射流脉冲喷头驱动板结构优化对喷头性能的影响研究

目前缺乏对射流脉冲喷头流道结构的整体优化和基于喷洒特点的驱动结构设计与研究。为解决这一问题，推动该型国产喷头产业化进程与后续系列喷头开发，对射流脉冲喷头进行了整体结构优化设计，并针对影响射流脉冲喷头转动和水量分布较大的驱动板结构进行了首创设计与试验研究，解决了驱动机构复杂，弹簧易腐蚀老化的缺陷。同时驱动板结构是影响射流脉冲喷头水力性能的关键因素之一，而当前缺少基于喷洒特点的驱动结构设计与研究，因此，采用四因素三水平水力性能试验与验证相结合的方法，提出“爪形”驱动板结构。正交试验结果表明：“爪形”驱动板各结构因素对射流脉冲喷头喷灌均匀度影响主次顺序为三角形挡板底宽、驱动板长度、驱动板倾角、驱动板宽度；最优结构为三角形挡板底宽7 mm、驱动板长度18 mm、驱动板倾角14°、驱动板宽度11 mm。     

小型智能移栽机的设计与实现

针对目前移栽种植人工劳动强度大、效率低,以及大型机械工作成本高、通用性差、自动化程度低等问题,设计了一种结构简单小型智能移栽机。该移栽机集运输、投苗、种植、压实及浇水等功能于一体,实现了自动种植。其中,智能车采用电驱动,种植部分采用气压驱动,控制部分采用STM32控制,并融合WiFi无线模块,实现无线远程控制。试验表明:该移栽机能实现自动行驶及坑深100mm以内任意调整和株距任意调整,植物苗直立度合格率96%以上。     

基于离散元法的船式拖拉机直线驱动性能研究

以叶轮直叶片为研究对象,构建了单轮叶—土壤离散元模型,充分校核模型准确性后,分析了轮毂宽度对各个最优参数的影响规律以及叶片在不同速度下叶片长度最优值的变化情况。对实际工况下的叶片结构参数进行优化设计,以单轮叶叶片长度、轮叶厚度、轮叶驱动面倾角、轮叶非驱动面倾角为试验因素,驱动叶轮平均驱动效率为试验指标,进行仿真试验,研究叶轮与土壤相互作用过程中土壤颗粒空间位置的变化、颗粒堆积流动现象、叶轮受力情况以及各个参数的变化对驱动轮驱动性能的影响机理。优化后的最佳结构参数分别为叶片长度240mm、轮叶厚度6mm、轮叶驱动面倾角5°、轮叶非驱动面倾角4°,此时单轮叶的驱动效率最高。     

穴盘苗单驱动四齿移植机械手的设计与试验

种苗移植机是设施园艺种苗生产提高生产效率、降低劳动力成本、提高企业效率的智能化装备,而移植机械手是种苗移植机的关键部件。针对不同的种植方法与种植对象,移植手的形式与规格都有很大的差别。为此,针对花卉穴盘种苗提出了一种单驱动四齿移植手,结构简单,作业可靠,有较大的适应性。针对设计出的移植机械手,进行穴盘花卉种苗移植性能试验,结果表明:在50mm行程笔形气缸驱动下,采用泥炭配合珍珠岩基质培育种苗,当土壤含水量为60%、手指钢齿倾斜角为5°、手指钢齿直径为2mm时,移植成功率平均可达93%,伤苗率小于0.5%。     

多功能人力机具驱动机构曲柄最佳值的选取

在山区和丘陵地区,农业生产和农产品加工所需的人力多功能机具的研究中,对驱动机构进行了计算机优化设计,并得出了一组驱动机构的优化尺寸。为此,在这一组优化了的驱动机构尺寸基础上,就曲柄变化对设计尺寸、设计要求以及设计功能的影响,进行了全面的理论分析和实际验算,从而得出在驱动机构设计时,曲柄应该选取最大值的结论,但是曲柄最大值不能超过65mm。     

“槽型”驱动板对射流脉冲喷头水力性能的影响试验研究

为改善射流脉冲喷头的径向水量分布,基于射流脉冲喷头的“双驼峰”式水量分布以及挡水板结构的特点,创新了一种“槽型”驱动板结构,并进行了正交试验,得到一种新型结构的射流脉冲喷头.发现“槽型”驱动板的各结构因素对射流脉冲喷头喷灌均匀度影响的主次顺序及最优结构为内槽倾角13°、驱动板长度16 mm、槽宽3 mm、侧驱动板倾角17°、驱动板宽度11 mm.当进口压力为 0.15,0.20,0.25,0.30 MPa 时,开展了“槽型”射流脉冲喷头、原射流脉冲喷头与摇臂式喷头水力性能对比试验.试验结果表明:在0.15~0.30 MPa的进口压力下,新喷头进口流量相比原喷头进口流量减小0.12~0.17 m³/h,相比摇臂式喷头进口流量减小0.07~0.16 m³/h.“槽型”射流脉冲喷头喷灌均匀度比原射流脉冲喷头提高 1.25%~7.43%,比摇臂式喷头高 7.84%~14.42%.综合分析表明“槽型”驱动板结构设计合理,对射流脉冲喷头的喷灌均匀性改善显著.研究可为该型国产喷头后续研发和工程应用提供可借鉴的理论参考与数据支撑.     

驱动分禾杆与被动分禾栅板组合式防堵机构设计

设计了驱动分禾杆与被动分禾栅板组合式防堵机构,并对其关键部件参数进行了仿真模拟与田间试验。仿真结果显示,直径150 mm、速比1.24的5杆抛物线型驱动分禾杆能较好地满足拨草的要求;弧度半径为750 mm的凸形分禾栅板对秸秆层分流能力最佳。田间试验表明,配备有驱动分禾杆与被动分禾栅板组合式防堵机构的2BYJMFQC-4型玉米免耕播种机的通过性、播种质量、种肥深度合格率等指标均达到了国家相关检测标准要求。设计的驱动分禾杆与被动分禾栅板组合式防堵机构能有效防止秸秆杂草等对开沟器的堵塞。     

基于显微视觉的宏/微双驱动微动台系统

提出了基于PZT的宏/微双重驱动精密定位机构,采用混合式步进电动机直接驱动宏动平台,实现系统大行程微米级精度定位,安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动微动平台,实现纳米级的分辨率和定位精度,以高频响动态补偿系统的定位误差.采用显微视觉反馈控制微动台的移动和定位,实现定位机构的全闭环反馈控制.同时提出了带运动规划和估算的运动控制策略,提高了系统的运行速度.实验研究表明:系统的动态和稳定性能良好,该微动台的最大行程80 mm,定位精度1μm.     

根茎类作物单摆铲栅收获装置驱动转矩特性研究

单摆铲栅收获装置的驱动转矩为4组单体转矩的耦合叠加且随负载周期变化,最大驱动转矩及转矩波动度直接影响了拖拉机功率匹配与功率利用效率。为研究收获装置驱动转矩特性,在工作单体受力分析基础上建立了单体转矩、驱动转矩、比功耗解析方程,结合离散元仿真分析了收获装置驱动转矩时域响应特点：单体转矩呈现每周期双峰、相邻周期强弱变化规律,受组间振动平衡与土壤粘塑性作用,驱动转矩呈现每周期双峰、相邻周期微变的规律,峰值约为单体转矩的1.2~2.3倍。为明确相关参数对驱动转矩的影响,开展了四因素三水平Box-Behnken仿真试验,建立了最大驱动转矩、转矩波动度、比功耗预测数学模型,仿真试验结果表明：振幅、振动频率、挖掘深度、前进速度、振幅与振动频率交互项均是最大驱动转矩、比功耗的主要影响因素,振动频率、挖掘深度对转矩波动度有较大影响。甘草收获田间试验结果表明：当挖掘深度为450~500mm时（工况1）,驱动转矩呈现每周期双峰、相邻周期强弱变化的规律,最大驱动转矩为797.17N·m、转矩波动度为2.54、比功耗为122.06kJ/m3、收净率为96.42%;当挖掘深度为350~400mm时（工况2）,最大驱动转矩较工况1下降约39.44%,转矩波动度下降约27.95%,比功耗与收净率基本不变。该研究可为单摆铲栅收获装置结构参数优化及根茎作物振动减阻节能收获研究提供参考。     

驱动板倾角对负压反馈喷头水力性能影响试验研究

为了探究射流脉冲喷头驱动板不同倾角及其对喷头水力性能的影响并找出水力性能最优驱动板倾角,采用正交试验法设计了6种不同倾角α(7°,10°,13°,16°,19°,22°)的驱动板,与副喷嘴整体加工实物,分别进行了在不同进口压力下的水力性能试验.试验采用多因素分析法,将喷头射程、喷灌均匀度、喷灌强度作为评价指标,对6组驱动板的试验结果进行分析.结果表明:在0.15~0.30 MPa的进口压力下,喷头射程(13.0~15.0 m)、进口流量(1.27~1.77 m³/h)、喷灌强度(2.38~2.51 mm/h)与驱动板倾角无关.随着驱动板倾角增大,副喷嘴喷洒水量向近处集中,喷灌均匀系数呈先增加后减小的趋势;当α为16°时,喷灌均匀系数最大,喷头的水力性能最优.     

压电型宏微双驱动精密定位系统点位协调控制

设计了基于压电型微驱动器的宏微双驱动精密定位系统,宏动台由伺服电动机直接驱动,微动台由压电陶瓷驱动器和弹性铰链构成,并由压电陶瓷驱动器驱动。微动台安装在宏动台上,微动台和宏动台是串联关系。宏动台用于实现大行程微米级定位,而纳米级定位由微动台实现。利用基于运动控制卡的开放伺服功能来协调宏微工作台之间的控制,而位置反馈由两个高精度光栅完成,精度检测由激光干涉仪完成。当宏动台运动结束后,微动台根据测得的定位误差做出补偿进给。实验表明,在行程100mm的范围内每隔1mm采集一点,误差控制在±100nm以内。     

构建油菜种床合理耕层的驱动型犁旋联合耕整机研究

针对长江中下游稻油轮作区多年采用传统机械耕整导致耕层变薄、犁底层增厚和土壤粘重板结,影响油菜根系生长等问题,提出了适应油菜生长的“深翻埋茬,上松下紧”种床合理耕层方式;结合油菜种床合理耕层构建及水旱轮作耕整作业要求,设计了一种主动对置式犁耕与旋耕碎土相结合的联合耕整作业方案,设计了具有切翻埋茬（草）、旋耕碎土、平整开畦沟等功能的驱动型犁旋联合耕整机,确定了驱动型圆盘犁的结构布局和旋耕刀的类型及排布,并设计了中间开畦沟的仿靴形锐角开沟器。田间试验表明,驱动型犁旋耕整机耕作深度为150~230mm,耕深稳定性系数为90.4%,仿靴形锐角开沟器在中间开畦沟区域能开出满足要求的梯形沟,沟宽为200~400mm,沟深为205.6~250.0mm。整机作业后厢面平整度为15.25~1860mm,碎土率为80.52%~88.43%,植被埋覆率为92.3%,厢面单幅宽度为852~956mm。各项性能指标均满足油菜种床合理耕层构建及水旱轮作耕整要求。     

混合动力驱动系统及其在越野车中的应用

综述了混合动力驱动系统的结构类型、特点及适应场合,提出了混合动力驱动系统的选取方法。选取分路式并联混合动力驱动系统作为CFA6470HEV混合动力轻型越野车的驱动系统方案,并对该系统的动力参数匹配进行了研究,得到了合适的驱动电机以及电池组参数。     

超声电机驱动的控制系统探讨

TRUM-60行波型超声电机是文章的讨论对象,为了更好地利用和挖掘出有关于伺服作动的优秀性能,以电气在驱动控制器的特性为起点,更加深入的研究了超声电机的控制与驱动技术.在这些方面的控制算法和驱动以及策略研究获得了一些收获:双PWM的功率所驱动的拓扑结构、迅速来回的动态性能、直线纳米级和旋转角秒级在开环情况下的分辨率、重复加点启动超声电机.     

农业机械电力驱动探析

一、电力驱动结构形式及特点 电力驱动基本布置方式有4种:四轮驱动、双前轮驱动、双后轮驱动、后轮集中驱动.由于基于轮毂电机驱动型式,尤其是四轮轮边驱动的车辆不需要变速器、差速器、球型万向节、半轴等部件,其电机(或者电机+减速机构)直接放在轮辋里面,从而结构紧凑且车身内部空间利用率高,整车重心低,车辆行驶稳定性高.     

基于开关磁阻电机的电动自行车的驱动电路设计

本文介绍了开关磁阻电机原理、开关磁阻电机驱动系统的组成，尝试了基于开关磁阻电机的电动自行车驱动系统的设计。     

1KY-40型液压驱动农田水渠开沟机设计与试验

针对我国缺乏农田水渠开沟专用装备的现状,设计了1KY-40型液压驱动农田水渠开沟机。该设备采用牵引式结构,开沟作业的动力由独立的液压系统提供,利用液压马达带动开沟刀盘旋转,开沟刀盘能同时实现切土和抛土的功能,开挖出梯形截面水渠。同时,设备集成了GPS拖拉机自动导航系统,提高了开沟直线度。田间试验结果表明,在土壤含水率15.8%,土壤坚实度0.31MPa情况下,样机作业速度能够达到0.12m/s,开沟深度407mm,梯形断面的沟面宽度984 mm,沟底宽度305mm,开沟深度稳定性可以达到97.1%,在使用拖拉机GPS自动导航的情况下,开沟最大直线偏差能控制在90mm以内,机具能够稳定地一次性开挖梯形断面水渠,设备在北京、江苏、黑龙江等地开展了田间试验,均能在当地土壤条件下完成梯形截面水渠的开沟作业。     

玉米条带少耕作业驱动式破茬刀设计与试验

针对东北玉米垄作区耕整地动土量大和春季降雨量低时土壤墒情不佳、耕作阻力大等问题,提出一种条带式少耕的作业方式,并设计了驱动式破茬刀。通过对驱动式破茬刀的作业工况进行受力分析得出,当破茬刀的滑切角大于或等于与其接触的根茬或土壤的摩擦角时,破茬刀耕作阻力降低。结合根茬与土壤滑动摩擦角的测量和破茬刀的运行速度取值,确定了刀片的刃口曲线方程;进一步通过分析根茬受力状态及测定物料间摩擦角,确定驱动式破茬刀的作业半径为230 mm;最后通过确定刀片的几何尺寸、刀轴和刀盘参数得到驱动式破茬刀。有限元模态分析与强度、刚度校核结果表明,所设计的驱动式破茬刀性能良好、满足设计要求。离散元仿真对比试验表明,所设计的驱动式破茬刀比驱动式圆盘刀组的耕作阻力降低了19.78%、土壤抛起数量降低了13.95%,其耕作阻力与动土量性能均较优。     

联合收割机后轮液压驱动系统设计

从市场调研的实际论述了联合收割机加装后轮液压驱动系统的必要性,并根据改装中积累的实际经验提出了联合收割机加装后轮液压驱动系统需要解决的关键技术和达到的要求,同时根据我国联合收割机行业的现状和广大农村的实际,提出联合收割机加装后轮液压驱动系统是我国收割机行业发展的一种趋势。      

地轮驱动式固体有机肥撒施机的研究

由于有机肥养分齐全、含量较少[1]的特点,在使用有机肥作为基肥时需加大施用量,这就致使有机肥撒施工作劳动强度加大。研制有机肥撒施机械是解决固体有机肥撒施作业劳动强度大、工作环境差、撒施均匀度差[2]等问题的有效措施,现有固体有机肥撒施机械的驱动方式有两种:一种是传动轴驱动,一种是地轮驱动。现就我国现有地轮驱动式固体有机肥撒施机的特点进行分析,并在此基础上提出改进方案。