农用柔性底盘偏置轴转向机构联动耦合控制策略及试验

针对农用柔性底盘前轮转向时两偏置轴转向机构难以保持联动关系而影响顺利转弯的问题,基于阿克曼转向几何与交叉耦合控制原理,设计了偏置轴转向机构联动耦合控制策略,采用模糊PID控制算法对两转向轮转角联动轮廓误差进行补偿,并依据方向盘信号大小和变化率对电磁摩擦锁PWM控制信号占空比进行调节,以匹配偏置电动轮转向的角速度,使两转向机构形成耦合而保持期望联动关系;基于MATLAB/Simulink对控制策略进行了仿真,且在硬化路面上实施了阶跃转向、蛇行转向及随机转向3种运动方式的试验验证,并对比分析了转角分配控制下的前轮转向效果。试验结果表明:耦合控制方法下柔性底盘前轮阶跃转向响应均在0.8 s内,左、右侧转角最大超调为1.3°;电磁摩擦锁的开闭可较好匹配电动轮的转向;左、右前轮对于各自目标角具有良好的跟踪性能;3种转向方式下最大与平均跟随误差值均小于分配控制方法;两轮联动的最大与平均转角轮廓误差分别为:阶跃转向1.2°与0.6°、蛇行转向1.1°与0.6°、随机转向1.0°与0.5°;耦合控制下仿真与试验转角的轮廓误差变化趋势一致,最大误差为2.2°,证明仿真模型合理有效。耦合控制下偏置轴转向机构联动控制效果优于转角分配控制,转向效果良好,该文提出的柔性底盘偏置轴转向机构联动耦合控制策略有效且可行。     

明轮驱动虾塘自主导航投饵船设计与可靠性试验

基于明轮驱动的虾塘投饵船能够适应养殖池塘复杂的环境、满足全塘抛撒的要求，可靠性是其进行推广的关键。采用滚塑工艺设计了全封闭投饵船体，利用免油脂润滑不锈钢链轮和明轮作为驱动机构，以避免对水体的污染，螺旋输送饵料装置可满足船载投饵过程中重心位置稳定的要求，通过GPS+电子罗盘的方式实现了自主导航定位和姿态控制需求。根据虾塘投饵和控制性能要求，进行投饵船直线运动和转弯运动模型的构建，采用PID航向、航速运动控制算法进行巡航路径控制，池塘测试平均速度为0.72m/s，直行和转弯最大偏航量分别为0.8m和0.5m。40d的养殖塘现场试验结果表明，自主导航投饵船在复杂路径下运行平稳，可满足虾塘饵料投喂要求，同时对强风、大雨等恶劣环境进行了可靠性测试，发现并解决了相关问题。     

免耕播种机凹面爪式清茬机构仿真与试验

机具的清茬效率是秸秆覆盖条件下免耕播种的重要指标。本文针对东北地区保护性耕作模式,在吉林省康达农业机械有限公司生产的2BMZF-2型免耕播种机上,改进设计一种具有凹面结构的秸秆清茬机构,分析了播种机作业速度、清茬轮入土深度以及清茬轮运动偏角等因素对清茬效果的影响。根据仿真分析以及田间试验结果确定了清茬机构的关键参数,以及最佳工作参数组合为:清茬轮轮盘直径D为350 mm、运动偏角λ为37.5°、机具速度v_0为2.77 m/s、入土深度d为70 mm。在上述参数条件下进行田间试验时,清茬率可达到83.61%。结果表明,本文所设计的清茬机构可有效清洁种床、减少机具堵塞,可以为东北地区玉米免耕播种作业提供技术支撑。     

微耕机配套的玉米免耕播种机防堵开沟部件设计与试验

【目的】为解决我国西南地区土壤黏重,田块面积相对较小,现有免耕播种机作业时机具通过性差,播种质量难以保证等问题,设计一种微耕机配套的圆盘刀式玉米免耕播种机。【方法】应用圆盘刀与限深轮行走装置具备的破茬开沟、限深防滑功能,研究对比播种机平面、波纹与缺口圆盘刀作业时对破茬、牵引阻力和油耗等的影响;通过LS-DYNA对3种类型圆盘刀切割土壤过程进行仿真模拟,并实现关键参数的设计。【结果】田间试验结果表明,配置平面圆盘刀的免耕播种机土壤扰动量、油耗较波纹圆盘刀分别低4.03%和14.64%;较缺口圆盘刀分别低1.15%和7.51%;牵引阻力在0.54 m·s~(–1)时最低,为1.20 k N;使用3种类型圆盘刀的种肥深度合格率达85%以上,粒距合格指数为90.3%。【结论】本研究可为西南地区圆盘刀破茬的免耕播种机设计提供依据。     

质子辐射诱变玉米M2代形态变异与RAPD分析

[目的]研究不同剂量质子辐射(PR)的白马牙玉米M2代的生长发育、形态和基因组DNA水平上的变异情况。[方法]对白马牙玉米干种子进行5种不同剂量的辐射处理,研究M2代玉米生长状况,采用RAPD分子标记技术研究M2代损伤和变异。[结果]发芽率随着剂量的增加先升高后降低,20、30 Gy处理的发芽率均高于对照,20 Gy处理最高;空秆率随着剂量的增加呈先升高后降低再升高再降低的马鞍型曲线,其中20 Gy和50 Gy处理最低,40 Gy处理空秆率最高,达29.4%;光合速率PR组显著低于对照,随着剂量的增加呈马鞍形曲线;籽粒千粒重随着剂量的增加呈马鞍形曲线,10、20和40 Gy处理显著高于对照,50 Gy处理低于对照。综合考虑发芽率、空秆率、千粒重,对白马牙玉米M2代产量的有益变异多的辐射剂量依次为20、10和30 Gy。RAPD试验分析中16条随机引物扩增出142条条带,其中多态性条带71条,多态性比例达57.3%,各PR组变异率为20.2%~32.3%;各组在遗传相似度0.73附近处聚为2类,10Gy组与50 Gy组聚为1类,表明其变异程度较大,其他组与对照聚为1类。[结论]该研究可为今后辐射诱变玉米产生有益变异和培育新品种提供辐射剂量的指导和参考,也为拓展玉米种质奠定一定的基础。     

内导叶滚筒式收鱼机设计与实验

针对深海域网箱养殖人工收鱼效率低、且劳动强度大，吸鱼泵等传统收鱼装置鱼损率高、需要装备大功率发电系统、不适合中小型收鱼船作业等问题设计了内导叶滚筒式收鱼机。对该装置的主体结构进行仿真，确定了主体结构发生最大等效应力和应力集中的位置，根据仿真结果进一步优化结构，并试制了实验装置。通过实验得出最优控制方案，即在倾角10°、转速15.3r/min情况下，有效输送量与功耗比最优，且滚筒在不同倾角下最优转速为15r/min，实验鱼损率为0.1%，满足用户要求。该装置能在保证一定收鱼效率的同时降低鱼损率，适合中小型渔船收鱼作业。     

基于分层模型的轮毂电机驱动车辆直接横摆力矩控制

为提高多轮轮毂电机驱动车辆动力学综合控制性能，提出了一种基于分层模型的直接横摆力矩控制策略。上层为运动跟踪控制层，设计了基于车轮转角的前馈控制器，对车辆横摆角速度稳态增益进行调节，同时将滑模控制进行改进，设计了滑模条件积分控制器进行反馈控制，使横摆角速度追踪其期望值；下层为转矩优化分配层，基于稳定性优先原则，建立了以减小轮胎负荷率为目标的优化函数，并且将控制分配问题转换为二次规划问题进行求解。依托某型8×8轮毂电机驱动样车进行实车试验，结果表明，在连续转向工况和双移线工况下，所提出的控制策略使车辆最大横摆角速度偏差分别降至理想横摆角速度的6%和9%以内。此外，该策略能够有效控制轮胎负荷率，实现转向行驶时的转矩优化分配，改善了车辆操纵稳定性。     

湿度、NaCl浓度对铜仁珍珠豆型花生种子活力及发芽的影响

研究发芽床不同含水量及NaCl浓度对铜仁珍珠豆型花生种子活力及发芽的影响,试验表明,发芽床含水量从20%升高至40%,铜仁珍珠豆型花生种子的发芽率、发芽势、发芽指数呈上升趋势,含水量继续升高至60%,三项指标呈下降趋势,40%是铜仁珍珠豆型花生最适发芽床含水量,花生发芽各项指标达到最高。用NaCl溶液处理种子,浓度从0mol/L升高至0.5mol/L,花生种子的发芽率、发芽势、发芽指数三项指标表现出先急剧后缓慢又急剧下降的趋势。     

爬壁机器人翻越焊缝过程动力学建模研究

用于远洋渔船外板除锈的爬壁机器人在进行壁面作业时需要翻越焊缝，采用充气轮的爬壁机器人在翻越焊缝后会出现轮胎压缩量的减小，导致磁铁气隙增大、磁铁吸附力减小，从而削弱爬壁机器人的负载能力，降低了壁面行走可靠性，为此对爬壁机器人翻越焊缝的动力学过程进行研究。首先，将驱动轮轮胎简化为弹簧阻尼器，建立爬壁机器人翻越焊缝过程的动力学模型，并将驱动轮的翻越焊缝过程划分为不同的阶段；其次，利用数值方法求解该动力学模型，分析不同胎压下驱动轮翻越焊缝过程中爬壁机器人的运动状态；最后，进行了爬壁机器人翻越焊缝过程试验，结果表明，机器人翻越焊缝过程的试验结果与数值仿真结果基本一致，验证了本文所建动力学模型的正确性与合理性。     

对提升机主轴及卷筒制造工艺的探讨

单绳缠绕式提升机在矿山中应用非常广泛。矿井提升机主要用于煤矿、金属矿和非金属矿在倾斜巷道和竖井作提升下降人员及物料之用。因此,主要零件的制造工艺及质量在矿井提升机中是非常重要的。文章主要对单绳缠绕式矿井提升机中的主要零件--主轴以及卷筒的制造加工工艺进行探讨。