基于无线网桥传输气吸式免耕播种机振动测试系统设计

针对气吸式免耕播种机在空旷的田间试验不便应用有线传输的特点,采用加速度传感器测量振动的方法,设计了一种综合无线传输技术和振动信号采集与分析的振动测量系统。系统选用Ti3058k-16M的无线网桥、加速度传感器和数据采集卡实现了振动测量信号的采集和无线传送,Mat Lab分析处理采集到的数据。试验表明:系统在田间试验稳定性好、抗干扰能力强、网桥传输数据范围广、便捷实用,可为气吸式免耕播种机的田间测振试验提供方便。     

基于振动试验台的果树枝运动规律的试验研究

结合大规模种植的乔木类果品采收要求,完善果树连续式机械振动采收问题。介绍连续激振式采收过程中影响树枝振动效果的试验,通过振动试验台夹持果树主干不同位置,施加不同类型激振力进行振动实验;利用动态信号测试分析系统进行数据采集和输出,获得不同激振频率、激振位移下果树树冠不同位置的加速度数据及曲线,进行分析和对比。夹持主干的位置距离果树固定端为60cm,振动测试系统输出振动频率为20Hz、激振位移为5mm时,果树枝端获得加速度较大,树枝和果实之间的相对加速度也较大;保证振动采收装置在采收中果实净采收率高,果树损伤小的要求。     

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。     

振动参数对果树采收影响的试验研究

从乔木类果品采收实际要求出发,旨在解决乔木类果树的连续机械振动采收问题。为此,进行了连续激振式采收过程中影响果树振动效果的试验。通过电动振动试验系统对果树主干不同位置进行夹持,施加不同类型激振力进行振动试验,利用动态信号测试分析系统进行数据采集和输出,获得不同振动频率、振幅下果树不同位置的加速度数据及曲线,并进行分析和对比。结果表明:当夹持主干的位置距离果树固定端为60cm、振动测试系统输出振动频率为25Hz、激振位移为5mm时,果树获得加速度较大;树枝和果实之间的相对加速度也较大。该试验为振动采收装置的研究提供必要的理论依据。     

喂入量扰动下联合收获机振动特性机理研究

针对喂入量变化引起各工作部件受到变载冲击和不平衡力，导致联合收获机工作时振动突变，影响整机工作稳定性与可靠性，本文基于联合收获机运动平衡方程和外界振动扰动信号相关性分析方法，通过开展田间工况下联合收获机变喂入振动试验，获取不同喂入量下主要工作部件的振动加速度信号。当喂入谷物呈现较强的阻尼特性时，振动加速度信号随之减弱，而收获机工作动力需求增加后，又会进一步导致振动信号增强的现象。通过快速傅立叶变换将加速度信号转换为频域信号，进一步掌握振幅的变化及激振频率特征。喂入量扰动导致的振动主要发生在低频激振频率范围，而喂入量表现出的阻尼特性对高频振幅起减弱作用。喂入量对脱粒滚筒振动影响最为明显，最大振幅由17μm衰减至2.8μm，变化量达83.5%，而割台与输送槽的变化量分别为55.8%和7.69%。脱粒滚筒的最大峰值点也由中频195Hz附近左移至靠近低频的117Hz附近。     

气吸式免耕播种机种箱振动特性的研究——基于MatLab

利用振动信号采集系统PULSE软件,将加速度传感器安装于种箱附近,将振动信号通过六通道采集卡采集,通过无线网桥发射-接收信号,将信号传送到计算机;利用Mat Lab分析软件,将采集到的信号进行分析处理,得到每个通道的采集振幅图,选取振幅图中若干个频率-振幅坐标值进行Mat Lab数据拟合。结果表明:气吸式免耕播种机主要为低频振动,随着作业速度不同,频谱图的峰值就不同,速度越大,峰值越高且出现峰值的点越多;通过数据拟合可知,拟合直线越顺滑,表明此处振动对种箱排种效果越好。     

智能免耕播种机振动信号采集与分析方法研究

现有智能免耕播种机田间作业时受地形起伏及田间复杂地表状况的影响，对播种作业质量有较显著影响。为此，将加速度传感器安装于播种机不同位置，在留茬免耕地表工况下采集免耕播种机在田间的多种作业信息，测试并分析播种机各位置的振动频率，对播种机各位置振动特性进行研究。同时，根据振动测试结果，分析在振动工况对播种作业质量的影响，研究振动信号对排种器性能的影响。结果表明：播种机作业速度、地表土壤墒情对振动信号产生有显著影响；免耕播种机前进速度在3～9km/h时，播种机的振动频率分布在3～10Hz;播种机作业速度提升，振动加速度明显提升，但不影响振动能量的的分布。研究可为提升智能免耕播种机的作业性能提供了参考。     

蓝莓植株的振动特性分析与试验研究

【目的】采用机械振动式采摘方式进行蓝莓采摘,获得最佳采摘激振频率,以提高蓝莓采摘效率。【方法】在分析蓝莓植株生长形态后对蓝莓植株进行了物理建模,同时通过有限元仿真软件对蓝莓植株进行了模态分析与谐响应分析,并利用电动振动采摘试验台进行了激振频率为1 Hz、2 Hz、3 Hz的振动试验,获得不同侧枝前1 s～3 s的加速度。【结果】1）蓝莓植株的固有频率与阶数成正比关系,前12阶固有频率为2.08 Hz～5.04 Hz;2）蓝莓植株的各个侧枝加速度不同,同一侧枝的二级枝加速度大于一级枝加速度,所施加的最佳激振频率为1.9 Hz;3）蓝莓植株最佳采摘激振频率为1.8 Hz～1.9 Hz,验证了蓝莓植株最佳激振频率与仿真分析的一致性。【结论】本研究可为机械振动式蓝莓采摘机激振频率范围选择提供理论依据,并为振动式蓝莓采收装置的设计提供理论基础。     

枸杞植株的动力学特性研究

为进行振动式枸杞采收装置的研发,需寻求枸杞植株动力学特性。通过田间调研获得枸杞植株基本参数和树形结构,利用Solid Works软件进行植株的三维模型的简化和建立,并利用ANSYS Workbench对植株进行了模态分析和谐响应分析,由模态分析获得植株前10阶固有频率。由谐响应分析可知:当激振频率为23Hz时植株能获得最大加速度响应;提取激振不同位置时各关键点的最大加速度值并进行曲线拟合,获得枸杞植株一侧枝条的动态传递规律模型,通过输入关键点代号,确定施加力的大小,选取对应激振条件,即可得到该关键点在激振条件下的最大加速度。     

基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构研究

为进一步提高果品振动采收效率,降低振动损伤,针对振动式果品采收机构的工作方式,提出了理想果树激振形式假设,并通过ANSYS软件仿真研究不同形式位移载荷对果树模型的影响。根据仿真结果,设计了基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构,分析了该机构的结构特点和工作原理,并建立其运动学模型,推导了机构振幅和加速度方程。在满足激振振幅和加速度的前提下,采用"参数导引"优化方法对外旋轮线机构进行尺寸优化。根据仿真结果与理论分析,加工试验样机,利用高速摄影系统捕捉样机的实际运动轨迹,并与理论轨迹、虚拟仿真轨迹对比,从而验证了外旋轮线机构设计的准确性。进行室内活立木动力学响应试验,并统计各测试点的最大合成加速度平均值和标准差,由此验证了外旋轮线机构可实现对果树的有效激振。