基于EDEM/FEM耦合算法平垄过程仿真

针对目前华北地区温室起垄栽培种植模式在旋耕作业时造成牵引机行走困难、耕作阻力大、平整度差、耕深一致性差的问题,设计了1种四头螺旋式弯刀与螺旋叶片组合布置的平垄装置。应用离散元方法建立垄结构土壤模型,选取土壤颗粒接触模型并设定仿真参数。在不同作业参数下利用EDEM软件对平垄过程仿真,得到平垄装置最优工作参数组合,在该参数下进行模拟仿真,并导出仿真过程带状螺旋叶片受到土壤颗粒的应力结果。基于EDEM/FEM耦合算法对带状螺旋叶片强度进行校核,结果表明该零件受到的等效应力波动小,平垄过程比较平稳。     

机械创新教学思维模式构建与探究 ——以机械创新设计大赛为例

机械创新设计能力的培养有助于提高学生的创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神。在教学环节中有意识地将课程与机械创新实践活动相结合有利于学生理论联系实际,将所学知识应用到实践环节创作当中,为学生后续的工作研究打下坚实基础。本文结合机械创新的一般设计流程,对学生在产品设计时需要考虑的内容进行了系统陈述。列举了在教学环节中专业课程与竞赛的相互促进关系,教学活动要充分与竞赛相结合,将学生所学专业知识和技能付诸实践应用环节中,使机械创新大赛成为培养学生创造力的重要途径。     

激光测控深松机设计与仿真分析

设计了激光测控深松机,该机由激光位置接收器、水平调节液压缸、连接滑动轴、固定轴套及限深轮组成;建立了限深轮与弹塑性土壤接触和液压缸与限深轮之间位置关系的数学模型。利用Adams、Amesim、Simulink进行了联合仿真,结果表明:工作时,深松机左右两侧激光接收器相对于地表垂直位移在±20mm之内波动,可以不受农田地表影响始终保持深松沟犁底层水平,液压缸输出位移变化近似跟踪地表变化,为实际样机设计提供了技术和理论支持。     

"测试与传感技术"课程教学改革探讨

测试与传感技术是实践性很强的专业必修课,本文针对课程传统教学中存在的不足,分析了课堂教学、实践教学、课程考核中存在的问题,并对改善教学方法和教学手段、调整课程教学内容、改善实验教学设施、改革课程考核方法等方面进行了探索、改革。这些措施一定程度上提高了学生学习主动性、实践能力和创新意识。     

“三化”协调发展背景下河南现代农业发展研究

党的十八大报告指出:"坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调,促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展."河南作为农业大省、粮食大省、农村人口大省,大力发展现代农业,持续探索不以牺牲农业和粮食、生态和环境为代价的"三化"协调科学发展的路子,既是中央的要求和希望,也是构建新型工农关系和城乡关系、加快形成城乡经济社会发展一体化新格局,进而有效解决三农问题,实现全面建成小康社会的重要举措.     

基于SPH算法的纵向开沟过程模拟

以河北地区蔬菜大棚秸秆生物反应堆土壤为原型,结合土壤材料MAT147模型、SPH算法和边界条件,利用ANSYS/LS_DYNA对纵向开沟过程进行数值模拟。在前进速度2 km/h、旋转速度540 r/min、耕深350 mm、刀辊倾斜角度45°参数条件下,前后处理软件LS_PREPOST仿真结果显示,SPH算法可以直观模拟纵向开沟刀辊切削土壤的整个过程,最大等效应力为43. 21 MPa,主要集中在与刀辊接触的土壤上;刀辊切削过程显示,在螺旋板及刀片螺旋布置的旋转刀辊作用下,土壤去向主要分为轴向升土和周向抛土,开沟效果明显;刀辊切削应力云图显示,土壤所受的等效应力变化小且整个过程切削比较平稳;切削稳定时的功耗为8. 23 kW,与试验中的纵向开沟装置功耗接近,验证了模拟的可靠性,为新型纵向旋转开沟装置及零部件的优化设计提供可靠依据。     

电动准直蔬菜播种机结构设计与关键技术研究

目前,设施蔬菜播种农艺多以人工为主,而设施农业与精准农业要求农业机械沿着智能化与自动化方向发展。为此,设计了一款适用于温室的电动准直蔬菜播种机,具备激光导航走直、转弯灵活及节能环保等优点。同时,搭建了播种机的整体结构模型,确定了差速转向为其转向方式;经过对其播种开沟功率消耗和行走功率消耗理论推导与计算,确定了无刷直流电机的功率,并且计算了蓄电池的容量。该研究为电动准直蔬菜播种机的样机试制与设计奠定了理论基础。     

关节式蔬菜育苗穴盘播后自动摆放机设计

为解决中国蔬菜育苗播种后人工摆放穴盘劳动强度大的难题,设计了关节式蔬菜育苗穴盘播后自动摆放机,并对机器的关键部件进行了理论分析及设计计算。确定了以关节式机械手作为摆盘执行机构,对其进行了数学建模并得到了摆盘机械手运动学方程。在单因素试验的基础上,进行Box-Behnken Design响应面优化试验设计,探求了穴盘输送高度、输送角度、输送速度3个关键参数对穴盘间距合格率、穴盘摆正率、穴盘排齐率3个评价指标的影响规律,利用Design-Expert软件对试验结果进行方差分析,建立了评价指标与各影响因素的数学回归模型,并进行响应面分析,得到了影响摆盘效果的3个关键参数的最佳组合为：穴盘输送速度为60 mm/s,穴盘输送角度为31°,穴盘输送高度为40 mm。并对优选出的最佳摆盘参数组合进行了试验验证分析,试验结果为：穴盘间距合格率97.6%,穴盘摆正率96.5%,穴盘排齐率95.7%,试验结果与理论预测值的误差绝对值均低于5%,表明摆盘执行机构在最佳工艺参数组合下工作平稳可靠,满足穴盘摆放技术要求。该研究可为全自动化、智能化穴盘摆放机的设计提供参考。     

蒲草收割船割台的设计

研制了一种适用于不同水域、收割整齐和高效率的蒲草收割船割台,以解决现有白洋淀蒲草人工收割效率低、劳动强度大及一般水草类收割船蒲草收割凌乱的问题。收割船割台采用平行四杆机构控制整体水平升降,采用液压系统控制割刀刀架升降和扶禾机构扶禾角度,对蒲草收割船割台关键部件进行结构分析及参数设计,得出较优的工作参数,以此参数设计的机型进行收割实验,验证设计的合理性。经白洋淀水中试验表明:当割台工作速度为4km/h、扶禾高度为800mm、割幅为1200mm,收割蒲草合格率为91%、切割截面与水平面夹角9°时,完全满足设计需求。该种机型的研制对白洋淀蒲草的收割及后续蒲草编织等方面应用起到一定的作用,但对于其他地区不同结构蒲草有待于进一步研究。     

温室电动蔬菜播种机设计

针对设施农业和精准农业的需要,减少温室废气污染,研究设计了一台温室电动蔬菜播种机。该机以48V20ah的胶体动力电池为动力源,消除燃油废气污染;设计了带有抓地轮的电机驱动轮,减少驱动打滑现象。试验证明:该机在选定的参数下工作稳定,准直精度可以控制在±5mm/50m,能够满足精准农业对蔬菜播种准直精度的要求。