温室电动爪式松土机的研究设计

针对大棚松土作业机械存在的结构复杂、体积大、耗能高、污染环境等问题，介绍一种适宜于大棚作业的小型电动爪式松土机的设汁方案及主要参数该机具有结构简单、体积小、操作灵活、耗能低、无污染等特点，更能符合当前温室大棚生产的实际需要。     

基于工作空间的果园作业平台结构参数优化与试验

为提高果园作业平台的适用性和操作灵活性,根据乔砧密植的纺锤形苹果种植模式确定其目标工作空间,以工作空间尺寸偏差、工作空间体积和平均可操作度描述其可达工作空间性能,分析了平台主要结构参数杆长和关节变量（关节角、连杆偏移）对工作空间性能的影响。建立了以可达工作空间性能和结构紧凑为指标的优化模型,利用遗传算法求解得出最优参数为：杆2和杆4的长度分别为988、879mm,关节1、3的关节角范围分别为[107°,256°]、[-118°,-76°],关节5、6的连杆偏移最大值分别为720、340mm。优化后其可达工作空间尺寸偏差分别减小96.09%、95.60%,体积减小4.69%,平均可操作度增加1.43%。对优化后的果园作业平台进行了实地果园工作空间试验,结果表明：承载质量为65kg、横坡坡度为15°、纵坡坡度为15°时,工作空间尺寸偏差最大,分别为16.2、16.7mm,比原型分别减小93.89%、93.76%。     

机械化保护性耕作技术

针对传统耕作的缺点，阐述了机械化保护性耕作的优点及工艺体系，说明了机械化保护性耕作是耕作方式的一场革命。     

基于AMEsim的果园管理机液压系统动态特性研究

针对果园管理机液压系统工作可靠性问题进行研究分析,利用AMEsim仿真软件分别搭建液压系统行走回路、调平回路和回转回路的仿真模型,并对模型进行动态仿真分析,得到各回路对应的压力、流量、转速等随时间的变化关系。仿真结果表明:在越障过程中,负载转矩呈一种阶跃性变化,由0Nm迅速转换为300Nm,压力由0MPa转换为10MPa,行走系统在越障过程中压力波动小,稳定性好;对于横坡调平系统,通过仿真分析得出2个调平油缸压力和流量曲线始终保持一致,进而验证该回路满足同步动作的实际情况;对回转系统进行液压仿真,可以得出随着节流口开口量的不断增加,回转马达的转速逐渐升高,由1.7r/min上升到7.8r/min,溢流阀的流量不断减少,由48.2L/min下降至40L/min,系统压力小,回转马达运行可靠,果园管理机回转平稳。     

基于物联网的智能花卉培育系统

为实现花卉培育过程的智能化、精细化、可视化,开发了基于物联网的智能花卉培育系统。系统由ZigBee协调器、以CC2530芯片为核心的智能花钵、PC端上位机及手机APP组成。智能花钵可为花卉自动补水,并可将采集的各项环境信息通过ZigBee网络和蓝牙分别发送至PC端上位机和手机APP,手机APP也可实现对智能花钵的操控。实验表明,系统可实时准确的采集并传输各项数据,实现远程及现场监测,并可实现灌溉的自动化及培育的精细化,从而节约水资源,节省人工,为花卉创造适宜的生长环境,提高花卉的培养质量。     

基于uC/OS-Ⅲ系统全向型农业测控平台的设计与试验

针对目前农业移动平台的移动灵活性及工作稳定性差等问题,利用机器人运动学对Mecanum轮全向运动能力进行理论分析,研制了一种基于uC/OS-Ⅲ系统的全向型农业测控平台,用于搭载农业机器人在复杂的作业环境中实现全向移动和田间信息采集,减轻劳动强度,提高劳动效率。该平台分为五部分:机械主体部分、环境检测系统、控制系统、操作系统及动力系统;通过机器人运动学的分析与计算、Mecanum轮轮组系统与平台运动坐标系的映射关系分析,获得实现全方位运动的必要条件与最佳的轮组结构布局,进而实现了稳定迅速的全向移动能力;通过uC/OS-Ⅲ操作系统对任务进行管理和调度,实现运动平台对作业环境的温湿度、光照强度、定位信息的检测与反馈。最后进行了平台的整体实验与验证,结果表明该平台实现了全向运动并具有较高的工作稳定性。     

履带风送式喷雾机的设计

在我国大部分地区的传统果园中的应用极大地受到果树农艺栽培技术的制约。面对这一现状设计一种履带风送式喷雾机。该机采用离心式风机,针对不同高度果树、树冠大小和果树不同作业层,设计了多个位置可调喷头。履带风送式喷雾机设计科学、结构新颖、操作方便,适合不同种植行距的果园植保作业,是一种新型的高效果园植保机械。     

多功能遥控作业车的研制

针对小型农用机械在矮化果园和温室大棚作业过程中存在的操作环境恶劣、劳动强度高、安全性低等问题,研究设计了一种小型多功能遥控作业车。该作业车集成了机械、液压、自动控制和电子信息等众多技术,以上下位机的形式进行远程监控,实现了在环境舒适的监控站对作业车的遥控操作。该车具有响应迅速,动作执行可靠的优点。降低了操作者的劳动强度,保证了其人身安全,提高了作业车的智能化水平。     

小麦气力集排器排种分配系统设计与试验

针对现有小麦播种机械作业幅宽小、播种不均匀等问题,设计了一种气力集排式小麦排种分配系统,从播种机的定量排种系统、分配系统等方面研究了气力集排式小麦排种分配机理,分析了排种分配系统的稳定性和均匀性。运用Solidworks Flow进行流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真,分析排种分配系统机构参数(输种管、分种外盖)对气室流场的影响,速度流场分布结果表明,排种分配系统具备较理想流场特性的结构参数为:褶皱管波纹长度为16 mm,波纹角度为90°,分种外盖圆锥角为120°。对排种分配系统稳定性和均匀性进行台架试验,结果表明,排种器转速在20~40 r/min时,总排量稳定性变异系数为1.01%~1.19%,各行排量一致性变异系数为3.20%,种子破碎率为0.23%,试验结果与CFD仿真分析基本一致;样机试验结果表明,总排量稳定性变异系数为1.06%,各行排量一致性变异系数为3.34%,排种均匀性变异系数为27.35%,种子破碎率为0.28%,满足相关标准要求。     

果园混肥器设计与数值模拟分析

针对我国水资源短缺、水溶性肥料溶解度较低以及灌溉施肥中水肥混合的均匀性问题,设计了一种高效混肥器,并利用ANSYS仿真计算软件,对该混肥器的搅拌装置进行模态和应力应变仿真分析。同时,基于Fluent模块对混肥器搅拌过程的流场、速度场进行模拟计算分析。结果表明：计算分析得到搅拌器的安全系数为11.95,最低阶模态主频率为19.13Hz,各阶频率远大于混肥器的激励源频率,表现出良好的振动特性,完全满足工业设计要求。由分析得到的不同搅拌速度的流场分布图可知,混肥器在大于临界搅拌速度的旋转搅拌过程中速度矢量分布较为复杂,混肥器内部产生较多的扰流和湍流,可有效提高混肥效果,同时发现,转速大于临界搅拌速度时,搅拌速度的增加对于混肥器内部流场分布的影响较小,最佳搅拌速度为600r/min,此时在得到良好的搅拌效果的同时降低了能耗。