丘陵茶园自动喷药装置设计与试验

为实现丘陵山区茶园自动化喷药,解决目前丘陵茶园自动化程度低、药液浪费严重和大中型装置无法进入等问题,设计了一种茶园自动喷药装置。根据丘陵山区茶园实际条件,对自动喷药装置的主要零部件进行结构设计及理论分析,装置采用水平方向和45°角方向喷射的喷药模式,结合超声波测距模块自动对靶,实现喷头与茶树冠表层之间位置的定位,并计算得到喷杆长度为1.1 m,单侧喷杆上设置3个喷头,喷头间距为0.5 m。喷药控制系统以STC89C52作为微控制器,运用C语言编程实现对喷杆喷药距离的自动调节和对电机和电磁阀的控制。选取冠层梯度、喷雾高度和行走速度为试验因素,以雾滴沉积密度为性能指标进行正交试验,结果表明：冠层梯度对雾滴沉积密度有极显著影响（P<0.001）,喷雾高度和行走速度对其影响不显著（P>0.05）,对雾滴沉积密度的影响程度从大到小依次为冠层梯度、喷雾高度、行驶速度,不同冠层梯度下各点位雾滴平均沉积密度均大于26个·cm^-2,满足喷幅界定的20个·cm^-2要求。     

小型玉米脱粒机机架模态分析与优化设计

为避免小型玉米脱粒机机架与外部激励频率发生共振，保证工作稳定性，对小型玉米脱粒机机架进行多目标优化设计。使用ANSYS Workbench软件构建机架有限元模型及模拟分析前6阶模态和振型，得出优化前机架前6阶固有频率为48.26~156.76 Hz，其中1阶固有频率接近电动机产生的激励频率。通过灵敏度分析法探索影响机架1阶固有频率和质量的因素及次序，确定优化设计因素，并建立因素与优化目标数学模型，采用中心复合设计（CCD）和最佳填充空间设计(OSF)试验方法进行仿真。仿真结果表明，影响频率的结构参数从大到小依次为挡料板厚度、方钢及侧板厚度、下料板厚度、导风板厚度、下料板与导风板夹角；两种试验法对质量的优化结果接近，但在提高1阶固有频率方面CCD要优于OSF，CCD优化方案对机架的1阶固有频率提高了16.8%，质量下降了17.1%；最后通过振动分析仪测定优化前后机架固有频率，测得改进后机架1阶固有频率实际值为57.48 Hz，达到了避免共振的目的，整机作业过程稳定、安全可靠，同时为相关机具的优化改进提供了理论参考。