功能集成型磁流变阻尼器设计与试验

设计了一种集振动能量采集、速度自感应和阻尼力可控功能于一体的功能集成型磁流变阻尼器,该磁流变阻尼器的振动能量采集和速度自感应装置内置于阻尼器活塞杆空腔内,通过紧固销和紧固片将8个永磁铁和8个隔片按序固定安装在支撑杆上。在永磁铁作用下,缠绕在感应线圈绕线架上的感应线圈产生感应电压,实现振动机械能的能量采集;另外采集到的感应电压与活塞杆速度成正比例关系,可实现速度自感应。推导了振动能量采集和速度自感应数学模型,并采用ANSYS有限元仿真软件对振动能量采集进行了电磁场仿真分析。搭建试验台对所设计的功能集成型磁流变阻尼器进行了性能测试分析,试验结果表明:在0.06 m/s的激励下,振动能量采集装置能产生1.0 V的直流电压;感应电压与加载速度基本成正比例关系;另外,对该阻尼器的励磁线圈施加0.6 A的直流电时,能产生750 N左右的阻尼力,实现阻尼力可控。     

位移差动自感式磁流变阻尼器设计与试验

针对磁流变车辆半主动悬架减振系统中使用磁流变阻尼器与传感器分离布置易造成安装空间大、系统可靠性低、维护成本高以及传感器信号易受外部环境干扰等不足,设计了一种位移差动自感式磁流变阻尼器。该阻尼器活塞头凹槽内缠绕2层铜线圈,内层线圈为阻尼励磁线圈,通过控制阻尼励磁线圈输入电流就可控制输出阻尼力,实现阻尼力可控;外层线圈为产生感应电压信号所需感应激励线圈,当给感应激励线圈通入高频交流电励磁信号时,缠绕在绕线缸体上的两组感应线圈可分别感应出同频率的位移信号,并通过差动原理实现位移差动自感应。推导了位移差动自感应数学模型;搭建测试系统进行自感应特性测试及阻尼力学性能分析。试验结果表明:静态拉伸时阻尼器活塞位移与感应电压成线性关系;动态拉伸时,当振幅分别为5、10、15 mm时,能够产生幅值为0.3、0.6、0.9 V的感应电压,通过拟合可得到阻尼器活塞头位移与自感应电压成线性关系;给阻尼励磁线圈施加1 A直流电时,能产生360 N左右的可控阻尼力。     

磁悬浮式的能量俘获装置设计

为了保护环境,人们对可再生能源的应用投入了越来越多的研究。本文提出了一种新型的既拥有较大的能量转化率又拥有实际可行性的能量采集装置。装置利用磁悬浮原理,将发电振子置于磁悬浮环境中,振子之中对外铺设哈巴赫矩阵排列强磁,利用此方法,使得振子在受到某一方向振动力后,在磁场中做非线性上下振动,振子产生的磁场被外部缠绕的线圈所切割,以此实现电磁发电功能。本文具体阐述:磁悬浮式能量采集装置工作原理分析;磁悬浮式能量采集装置的仿真及装配,仿真结果表明:振幅在100mm^130mm时,装置可输出1.86V至2.15V电压。     

柱棒式超磁致伸缩振动能量收集装置建模与实验

针对目前超磁致伸缩式振动能量收集在理论研究上的不足,根据超磁致伸缩材料的材料特性,设计了一种柱棒式超磁致伸缩能量收集装置(GMEHD),并对其工作原理进行了阐述。结合GMEHD的结构特点,建立了装置的输入输出模型,推导了输出电压计算公式,对系统在正弦激励下的响应进行了求解;根据线圈结构,通过电路分析,对线圈匝数进行了优化。利用仿真软件COMSOL Multiphysics,建立了GMEHD有限元模型,得到其仿真结果。在上述基础上制作了GMEHD样机,搭建了实验测试系统,得到了不同频率正弦力作用下GMEHD输出电动势曲线,并与模型计算值和仿真结果进行了对比。结果表明:在1、10、50 Hz单位正弦激励下,GMEHD输出电动势幅值分别为2、15、75 m V,相位超前于输入力π/2。实验与模型计算和仿真分析结果基本吻合,验证了模型的准确性,为GMEHD优化设计提供了参考依据。     

永磁交流发电机常见故障的诊断与排除

永磁交流发电机常见故障的诊断与排除方法如下:一、输出电压过低。发动机中速以上灯光暗淡。其原因是:(1)感应线圈的匝间短路或搭铁,以致该相输出电压下降。(2)永磁转子上吸有导磁杂质,致使磁路短路,造成线圈感应电动势下降。(3)皮带过松或打滑造成发电机转速没达到设计要求。(4)转子退磁,造成磁通量减少,致使电压低。排除方法:首先是调整皮带张紧度,观察发电机的电压,若无效,则拆下发电机检查转子磁性,清除杂质;用试灯法或用电表测量法检查发电机线圈是否短路或碰铁,若损坏则焊修。若磁性不够,应进行充磁。二、发电机过热发电机过热的初期…     

基于驾驶室底板振动信号的在线密实度检测方法分析

根据现有密实度检测方法的不足,提出基于驾驶室双振幅比的密实度在线检测装置系统。系统内置振动传感器的数据采集装置、专家系统模块和操作交互装置,振动传感器采集分析获得的数据为前轮实时振频、后轮实时振频和后前轮幅值比。振动传感器对驾驶室底板处的采集数据先送至实例推理模块,实例推理模块以灰色关联度查找匹配的最佳历史实例,对采集数据进行计算以得到路面密实度计算值。该方法能无损、安全地对压路机压实路面的密实度进行检测。     

强偏置超磁致伸缩致动器准静态位移建模与试验

为满足电控喷油器球阀开闭的要求,设计了强偏置超磁致伸缩致动器。阐述了强偏置超磁致伸缩致动器的工作原理,基于其偏置特征分析了致动器适用的正弦波信号。根据磁阻理论、J-A模型、二次畴转模型和线性系统理论建立了强偏置致动器的准静态位移模型,计算了此模型致动器方波输入时位移幅值和电流幅值的关系,正弦波输入时位移-电流滞环曲线,幅值为3 A的方波电流输入时的致动器位移输出。设计了强偏置致动器的试验系统,通过同幅值反向的方波信号辨别输入方向,并进行了致动器的方波和正弦波测试。结果表明:模型计算得到的方波位移幅值特性以及谐波位移-电流滞环与试验结果吻合,由此验证了模型的准确性;强偏置致动器在3 A方波电流输入时位移超过30μm,响应时间约为10μs,超调量为零,具有较好的驱动性能。     

扁平茄果类种子导向振动供种装置设计与试验

针对扁平茄果类种子在供种箱振动供送下播种多粒率高的问题,设计一种带有Y型导槽的导向振动供种装置。通过分析种子在振动导向充种板上的运动特性,确定导向充种板安装角α为10°、振动方向角β为25°。在不同振动强度下,进行了导向充种板振动特性试验和朝天椒种子在导槽内流动特性试验。结果表明,随着振动器电压的增加,各检测点振动频率保持在100 Hz,沿X、Y、Z方向振动幅值增大,种子相对导槽的平均流速增大; Y向振幅在0.45～0.54μm时,种子能在导槽内形成单层、均匀的定向流动,且各导槽内种子平均流速无显著差异。供种效果验证试验表明,在生产效率为300、600、900盘/h条件下,采用导向振动供种装置的播种合格率均超过95%,空穴率均低于5%,满足辣椒育苗精量播种要求。本文设计的导向振动供种装置可显著提高扁平种子播种合格率、降低播种多粒率。     

二次碰撞升频压电振动能采集器研究

压电振动能量采集器可以通过压电效应收集环境中的振动能,但现实中环境振动频带较窄,使采集器在低频表现很差。鉴于此,在传统一次碰撞升频采集器的基础上设计了二次碰撞升频采集器,以达到提高低频能量采集效率的目的。建立了物理模型,在原理上证明方法的可行性;分别设计了二次碰撞升频和一次碰撞升频压电振动能采集器实验。对比分析发现,二次碰撞升频扩宽了收集频带46.2%,但相应的电压幅值小幅下降,低频环境下表现优秀但高频表现变差。最后探究了附加尖端质量的影响。试验结果表明,采集器的1阶共振频率、最大输出电压均随着其增大而减小,1阶共振频率与尖端质量呈现近似线性相关。     

灌排双向立式泵装置内部水流压力脉动特性

通过物理模型试验方法研究灌排双向立式轴流泵装置内部压力脉动特性.在进水流道前端、导叶体出口和出水流道后端壁面上布置3个压力脉动测点.在额定转速为1 450 r/min时,对5个不同叶片安放角度下能量试验的压力脉动、叶片安放角为-4°时不同特征工况点空化试验的压力脉动,以及3种不同转速的压力脉动等进行了测试和分析.测试结果表明：进水流道前端、出水流道后端和导叶体出口处的最大压力脉动相对幅值分别为0.22,1.10和1.20.在不同叶片安放角度时,进水流道前端和出水流道后端的压力脉动相对幅值随流量的增大而增大;而导叶体出口处的压力脉动相对幅值随流量的增大,先减小后增大,其最小值出现在最优工况点对应的区域.在空化试验情况下,当泵装置进口压力降低至某一值后,导叶体出口处的压力脉动相对幅值开始增大.不同转速时,各测点的压力脉动相对幅值随扬程的变化趋势相同.在相同扬程时,进水流道前端和出水流道后端的压力脉动相对幅值随转速的增大而增大,然而未发现导叶体出口处的压力脉动相对幅值与转速的变化有明显的规律.     

拖拉机姿控飞轮防侧翻系统卸载能量回收试验研究

拖拉机侧翻事故是农业生产过程中最严峻的安全问题之一,现有主、被动安全手段均未能从根本上解决该问题。在前期利用飞轮—电机加速旋转时产生的反向力矩进行姿态调节实现失稳态拖拉机姿态回稳的基础上,为进一步避免姿控飞轮卸载过程造成能量浪费,本文基于1∶16比例模型试验平台设计搭建了飞轮卸载能量回收电路,并通过模型试验对其回收效果进行了验证。试验结果表明,当模型拖拉机以0.2m/s速度行驶于路面不平度较高的G级、H级路面出现侧翻趋势并实现姿态回稳时,整机侧向姿态角降至10°后能量回收系统可介入工作,此时回收电压出现峰值0.97V（H-B轨迹）,随后其数值变化趋势与姿控飞轮转速的降低趋势相似,直至飞轮卸载完成后回收电压归零。试验过程中,飞轮—电机系统在对不同的整机侧翻趋势做出响应时,能量回收系统完成的电量回收不同,但均完成了对飞轮卸载能量的部分回收,提高了整机能源的利用效率。     

林果机械化采收技术研究及进展

机械化采收是林果全程机械化作业中的重要一环,对促进林果产业健康发展和果农种植效益起到了重要作用。近年来,国内外已经对不同林果采收技术开展相关研究和技术探索。首先对国外不同林果机械化收获现状进行介绍,随后介绍了国内林果和机械化收获研究进展,且着重介绍了新疆特色林果采收技术,并对林果采收技术的后续研究方向进行了概述。     

自走式多功能穗茎兼收玉米联合收获机的设计与试验

为有效解决我国现有技术玉米联合收获机没有多功能玉米秸秆综合利用功能的缺陷,满足不同地区和用户对玉米秸秆利用的不同需求,实现玉米联合收获机的大范围跨区作业,设计了4YZD-4型自走式多功能穗茎兼收玉米联合收获机。该机采用板式摘穗单元组成上层果穗收获台,滚筒式切割器、秸秆输送铺放搅龙、浮动单双辊混合压送机构组成下层秸秆收获台,秸秆切碎还田装置和抛掷装置与整机底盘独立安装,能一次性完成玉米果穗收获、果穗剥皮和集箱,玉米秸秆切割、集条铺放、切碎还田、切碎回收、旋耕灭茬的联合作业功能,为我国大中型玉米穗茎兼收联合作业机械的研发提供了技术依据和应用实例。     

白芦笋采收机器人视觉定位与采收路径优化方法

依据笋芽出土状态的选择性收获是目前白芦笋公认的最佳收获方式。针对采收过程中机器视觉识别笋尖存在笋尖与垄面纹理和颜色相近等识别难题,本研究提出了一种变尺度感兴趣区域（ROI）检测方法,融合图像色域变换、直方图均值化、形态学和纹理滤波等技术,研究了笋尖识别与精准定位方法;在定位多笋尖坐标基础上,提出了多笋芽的采收路径优化方法,解决了因采收路径不合理导致的采收效率低的问题。首先,通过机器人视觉系统实时采集采收区域图像并进行RGB三通道高斯滤波,采用HSV色域变换并进行直方图均值化处理。在此基础上,对笋尖、土壤进行特征聚类分析,根据笋芽抽发程度研究变尺度ROI检测方法,对采集图像中笋尖的形态学以及笋尖和土壤的纹理进行统计学分析,设定笋尖的似圆度阈值,并参考纹理特征参数,判定笋尖位置,计算其几何中心,获得笋尖轮廓中心坐标。其次,为实现白芦笋的高效采收,根据多目标点与集箱点的位置分布,本研究设计了一种基于多叉树遍历的采收路径优化算法,以获得多个目标笋尖的最优采收路径。最后,搭建采收机器人试验平台开展了笋尖定位与采收验证性试验。结果表明,视觉系统对白芦笋的识别率可达98.04%,笋尖轮廓中心坐标的定位最大误差X方向为0.879 mm,Y方向为0.882 mm,采收笋的个数在不同情况下,采用路径优化后的末端执行器运动距离平均可节省43.89%,末端执行器定位成功率达到100%,在实验室环境下的白芦笋采收率达到88.13%,验证了采用视觉定位的白芦笋采收机器人选择性采收的可行性。     

铁路货车电能收集装置的机械结构设计

针对转K6型转向架,设计了一种适用于铁路货车的低成本、利用自身能量发电,满足铁路货车低功率用电需求的供电装置。此装置利用滚珠丝杠将悬挂系统的上下振动转变为发电机转子的旋转。通过分析弹簧中的空间以及货车运行过程中的振动情况,设计了滚珠丝杠、外壳等零件,并通过SolidWorks软件对装置进行了仿真。     

农业机器人的开发与应用

本文介绍了农业机器人的开发背景、研究现状及发展前景，并详细地叙述了目前农业机器人的种类以及收摘机器人、嫁接机器人以及耕作机器人等各种机器人的特点。     

吴起县沙棘果、叶、枝干采收技术

剪果枝法为吴起县目前果实采收的主要方法,在工作中应防止野蛮采收,对具有经济产量的果枝,结合修剪进行适度剪取。采叶分为提取黄酮和制作茶叶两种用途,具有不同的采摘标准。枝条修剪以及平茬均为获取枝干的途径,同时平茬也是更新复壮的重要手段。各种沙棘原料获取后,应及时运输,注意保鲜,仔细处理后备用。     

国内外花生收获机械化现状与发展

介绍了国内外花生机械化收获的现状,具体介绍美国花生挖掘机和联合收获机的作业过程。分析花生收获机械的发展动态,提出了发展我国花生收获机械化的一些建议。