基于CFD的蛋鸭舍内环境模拟分析与验证

为优化4层层叠式笼养鸭舍舍内环境,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)对鸭舍内气流场、温度场及CO_2浓度场进行模拟。将笼架简化,考虑其对气流的阻挡作用,将鸭笼及鸭只视为多孔介质。模拟结果显示,进风口为湿帘时,侧墙湿帘与端墙之间存在通风死区,风速低于0.5 m·s~(-1)。进风口为通风小窗时,鸭舍未安装通风小窗区域风速小,CO_2浓度大。改变纵墙湿帘位置对鸭舍结构进行改进,改进后气流不均匀系数降低了17%。改进通风小窗布置发现,提升通风小窗分布均匀性显著降低舍内温差;提升通风小窗安装高度将显著降低舍内CO_2浓度。该研究可为蛋鸭舍结构设计提供参考。     

考虑光照条件的蛋壳蛋心颜色识别方法

研究了机器视觉识别中光照条件对蛋壳蛋心颜色的影响;根据白壳与青壳蛋透光性的差异,对比分析了鸭蛋不同壳色在不同光照强度下的颜色信息,找出了白壳蛋与青壳蛋图像信息差异最大的参数以及对应的光照条件.同时,分析了与蛋黄颜色相关性较大的特征参数及光照条件.实验表明:光照条件的亮度等级为120时,鸭蛋图像的可分度最好,利用形心区域的尺分量来判断蛋壳的颜色,计算量减少,分类准确,易实现;白壳蛋在180亮度及青壳蛋在210亮度等级下,根据形心区域的H分量建立判别模型,预测精度高.     

虚拟仿真技术在农业机械课程教学中的应用

传统的农业机械课程教学过程中,由于时空的限制,不可能演示大量的机械实物,不易令学生尽快掌握其结构原理。虚拟仿真技术以其效果逼真、时效性高和安全经济等特点可以很好地让农业高等院校学生尽快掌握农业机械课程学习要点,研究开发以虚拟仿真技术为核心的教学课件来适应机械类课程的教学很有必要。根据虚拟仿真技术在教学中的理论依据,分析了虚拟仿真技术在教学中的意义和效果;以机械类课程中的虚约束的教学与制钵机的动画制作为案例,研究了虚拟仿真技术在教学中的应用。      

克氏原螯虾连续夹拉式去肠机设计与试验

针对目前克氏原螯虾加工去除虾肠主要依靠手工,存在劳动强度大、生产效率低、产品易污染的问题,设计了一种连续夹拉式克氏原螯虾去肠机,将经过去头工序的克氏原螯虾虾尾放在虾尾夹下夹上,随着虾尾夹一起运动,在夹盖导轨和弹簧的作用下使虾尾夹上盖闭合,夹住虾尾运动到去虾肠装置时,去虾肠组件在链条的带动下运动,尾扇沿着尾扇导板进入去肠夹嘴中,去肠夹嘴将尾扇先夹紧,后连同虾肠一起拉出。详细阐述了克氏原螯虾去肠机的关键部件设计,包括去虾肠机构、去虾肠导轨、输送装置、虾尾夹紧自锁、虾肠清扫等,并完成传动系统的设计和样机试制,设计的样机通过调节虾尾夹与去肠夹嘴的相对位置,对不同大小的克氏原螯虾适应性好。通过样机试验测试,其去肠率达91.0%,去净率达86.5%,单组机构生产效率为1.4个/s。     

鸡蛋自动上料装置机构分析与试验

为了优化鸡蛋加工生产线吸盘自动上料装置的结构参数,并确定样机安装中关键零部件同步位置,对该装置的核心部分——吸盘摆臂组合机构进行了结构分析和运动仿真。结果表明:由曲柄摇杆、齿轮和同步带串联组合的吸盘摆臂组合机构自由度为1、曲柄整周转动、摇杆往复摆动60°、摆臂往复摆动180°;同步带角度补偿可以保证在摆臂180°摆动中,吸盘组件始终处于水平状态,保证鸡蛋水平搬运;摆臂末端运动参数(位移、速度、加速度)变化曲线显示,当摇杆摆动到2个极位146°和206°附近时,摆臂存在一段水平速度为零的垂直上下运动,分别对应曲柄84°~108°和252°~312°,以确保吸蛋和放蛋时吸盘垂直运动;为了保证该装置同步协调运动,样机安装时必须使曲柄在96°时,摇杆处在146°、摆臂处在174°位置。样机试验表明:理论分析和仿真结果与样机实测值一致性较好。     

鸡蛋电子称量分级包装生产线自动控制系统设计与试验

鸡蛋质量分级是鸡蛋生产加工和销售前处理的重要工序之一,为了提高鸡蛋分级的生产效率和准确率,该文研究了一种用于鸡蛋电子称量、分级包装的同步跟踪自动控制系统,由称量部分、分级部分、装盘部分和自动送盘部分组成。利用一种32位嵌入式RISC处理器ARM同时采集多个通道传感器的鸡蛋质量信号并进行处理,将处理后的信息通过并行口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器,PLC对鸡蛋质量进行等级判断。利用限位开关脉冲作为数据传递的触发信号,然后利用编码器产生的高速脉冲实现对鸡蛋运动的位置精确定位,并控制相应的执行元件,配合机械装置的运动,解决了鸡蛋6排称量转单排线后的位置同步跟踪、对应电磁铁的准时动作和复位及分级之后鸡蛋自动装盘的难点,完成质量采集、分级卸料、装盘、送盘等动作,实现对不同质量等级范围鸡蛋的精确分级包装。试验结果表明,该控制系统测量误差在±1 g以内的鸡蛋占85.6%,分级准确率达到98%,生产效率为30 000枚/h,该研究结果有助于提高鸡蛋分级的生产效率,可为鸡蛋分级技术国产化提供参考。     

家禽净膛机械手末端执行器的设计及运动学分析

针对家禽净膛过程中末端执行器操作空间小、抓取灵活等特点,对家禽净膛机械手末端执行器进行总体设计,并设计三指三关节家禽自动净膛末端执行器的结构。通过对机械手末端执行器手指腱绳伸缩量与关节角度的变化规律、手指的工作姿态、手指干涉分析等进行分析研究,获得家禽末端执行器净膛抓取时的最佳指节倾斜倒角。应用D-H矩阵通过齐次矩阵变换建立家禽机械手末端执行器的模型,对末端执行器进行运动学求解,验证所建立的末端执行器模型的正确性与可行性。     

水稻生产机械化方案的模糊多元决策

对机械抛秧，水直播，旱直播，机动插秧机插秧，人工抛秧，手动插秧机插秧，人工插秧等七种不同安苗方式的水稻机械生产方案，依据亩产量，劳动强度，劳动生产率，人工用量、生产资料费，一次性投资等六项技术经济指标进行模糊多元决策，对经济发达地区，经济一般地区、经济落后地区，依据不同的权重、分别得到三个模糊集，据此，对各方案的优劣进行了排序并作了相应的解释。     

蛋壳破损自动检测模型研究

为了建立蛋壳破损检测模型，试验采用敲蛋装置与声检测控制器组成的计算机蛋破损检测系统获取被检蛋声音信号数据。通过对蛋声音信号的功率谱分析而得到反映蛋壳破损特征的参数：功率谱面积的平均值x₁，最大功率谱面积与最小功率谱面积的差值x₂，X轴方向上质心的平均值x₃，X轴方向上质心最大值与其最小值的差x₄，Y轴方向上质心的平均值x₅，Y轴方向上质心最大值与其最小值的差x₆，共振峰频率的最大值x₇和共振峰频率的最大值与其最小值间的差值x₈；再通过Bayes原理建立与蛋壳破损特征参数相关的蛋壳破损模型。检验结果表明模型准确率达到92%。