基于高速摄像技术落果运动规律的研究

研究枝干和杏果实在落果过程中的瞬时速度及位移变化规律,为振动机械化采收提供必要的理论依据。通过机械振动装置对杏树进行振动采收试验,借助高速摄像仪对振动采收过程进行跟踪拍摄记录,利用Phantom软件对图像进行分析、计算。由分析可知:在受迫振动中同枝干、不同位置的杏果实瞬时速度的变化规律有6个阶段,所在枝干的瞬时速度峰值出现时刻都较杏果实瞬时速度峰值出现的早;杏果实瞬时速度的变化周期与所在枝干瞬时速度的周期变化相近,约为70~80ms,完全分离前的6~10ms,杏果实与所在枝干的相对瞬时速度达到最大。结果证明:振动采收时使用高速摄像装置进行速度分析,可以较好地得到落果的运动规律,直观地了解整个落果过程并且量化杏果实的力学性能参数。     

基于高速摄像的棉花采摘物料运动参数研究

提出了一种基于高速摄像的棉花采摘物料运动参数图像解析方法.通过高速摄像机拍摄刷辊式采棉机棉花采摘过程,将籽棉采摘后运动过程分为3个阶段,应用IPP视频图像分析软件进行视频图像处理分析.对第1阶段籽棉的飞行运动轨迹进行了多项式拟合,得到了籽棉运动轨迹方程;分析籽棉的第3阶段飞行运动,获得其自由下落速度,绘制了籽棉速度散点...     

基于高速摄像技术的马铃薯在分离筛上运动特性研究

为了研究马铃薯挖掘机在收获过程中马铃薯在分离筛上的运动特性、改善马铃薯挖掘机工作性能、提高薯土分离效果及降低马铃薯的损伤,采用室内试验和室外试验研究的方法,对马铃薯在分离筛上的运动规律进行研究。利用红外高速摄像技术,采集室内和田间马铃薯在分离筛上的运动情况的数据。利用高速摄像分析软件(TEMA)对采集到的摄像数据进行处理,绘制出马铃薯的分离筛上的加速度时间历程曲线,总结出马铃薯在筛面上的运动规律。最终得出马铃薯在分离筛上的运动特性,为马铃薯收获机的分离筛参数的优化提供参考。     

便携式枸杞振动采收装置参数优化试验研究

为了优化便携式枸杞振动采收装置的结构与工作参数,采用三因素三水平二次正交旋转组合试验设计方法,建立了熟果采收率、青果错采率、熟果破损率与振动频率、振动时间及振动杆直径三因素之间的数学模型,分析了各影响因素对熟果采收率、青果错采率、熟果破损率的影响,确定了各影响因素的最佳参数组合为振动频率8Hz、振动时间15s、振动杆直径8.3mm。验证试验表明:此组合完全满足熟果采收率大于85%、青果错采率与熟果破损率小于10%的要求,为二代便携式枸杞振动采收机的研发提供了设计依据。     

应用高速摄像技术研究清选筛面上物料的运动

建立了联合收割机风筛式清选装置中物料与简谐振动筛面的碰撞运动模型。同时,对物料周期运动的稳定性进行分析,得出了物料在筛面上的运动遵循定常运动和非线性运动规律。搭建高速摄像系统结合数字图像处理获取物料运动轨迹,通过分析发现物料确实存在非线性运动,为进一步研究物料透筛概率提供了理论和试验基础。     

杏果实振动采收速度规律的研究

研究了杏果实在振动采收过程的运动规律、果实振动脱落时的速度变化规律。运用果树振动装置进行了杏果实振动采收试验,借助高速摄像仪对振动采收过程进行了跟踪拍摄,通过Phantom软件对图像进行捕捉、跟踪、分析和计算。结果发现:杏果实完全脱落前6~10 ms时刻,由于惯性力的作用使得果柄沿径向出现裂痕,表现出脱落的迹象;杏果实与枝干的相对瞬时速度出现峰值,果柄横截面出现裂纹,发生断裂。应用高速摄像技术对振动落果时的速度进行研究,可以较好地反映落果的运动规律,直观地了解整个落果过程。     

组合式轴流装置谷物流运动分析——基于高速摄像技术

基于高速摄像技术对组合式轴流装置脱分空间的自由籽粒、短茎秆和中长茎秆的运动状况进行了观察与数据采集,得出它们的运动轨迹和速度图,并进行分析.通过对谷物流的整体运动进行观察和分析,为建模与仿真研究奠定了基础.     

基于高速摄像技术空气喷嘴雾化特性研究

为提高农药有效利用率,基于2400×1500×1500(mm)透明雾化实验平台选用外混式空气雾化喷嘴,利用激光检测和高速摄相机拍摄,针对雾化液滴在3个自变量:气体压力、液体流量、液体温度工艺条件下,同时引入索太尔平均粒径(SMD)计算公式,展开喷嘴雾化液滴粒径特性影响的研究。并基于ANSYS Fluent17.0软件,仿真模拟喷嘴外雾化粒径。由实验获得了影响最佳工况液体流量15kg/h、气体压力0.20MPa、液体温度30℃。同时获得结论:随着液体温度、气体压力的增大,SMD值逐渐减小,雾化效果逐渐上升,农药利用率逐渐提高。     

基于高速摄像技术的生物柴油静电雾化研究

采用2万帧/s高速数码相机对生物柴油单液滴静电雾化现象进行微距拍摄,对比分析了荷电与非荷电时液滴的变形以及运动情况,获得了不同电压下液滴的雾化模式以及锥射流模式中Taylorcone的锥长和锥角的变化。结果表明：液滴粒径随着电压增大而减小,下落速度随着电压增大而增大;荷电后同一型号毛细管中生物柴油的变形率大于水,生物柴油小液滴的变形程度大于大液滴;随着电压增大,液滴依次经历滴状模式、过渡阶段、锥射流模式、多股射流模式,在锥射流中Taylor-cone的锥长与电压呈正比,锥角与电压呈反比;电导率对液滴运动有影响,电导率小的液滴基本沿毛细管轴向运动,而电导率大的液滴既有轴向运动又有径向运动。     

基于往复振动方法的枸杞低损采收技术装备设计与试验

以解决枸杞自走式连续采收难题为目标,以往复式振动关键部件采摘方法为核心技术,农机农艺深入融合,建立适宜往复仿形振动采摘模式的枸杞栽培示范区,重点设计隧道式左右和上端阵列往复振动部件总成系统的仿形采摘关键部件,辅助设计柔性接果和输送风选归集系统,结合跨行自走式动力平台,集成研创基于往复振动方法的枸杞低损采收机。夏果初茬枸杞采收试验结果:当振动频率为37.5～50 Hz,枸杞成熟果的采净率为89.5%～96.4%,采净率随着振动频率的提高显著提高;在同一振动频率前提下,随着枸杞成熟度提升,采净率整体提高,成熟度与采净率关联显著。而振动频率为37.5 Hz,含杂率控制在14.4%～18.4%,显著降低含杂率。另外,干果损伤率为3.4%～10.2%,干果损伤率呈现随着振动频率提高而增加的趋势。夏果中茬枸杞采收试验结果:当振动频率为32.5～45 Hz,干果损伤率随着振动频率增加,呈先减小后增加趋势,数据显示当频率设置为37.5 Hz左右,该机采摘干果损伤率最低。新增误采率随振频变化规律:误采率为4.18%～11.36%,误采率与振动频率关系并不显著。最后,针对秋果,关于37.5 Hz最佳振动频率左右的鲜果损伤试验,显示鲜果损伤率均在5%以内,该机作业效率较高,一机抵30个人工。     

基于振动试验台的果树枝运动规律的试验研究

结合大规模种植的乔木类果品采收要求,完善果树连续式机械振动采收问题。介绍连续激振式采收过程中影响树枝振动效果的试验,通过振动试验台夹持果树主干不同位置,施加不同类型激振力进行振动实验;利用动态信号测试分析系统进行数据采集和输出,获得不同激振频率、激振位移下果树树冠不同位置的加速度数据及曲线,进行分析和对比。夹持主干的位置距离果树固定端为60cm,振动测试系统输出振动频率为20Hz、激振位移为5mm时,果树枝端获得加速度较大,树枝和果实之间的相对加速度也较大;保证振动采收装置在采收中果实净采收率高,果树损伤小的要求。     

基于高速摄像技术微型土槽试验台的研制

设计一种基于高速摄像技术的微型土槽试验台,侧面采用透明玻璃,土壤使用化肥进行分层处理,高速摄像机通过玻璃可以采集到测试机具和土壤的运动情况,很好地解决传统土槽无法对测试机具和土壤工作部件运动情况进行图像记录的缺陷,对于研究工作部件的工作机理具有重要意义。     

基于高速摄像技术的粳稻脱粒与分离运动轨迹及速度变化的分析

为明确粳稻在钉齿式轴流脱粒与分离装置中的运动轨迹和速度变化的状况,以丰原2号粳稻为试验对象,利用高速摄像机在脱粒试验台上进行了脱粒观察试验.结果表明:粳稻籽粒的运动轨迹的投影线近似为斜直线,而断穗运动轨迹近似为抛物线曲线;籽粒和断穗运动方向都是由右下方向左上方运动,不同籽粒和断穗沿滚筒切线方向和轴线方向运动的能力不同.     

基于EDEM的振动种盘中水稻种群运动规律研究

基于离散元法的基本方法,采用Hertz - Mindlin接触模型,运用EDEM软件对气吸式精密播种机振动种盘中水稻种群运动进行模拟仿真.分析了不同频率、振幅、种层厚度对种群空间分布密度的影响.对仿真区域垂直于种盘方向进行均匀分层,得到不同时间种群在每一层的分布情况.仿真结果表明:种盘振动频率11～12 Hz、振幅12～13 mm、初始种层数3～5时,种群在振动种盘中的空间离散程度较为理想.在播种机试验台上进行试验验证,选取种盘振动频率、振幅、初始种层数、吸种距离为试验因素进行正交试验,得出振动频率为11 Hz、振幅为12 mm、初始种层数约为4、吸种距离为30 mm时吸种效果理想.     

基于高速摄像下圆锥螺旋挖藤清土土壤运动图像分析

对于我国北方地区葡萄种植情况来说,葡萄果园入春时期挖藤清土是葡萄生产种植过程中一项重要的农艺要求。本文借助高速摄像技术及图像处理技术对圆锥螺旋挖藤清土装置土壤运动规律进行研究,分析了土壤颗粒特征目标运动,为进一步研究设计圆锥螺旋式入春葡萄挖藤机提供实验依据。     

组合式轴流装置稻谷运动仿真及高速摄像验

根据运动学原理,建立了螺旋叶片板齿组合式轴流装置中稻谷的运动模型.通过计算机仿真得到了谷物运动的切向速度、轴向速度、绝对速度随时间的变化规律.谷物运动中的切向速度大于轴向速度,切向速度是构成绝对速度的主导因素,并利用高速摄像进行了验证,验证结果表明理论仿真结果与试验相一致.     

玉米种子在导种管中运动过程的高速摄像分析

以播种机导种管为研究对象,借助高速摄像技术对玉米种子在导种管中的运动过程进行在线拍摄,描述了指夹式排种盘在3种不同转速下种子落入导种管口的位置变化及运动轨迹,并分析了影响播种机播种均匀性的主要因素.试验研究表明,种子落入导种管口的位置受排种盘转速的影响会产生横向偏移,直接影响种子在导种管中运动轨迹及播种质量.     

基于高速摄像法粉碎机物料颗粒流场分布研究

物料分离过程颇为复杂,分离流道内高速运动物料颗粒流场分布情况的研究也鲜有报道。基于上述现状,使用高速摄像机对新型锤片式饲料粉碎机分离流道内物料颗粒的流场分布情况进行图像采集,并使用PIVlab软件对采集到的图像进行分析比较,找出了物料颗粒在流场中的分布规律,为锤片式粉碎机的进一步优化提供了理论参考。     

气吸振动式枸杞采收机的研究设计

介绍一种新研究设计及该机型的工作原理、主要结构设计、配套动力、操作方法、生产试验及创新点。     

高速摄像技术在我国农业机械领域的应用

高速摄像技术是一项高科技测量技术,其应用已从军事、航空航天和电影等领域延伸到农业机械领域.为此,基于高速摄像技术的特点,系统分析了高速摄像技术在农业机械领域的应用研究概况,并探讨了其存在的问题和发展趋势.