生态型纸料复合式育果袋机的设计

为了满足高档苹果套袋的技术要求,设计了生态型纸料复合式育果袋机,并介绍了该机的工艺流程和工作原理,同时对关键部件进行了设计.试验表明,该机生成效率和纸袋成型率高,纸袋外形美观,纸袋折边尺寸和贴实度、对折整齐误差、镶丝平直度、切口完整度满足高档苹果套袋的要求.     

基于机器视觉的蜡质巢础的破损检测系统

[目的]采用机器视觉技术,对蜡质巢础片进行破损检测。[方法]首先对采集到的巢础片图像进行二值化、中值滤波和图像增强等预处理,然后采用区域生长法提取破损区域。根据破损区域的面积剔除破损巢础片。软件系统编写采用Labview及Imaq vision。[结果]经试验,破损区域的检出率可达到98.4%。[结论]采用机器视觉技术进行巢础片的破损检测,系统平均响应速度快、检测精度高,完全满足巢础自动化生产的要求。     

基于ANSYS的明轮璞板流固耦合分析

以农用水草收割船推进器明轮的璞板为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS建立了三维模型,并利用该软件对流体和固体构成的流固耦合场分别建立了固体与流体的物理环境文件,进行流固耦合分析,得到璞板的变形和应力分布图,结果云图显示了璞板的薄弱位置。根据结果云图,分析了变形和应力的分布规律及产生原因,提出了璞板优化设计的一系列措施,为改进明轮璞板的设计提供了可靠的依据。     

地表壤土切收机优化设计

以现有的地表壤土切收机物理样机为基础,针对其在特殊情况下动力不足、切收效率偏低的问题,进行了优化设计,以获得高效的地表壤土切收机。采用逆向设计,对动力匹配进行优化设计,通过实验确定最佳的取土转速以达到将地表壤土通过刀板组推送到收集袋中。通过建立驱动力和刀板阻力数学模型,分析驱动力和工作阻力,进而合理设计工作部件宽度以及刀具厚度。实验证明,优化设计后的地表壤土切收机工作效率明显提高,特殊情况下的动力不足情况也得以显著改善。     

果园巡检机器人长臂抖动抑制方法

针对果园巡检机器人长臂因抖动而严重制约图像采集效率的问题,该研究提出基于臂体上3个部位的仰角构建单一反馈量进行抖动抑制的方法。首先基于臂体外伸段的有限元模态分析结果,通过固有频率和静变形的等效,建立三杆两扭簧等效机构的动力学模型。并基于微分平坦理论将3个倾角传感器读数合成为一个系统输出量,以平坦输出量作为被控量,采用PID控制器进行抑振试验,再利用自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)思想中对广义扰动的处理方法,将被控模型等效为二阶系统形式,并将模型信息代入到扩张状态观测器中进行对比试验。试验结果表明,基于本文构建的方法均能起到快速抑制长臂抖动的作用。在冲击作用致使末端产生10°幅值的抖动情况下,PID控制器实现了7 s内抑制大幅抖动,自抗扰控制器实现了8 s内快速抑制大幅抖动的效果。PID控制器的输出出现3次饱和现象且小幅较高频率抖动不易消除,而自抗扰控制器仅出现一次饱和,具有抖动抑制过程平滑的优点。本文的控制算法简洁适于在单片机等微型计算机系统中应用,系统结构简单成本低,可为现代农业装备研发与应用中解决长臂类结构抖动的主动抑制问题提供理论参考。     

嫁接辅助机械臂控制系统仿真与试验

针对果树高冠嫁接作业自动化的需要,设计可实现频繁位姿变换和位姿保持的辅助嫁接机械臂,依靠关节制动器来制动定位并保持位姿,并基于STM32设计机械臂的硬件控制系统。在ADAMS中建立机械臂的等效仿真模型,基于MATLAB/Simulink和ADAMS联合仿真技术搭建机械臂关节制动定位控制系统,完成不同牵引力激励和不同位姿制动条件下基于PID关节制动定位控制的联合仿真,仿真中关节1、2制动定位误差分别在5.13%和3.22%以下。按照设计结构制作机械臂的样机,对基于PID关节制动定位控制的样机进行制动定位试验,试验中关节实际制动曲线能够贴近理想等减速制动曲线,其中关节1、2实际制动定位误差分别为3.51%和3.96%,满足设定的辅助机械臂位姿定位要求。该装置为现代化果园冠层嫁接机械化辅助装置的研发和应用提供参考。     

基于SolidWorks地表种植土剥离刀的有限元分析

设计了一种地表土剥离机构,在三维软件SolidWorks环境下完成了地表土剥离机的整机三维实体建模,并且完成了样机的研制。在设计过程中利用SolidWorks simulation对刀板的受力进行有限元分析,给出了运算过程与方法。同时,通过实际测量的结果与之比较,旨在为非线性有限元分析对刀板及其类似工具受力分析与设计提供依据。     

刚柔混联振动剥离机的方案设计与仿真分析

针对我国粗放式地表种植土剥离的现状,提出了自动化精确种植土剥离的方案。同时,结合振动切削减阻理论与二维切削原理,提出了一种刚柔混联振动剥离机的设计思路,并基于数字样机技术对整机结构建模仿真,然后进行结构优化,为以后物理样机的研制提供了依据。     

蒸汽式扇贝开壳装置工作参数优化

为了得到蒸汽式扇贝开壳装置蒸汽工作参数的最优匹配,提高扇贝深加工的产品品质,以开壳效果感官评分值为考察目标进行单因素试验,明确影响开壳效果的蒸汽喷射时间、喷射距离和蒸汽排量的最佳取值范围。采用Box-Behnken design试验设计方法进行了扇贝开壳组合试验,建立了扇贝开壳效果感官评分值与喷射时间、喷射距离和蒸汽排量之间的数学模型,并采用响应面优化分析法,得到了蒸汽式扇贝开壳装置的最佳工作参数匹配。结果表明:采用蒸汽发生器,压强控制在0.3~0.4 MPa、温度控制在142.92~151.11℃,当喷射时间设定在3.5 s、喷射距离设定在30 mm和蒸汽排量设定6 mm球阀门开度为90°,扇贝开壳率为93.3%,开壳效果感官评分值为94.53分。该研究为即食扇贝加工设备的设计提供参考。     

蒸汽式扇贝柱脱壳机控制系统设计

蒸汽式扇贝柱脱壳机控制系统是保证扇贝柱脱壳过程中蒸汽稳定连续喷射及脱壳成功的关键。为此,分别就蒸汽式扇贝柱脱壳机工作原理、蒸汽发生器控制系统的改造、PLC及接近开关等几方面进行阐述。对蒸汽发生器的工作原理进行简述,利用温度/压力传感器进行检测,通过PID智能温度控制仪及固态继电器实现蒸汽稳定连续喷射的自动控制;利用接近开关检测扇贝位置,蒸汽喷射装置随动完成蒸汽喷射脱壳过程。该控制系统能满足设计任务的要求。