳,平均每个水果的采摘时间约为6 s,采摘成功率为93%。     

谷粒在抛扔器输送管道中运动的实验研究

本文用红外线测试技术,测定了谷粒在抛扔器垂直输送管道和弯管中的运动速度。对谷粒在弯管中的运动进行了分析,提出了不产生堵塞的极限条件。抛扔器叶轮圆周速度小于13.5m/s时,谷粒的最大实际抛扔高度只有理论值(不计一切能量损失)的1/4左右。