裸燕麦籽粒压缩力学性能试验及破裂生成规律分析

为降低裸燕麦籽粒在机械收获、播种、干燥、运输及加工等过程中的机械损伤,掌握裸燕麦籽粒压缩力学特性及其破裂生成规律,以白燕2号裸燕麦为研究对象,在CTM2050型微机控制电子万能材料试验机上,对其籽粒进行了压缩力学性能试验,测得6个含水率下的裸燕麦籽粒在X轴、Y轴及Z轴三个方位加载下的屈服载荷,并观察籽粒在受压过程中破裂的生成规律。试验结果表明:沿同一方位压缩时,屈服载荷随含水率的升高而降低,如沿X轴方位对籽粒压缩时,籽粒含水率由11.97%升高至26.97%,而籽粒的屈服载荷则由29.33N降低至18.80N;在同一含水率下,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷最大,Z轴压缩时次之,Y轴压缩时最小,如籽粒含水率为11.97%,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷为29.33N,沿Z轴压缩时为28.02N,沿Y轴压缩时为13.72N;压缩方位相同,裸燕麦籽粒受到压缩力作用产生破裂的基本规律大致相同;压缩方位不同,裸燕麦籽粒破裂方向一致,均沿长度(L)方向破裂,但是破裂位置不同。沿X轴方位压缩,破裂位置出现在背面以及腹面边缘处;沿Y轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线处;沿Z轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线及背面边缘处。研究结果为裸燕麦机械化收获、播种及相关加工机械的设计、开发、参数优化提供理论依据。     

气吸式玉米精量排种器性能试验研究

为确定气吸式玉米精量排种器的各项性能指标,通过JPS-12型计算机视觉试验台对排种器进行了单因素和多因素的试验研究。为此,探讨了该排种器的吸室真空度、播种作业速度及投种高度对排种的合格率、重播率和漏播率的影响规律。多因素试验采用正交试验设计方法,方差分析得出:当播种作业速度、吸室真空度、投种高度分别是7km/h、4.5k Pa、100mm时,排种器的排种效果较好,其合格率可以达到97.78%。     

谷子轴流脱粒与分离试验台的研制

针对轴流式谷子收获机械发展现状,研制了杆齿式轴流脱粒与分离试验台,并进行了总体结构、主要参数及关键部件的设计。数据采集系统实时监测喂入量、转速及扭矩等工作参数和温湿度等环境参数,通过MCGS将数据储存到数据库,以报表形式显示实时和历史数据,并生成数据变化曲线。该试验台能够完成喂入量、滚筒转速、栅格尺寸等多个参数试验研究,可为脱粒与分离参数的优化提供参考,进而对脱粒机以至谷物联合收割机的研制提供依据。     

基于IWHO-EKF的高速免耕播种机播种深度监测系统研究

为解决免耕播种机高速(12～16 km/h)作业时因地势起伏造成机械振动与传感器测量误差导致的播种深度监测系统精度降低,以及单一传感器监测可靠性较差的问题,研究了一种基于改进野马算法(Improved wild horse optimizer, IWHO)优化扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter, EKF)中关键参数Q_sigma、R_sigma1、R_sigma2、R_sigma3的多传感器数据融合算法(IWHO-EKF)的高速免耕播种机播种深度监测系统。首先,建立以激光、超声波与角度传感器为多传感器监测单元的播种深度监测模型;其次,通过卡尔曼滤波算法对3个单一传感器分别滤波;最后,提出一种加入莱维飞行与高斯变异的IWHO-EKF算法,将滤波后的3个单一传感器进行数据融合,从而解决机械振动干扰与传感器测量误差降低的问题,同时充分发挥多传感器融合信息,确保免耕播种机高速作业时实现高精度、高可靠性播种深度实时监测。为验证其优越性,通过IWHO-EKF算法与单一传感器监测、单一传感器滤...     

水稻芽种和玉米芽种力学特性的研究——基于材料力学试验台

为了充分利用现有的材料力学试验台,首先利用该试验台完成了低碳钢的拉伸试验,获得了低碳钢的弹性极限为432MPa,屈服极限为371MPa,强度极限为497Mpa;其次,利用该试验台进行了水稻芽种正面压缩试验和玉米芽种侧面的压缩试验,获得了水稻芽种的硬度和极限强度及玉米芽种侧面所能承受外载的变化趋势。结果表明:水稻芽种和玉米芽种受到压缩时的力学性能相似,在极限范围内所能承受的外力随位移的增加而增加,当超过极限范围时,所能承受的外力急速下降;水稻芽种正面压缩和玉米芽种侧面压缩的极限强度分别为0.014 1 MPa和0.0 2 5 MPa。     

裸燕麦脱粒与分离装置的两种脱粒滚筒对比试验研究

目前裸燕麦脱粒与分离装置大多采用的滚筒为钉齿式脱粒滚筒和纹杆—钉齿式脱粒滚筒,然而其作业效率以及作业质量有所不同。因此,为提高裸燕麦在收获时的作业效率,减少收获作业的总损失率、降低功率消耗、提高收获作业的质量。根据裸燕麦轴流脱粒与分离试验台,对两种脱粒滚筒在转速500 r/min、800 r/min,其他工况不变情况下进行台架试验,通过对脱粒分离试验时的功耗消耗、脱出物轴向分布情况、脱出物中总损失率以及杂余率比较分析,得出转速在500 r/min、800 r/min时,随着喂入量由1.0 kg/s升高至2.0 kg/s,钉齿式滚筒功率消耗均低于纹杆—钉齿式滚筒,最大相差9.2 kW,钉齿式滚筒总损失率均低于纹杆—钉齿式滚筒,最大时相差8%。钉齿式脱粒滚筒脱出物总质量较纹杆—钉齿式滚筒高10.23%,钉齿式脱粒元件较纹杆—钉齿式脱粒元件杂余率最大相差3.49%。因此确定钉齿式滚筒相对较优,可以减轻收获作业的清选负荷,降低作业损失,节约功耗消耗,提高燕麦收获的效率与质量。     

马铃薯切块机剪切力学特性试验

通过对马铃薯的静剪切应力的试验,获得了不同品种、不同含水率及在载物架上的马铃薯不同位姿时的马铃薯最大静剪切力。采用黑龙江省常见的克新13品种和尤金885品种为研究对象,利用微机控制电子万能材料试验机进行马铃薯静剪切力的试验。试验结果表明:在一定含水率范围内,随着含水率的降低其最大静剪切力会增加;马铃薯在载物架上的位姿对最大静剪切力也有影响,位姿不同所需的剪切力也会不同。     

板蓝根收获机挖掘铲的设计与有限元仿真分析

为解决板蓝根收获机在作业过程中存在挖掘阻力大、铲面易壅土的问题,依据板蓝根自身特性及种植农艺要求,设计了4UD-600型板蓝根收获机,其作业幅宽600mm,最大挖掘深度为500mm,可一次完成板蓝根的挖掘、土药分离和成条侧出铺放。阐述了收获机的工作原理,对其挖掘铲进行了设计和主要参数的计算,并利用SolidWorks软件中的有限元分析插件Simulation对该挖掘铲进行了静力学分析,最后进行了试验验证。设计采用固定式三角平面挖掘铲,通过动力学分析构建工作阻力模型,依据动量定理、动能定理及几何关系进行计算,确定出挖掘铲的最佳入土角α=19°～23°,铲长L=360～400mm,铲刃张角θ=55°。有限元静力学分析结果显示:挖掘铲的应力主要集中在3个螺纹孔处,且最大应力分布在铲的背面离铲尖较近的两个螺纹孔处,最大应力值为22.44MPa,远小于挖掘铲的许用应力220.6MPa,强度满足设计要求;而产生最大位移的位置为铲尖,变形值为0.09184mm,与整个铲相比此变形量很小,可以忽略。试验结果与仿真结果基本一致,在误差允许的范围内,满足设计要求。     

基于公用电话网的家用电器遥控系统设计

以单片机AT89S52和双音频解码集成电路M8880为核心,提出了一种借助于程控交换系统的通信线路遥控的远程多路智能控制器。该控制器能够完成自动摘机、挂机,根据语音提示输入用户密码,控制家用电器的自动开/关机等功能的设定,具有智能化和人性化的特点,可以广泛应用于智能家用电器或者其他场所的各种智能设备的控制。     

水稻植质钵盘精量播种装置投种过程的动力学分析

为揭示播种装置投种机理,判别稻种的损伤率,该文采用第二拉格朗日方程建立了投种过程稻种的动力学模型,通过仿真获得了稻种运动速度随竖直位移的变化规律,并利用高速摄像技术对稻种投种过程进行了在线拍摄,获得了稻种投种过程运动速度随位移的变化规律,通过试验结果与理论结果的对比分析,可知,投种过程中稻种的运动规律主要受到翻板长度、翻板质量、稻种质量等参数的影响,其运动速度随位移的增加而呈非线性递增,当垂直位移为27 mm时,稻种运动速度分别为0.54、0.45、0.34、0.29和0.18 m/s,为求稻种投种后与秧盘的碰撞力提供数据,从而为判别稻种的损伤率提供理论依据。