基于STM32的联合收获机清选损失监测装置的研制

联合收获机清选损失率是评价其工作性能的重要参数,也影响着驾驶员对联合收获机作业的调整。针对目前联合收获机谷物清选损失实时测量精度不高的问题,设计了一种基于STM32F407的谷物清选损失监测装置,包括损失信号传感器、信号处理模块、单片机、CAN总线、LCD显示、报警模块及电源模块。装置能够快速反映籽粒冲击情况,实时采集联合收获机清选损失信号,同时通过CAN总线同步接收联合收获机的相关作业参数,由清选损失计算模型综合上述参数得到实时清选损失率,并将其发送至总线,方便其他系统获取使用。台架实验表明:装置标定误差小于4.53%,能实现与总线的数据交换,实时显示清选损失率;当损失率超标时,能及时提醒驾驶员进行作业调整。     

茄子藤秸秆微观结构及剪切力学特性

以茄子藤秸秆为研究对象,通过微观观察分析纤维组织结构,对秸秆不同部位水分和剪切力学特性进行测试。结果显示,(1)茄子藤秸秆是一种复合材料,其微观组织结构主要包括表皮、皮层、维管束和髓,呈分布不均匀的筛孔状。(2)根部横截面积在23.07~42.09 mm~2之间,剪切强度在3.79~11.56 MPa之间;中部横截面积在12.17~30.97 mm~2之间,剪切强度在3.04~8.44 MPa之间;顶部横截面积在3.11~15.47 mm~2之间,剪切强度在3.1~7.45 MPa之间。(3)剪切应力、剪切强度和剪切模量从根部到顶部均呈逐渐减小的趋势,不同部位对剪切强度和剪切模量的影响均有显著影响。本研究为茄子藤秸秆的收获及加工机械的研发,确定切割时的工作参数,提供了必要的试验数据和理论基础,有助于促进藤茎类秸秆资源化综合利用技术应用和推广。     

颗粒尺寸对螺旋加料机定量加料性能的影响

为提高螺旋加料机定量加料性能,开展颗粒尺寸对加料量稳定性和准确性的影响研究。以粒径3~5 mm的球形谷物颗粒单圈加料约40 g螺旋加料机为研究对象,基于软球模型,通过对螺旋加料过程颗粒物料力链及颗粒群运动分析,建立具有分料装置的螺旋加料机离散元仿真模型;应用PFC3D(particle flow code in 3dimensions)软件对粒径3、4及5 mm颗粒物料进行螺旋加料过程仿真分析,并以粒径3、4及5mm的球形散珠为试验对象,进行颗粒运动和定量加料试验。综合分析得到:随着球形颗粒粒径的逐步减小,最大接触力逐渐减小,力链分布愈均匀浓密,颗粒间运动的一致性得到提高,物料混合运动趋势逐步减弱,定量加料的稳定性和准确性逐步提高。粒径3 mm球形散珠螺旋加料转动60°,平均加料量为6.477 g,加料量标准差为0.537,加料量最大相对误差为±0.153%。     

粉体物料流动性仿真分析

在对粉体物料流动性影响因素分析的基础上,应用离散单元法建立仿真模型,利用PFc仿真软件对粉体物料漏斗自由卸料过程进行仿真.结果表明,粉体物料的刚度变化对其流动性产生一定的影响:随着刚度增大,物料流动速度和流量波动均先增大再减小.     

基于C8051F020的智能新风控制系统设计

针对当前新风控制系统中存在的测量误差偏大、控制目标单一等问题，设计一种以二氧化碳、TVOC、温湿度为控制目标，以串口指令触摸屏为人机界面的智能控制系统。该系统以C8051F020单片机为核心，通过比较各控制目标实时值和设定值，作出相应的逻辑计算，确定各风机的档位及热交换阀门的开闭。通过试验证明，该系统能够在满足新风量的要求下大大降低能耗，具有良好的应用前景。     

黄瓜藤秸秆力学特性与显微结构研究

为了找到园艺秸秆高效切割粉碎处理的内素,研究了黄瓜藤秸秆的力学特性与纤维结构。通过对比黄瓜藤秸秆根部、中部和头部拉伸应力-应变曲线发现,秸秆中部呈现塑性材料特性,头部和根部表现出脆性材料特点。黄瓜藤秸秆根部平均弹性模量是280.58MPa,远大于中部和头部的平均弹性模量198.81MPa和137.22MPa。通过对黄瓜藤秸秆的显微结构的进一步研究发现,黄瓜藤秸秆均是由表皮、机械组织、维管束和薄壁组织组成的,是一种多孔、筛状、不均匀的复合材料。这些都为研制切割机械、选择切割参数提供了设计依据。     

固相浓度电容传感器特性分析与结构参数优选

针对螺旋加料管道内固相物料浓度检测受固相分布影响大的问题,基于电容检测原理,设计螺旋表面极板电容传感器.采用有限元仿真方法,建立电容传感器的三维有限元模型,仿真分析电容传感器灵敏度场分布特性,以及源/检测极板张角、极板轴向长度、屏蔽罩半径、保护极板张角等结构参数对电容传感器检测场各项指标的影响.使用单因素轮换法,筛选出每个因素的理想水平范围.以减小均匀性误差为目标,选择正交试验以及方差分析法,得到各因素的主次顺序以及最优的因素组合,其灵敏度场均匀性误差参数为5.06%.设计检测场均匀性验证试验,搭建传感器实物,实测灵敏度场均匀性误差参数为5.43%,显著改善了传感器检测场的软场效应,减小固相分布对固相浓度检测的影响,满足实际应用需要.     

混合式定量称量系统动态特性分析及数字补偿

为了提高农业物料称量准确度和速度,对混合式定量称量系统进行动态特性分析,建立称量系统数学模型,分析影响称量系统动态特性因素,探讨提高系统动态特性方法.试验数据分析表明,外加阻尼器和采用数字补偿方法提高和改善了系统动态特性,有利于实现农业物料快速、准确称量.     

信息技术在农业中的应用

信息化作为先进生产力发展的重要标志,对农业发展产生了十分深远的影响.根据当前信息技术的发展状况,提出了在农业领域有重要应用价值的几项信息技术.     

料仓进料方式对螺旋输送机出料量影响

为研究料仓进料方式对单螺旋加料机性能的影响,基于螺旋输送理论,采用EDEM离散元仿真软件,建立了具有分料装置的螺旋加料机模型,以5.5 mm直径大豆颗粒分别在60,120 r/min下进行了螺旋加料过程数值仿真试验,计算得到了2种进料方式在2种速度下螺旋输送机的能耗,比较了两者出料量的区别,并进行了颗粒群运动形态轨迹分析.数值分析得到:动态进料方式输送时,机构初始能耗低且能耗增加缓慢,单圈出料量相对于理论出料量波动范围小且平均出料量数值和理论数值接近,颗粒运动形态较单一且颗粒之间的相对作用较少.静态进料方式输送时,料仓中物料堆积较多,机构初始能耗大,颗粒相互作用频繁使得颗粒运动形态复杂.该研究为螺旋加料机的进料方式提供了理论和数值仿真依据.