光固化果蔬采摘气动软体抓手设计与试验

针对目前软体抓手的制造方式(如软体平板印刷、失蜡铸造等)存在成型工艺复杂、粘结不牢靠、接缝处易撕裂等问题，设计了一种光固化成型软体采摘抓手一体式结构，通过正、负压驱动，可实现果蔬的自适应抓取。首先，基于Yeoh模型，研究了软体驱动器弯曲变形运动中的非线性力学特性，得出腔体内部压强与驱动器弯曲角度之间的非线性关系模型。然后，通过Abaqus有限元软件分析软体驱动器的弯曲特性，得到各主要结构参数对弯曲角度的影响规律，并结合正交试验法得到最佳的结构参数组合：软体驱动器的腔体壁厚为1.6 mm、腔体个数7、腔体间隙3 mm、底层厚度3 mm。最后，根据最佳的结构参数组合制造软体采摘抓手样机，并将其安装在试验平台上进行果蔬抓取试验，验证了光固化一体成型软体采摘抓手的实用性。     

软体手臂刚度特性分析

气动肌肉驱动的软体机器人具有质量轻、功率密度比高、人机交互安全性高等优点。提出了一种由伸长型及收缩型气动肌肉组成的变刚度软体机器人手臂,能够实现位置与刚度的解耦。针对单根收缩型及伸长型气动肌肉进行了刚度测试实验,利用最小二乘法建立了单根气动肌肉气压、位移及刚度关系模型。基于所建立的单根气动肌肉刚度模型,针对所设计的软体手臂,建立了手臂刚度模型。搭建了手臂刚度测试实验平台,通过实验验证可知理论模型与实验模型的刚度变化趋势一致,平均相对误差为3.60%,最大相对误差为6.17%。     

随动式残膜回收螺旋清杂装置设计与试验

针对目前残膜回收含杂率高的问题,根据随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机工作原理,提出了一种螺旋清杂装置。阐述了该装置的结构组成和工作原理,对其关键部件双向螺旋输送器进行了分析和参数设计。利用EDEM软件建立了棉秆-土壤-螺旋清杂装置的三维离散元模型,模拟仿真了棉秆和土壤混合颗粒的清理输送过程,以螺旋清杂装置结构参数螺距系数、螺旋叶片直径和出料口间隙为试验因素,以平均颗粒速度、平均纵向颗粒速度、质量流率及旋转轴总力矩为试验指标进行正交仿真试验,分析了3个试验因素对各项指标影响的显著性及主次顺序,试验结果显示螺旋清杂装置最优参数组合为:螺距200 mm,螺旋叶片直径200 mm,出料口直径220 mm。在该参数组合下制作螺旋清杂装置,与随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机进行装配,并进行了性能试验,结果显示清杂装置清理棉秆、土壤等杂质效果符合设计要求,回收残膜平均膜杂分离率为89. 51%。     

水田机械式强制排肥装置设计与试验

目前水田机械施肥均匀性差,且作业时在施肥开沟器末端容易出现肥料粘结、架空、堵塞开沟器等现象。针对以上问题,本文设计了一种水田机械式强制排肥装置,并对其关键部件进行了结构设计及性能试验。将水田机械式强制排肥部件的工作过程分为3个阶段,通过运动学和动力学研究方法分析了各工作阶段肥料在螺旋强制排肥部件内的状态,以及影响排肥部件工作性能的关键因素,对螺旋强制排肥部件的直径、转速、螺距3个因素进行了设计计算。以排肥均匀性变异系数为响应指标,进行了螺旋强制排肥部件的单因素台架试验,通过对最小显著性差异进行统计分析,确定了各因素的取值范围;安排了二次正交旋转组合试验,并对试验结果进行了方差分析和响应面分析,确定了影响排肥性能指标因素的影响由大到小为转速、螺距、直径,建立了排肥性能指标与各因素之间的回归方程,运用Design-Expert软件对试验因素优化求解,确定了较优工作参数组合为螺旋输送器转速120.09r/min、直径23.90mm、螺距21.54mm,此时施肥装置台架试验的排肥均匀性变异系数为7.18%。将所设计的强制排肥部件分别安装在水稻插秧机及水稻气力式施肥播种机上,进行了田间验证试验,试验结果表明,机械式强制螺旋排肥装置工作稳定、堵塞率低,水田防堵塞效果优于无该部件的施肥机械。     

U型渠掘进衬砌一体机螺旋输送设计与仿真

以U型渠掘进衬砌一体机的施工土壤性质为条件,设计了螺旋输送机的叶片直径,通过经验公式确定了螺旋输土机构的转速.分析了螺旋输送机的物料运动学简图,得出螺旋输送机的最佳螺距.探讨了螺旋输送装置的倾角影响因素,最后确定最佳倾角为11°.计算了螺旋输送机构的驱动功率.利用EDEM离散元软件,模拟了螺旋输送装置工作过程,对螺旋输送装置的设计提供了建议.     

山地作物移栽机井窖式单线螺旋成穴装置设计与试验

当前井窖移栽机成穴装置挖掘井窖稳定性差、易坍塌、土壤回流严重、直立度差,无法满足深井窖移栽成穴农艺要求。为此设计一种井窖移栽机单线螺旋成穴装置。对单线螺旋成穴装置的锥形钻尖、螺旋叶片、中心钻杆等关键结构进行设计,并采用动力学方法对其作业过程的入土阶段、切土阶段和排土阶段的成穴机理进行分析,确定了单线螺旋成穴装置的直径、螺距和转速为影响其作业质量的关键参数。应用离散元仿真软件EDEM对成穴装置作业过程进行仿真分析,以井窖深度、井窖直径、井窖直立度和土壤回流程度为评价指标,以直径、螺距、转速为试验因素,进行单因素试验确定关键参数的取值范围。根据取值范围,利用二次正交旋转中心组合试验方法建立单线螺旋成穴装置响应指标与试验因素的回归方程,并通过响应曲面得到其影响趋势和交互关系,结果表明各因素对井窖深度影响的主次顺序为螺距、转速、直径,对井窖直径影响的主次顺序为直径、螺距、转速。以回归方程为基础,采用多目标函数优化获取单线螺旋成穴装置的优化参数组合。根据优化后的参数组合研制单线螺旋成穴装置及田间作业平台并进行田间试验,试验结果表明：成穴装置直径为100mm、螺距为75mm、转速为350r/min时作业效果最佳,此时井窖深度为182mm、井窖直径为80.7mm,优化后的单线螺旋成穴装置满足井窖移栽成穴的农艺要求。     

基于绝对节点坐标法的气动软体驱动器建模

采用基于Yeoh本构的绝对节点坐标四面体单元对软体驱动器进行建模,并对其进行力学分析。基于应变能密度函数,推导了Yeoh本构模型的弹性力阵及其导数阵;根据虚功原理建立了多腔体气动软体驱动器静力学平衡方程。由于橡胶等超弹性材料不易收敛,采用载荷增量法对静力学平衡方程进行求解。将仿真结果与ABAQUS的仿真结果进行对比,可知随着单元数的增加,绝对节点坐标四面体单元结果与ABAQUS仿真结果趋于一致,验证了绝对节点坐标四面体单元对气动软体驱动器建模的正确性。     

果蔬采摘刚度增强型软体抓手设计与试验

针对目前软体末端执行器在果蔬采摘领域存在刚度低、指尖力小等问题,在多腔体型软体末端执行器的基础上,提出一种通过对发生层的腔体顶部及两侧增加限制性材料以增大夹持力的方法。建立数学模型分析执行器末端位置与输入气压之间的关系;采用Abaqus软件仿真分析执行器弯曲角度、支反力的变化规律;通过对比试验进行抓取验证。有限元仿真与试验结果表明:发生层限制性材料的增加在不影响执行器弯曲性能的前提下,不仅能很好地减小气球效应,而且能够承载更高的工作压强;弯曲角度和压强一定时,增强型执行器的支反力明显大于传统软体执行器,增强型软体抓手最大抓取重量约为414 g,传统型软体抓手最大抓取重量约为108 g,抓取重量约为传统抓手的4倍。     

自走式全混合日粮制备机取料仿真与参数优化

针对国内自走式全混合日粮制备机缺乏取料机理和参数优化的现状,对自走式全混合日粮制备机的取料机构进行设计与分析,建立了取料作业的理论模型,并对螺旋叶片螺距、螺旋叶片直径、辊筒转速、前进速度、每刃进给量和取料刃长比等关键参数进行了计算和选取。采用EDEM对影响取料过程的前进速度、辊筒转速、螺旋叶片螺距、刀刃长比因素采用正交试验方案进行了仿真分析,并对仿真结果进行方差分析。分析表明,各因素对取料效率影响的主次顺序为：前进速度、螺旋叶片螺距、刀刃长比、辊筒转速,各因素对回流率影响的主次顺序为：螺旋叶片螺距、刀刃长比、辊筒转速、前进速度。综合考虑取料效率和回流率,最优参数组合为前进速度为4 m/min、螺旋叶片螺距230 mm、取料刀刃长比1.8、取料辊筒转速230 r/min。此时取料效率为82.6 m3/h,回流率为38.93%。采用最优参数组合进行试验,试验测得取料效率为77.02 m3/h,回流率为39.76%,与仿真分析基本一致。     

不同轴流叶轮角度的轴流式灭火风机气动性能试验与数值模拟研究

首先对3种不同叶片角度轴流式风力灭火机进行了气动性能试验,然后基于N-S方程和k-ε模型对设计工况下的轴流式灭火风机内部流动状态进行了数值模拟,得到内部中心剖面流场云图,并分析得出轴流式灭火风机在设计条件下的内部流动情况.数值分析得到的轴流式灭火风机性能曲线与气动性能试验获得的结果比较吻合,证明了数值模拟的有效性和准确性.最终得到轴流叶轮叶片数Z=6、叶片角度为38°的3号轴流式灭火风机气动性能和气动设计良好,可以用于以森林消防灭火为目的的轴流式风力灭火机的产品设计和批量化生产.     

我国节水灌溉材料设备的生产状况及对策

针对我国节水灌溉发展需要,具体评价了目前我国节水灌溉材料设备的质量状况及存在的主要问题,提出了提高企业技术水平,加强行业规划、管理的对策与建议。     

机电设备安装常见问题分析与解决对策

机电设备日益成为建筑中的重要组成部分,现在人们对建筑中机电设备的要求也越来越高。文章针对机电设备安装技术中常见问题进行了分析探讨,并提出了改进措施。     

我国果蔬烘干装备技术的发展现状与对策

我国果蔬产品装备烘干过程的品质调控存在技术难点,影响果蔬烘干装备技术的快速发展。为此,分析了我国果蔬烘干装备技术发展的重要性,探讨了其果蔬烘干装备的发展现状以及存在的主要问题,提出了发展对策,旨在促进我国高效、高品质果蔬烘干装备技术的自主创新发展,提升果蔬生产资源应用潜力。     

水利水电工程移民水土流失特点及防治对策探讨

移民问题在水利水电工程中十分常见,在移民过程中多会涉及拆迁等问题,工程施工很有可能会引起水土的流失.为了保持水土,相关单位的研究人员应当提前做好准备,以免在突发状况下措手不及.科学合理的方案可以大大减少不必要的人力物力投入.本文总结了水利水电工程移民水土流失的特点,并给出相应的对策.     

施肥起垄整形机的开发与研究

根据内蒙古宁城县及周边地区的需求，研究适合多种作物高台栽培技术要求的施肥起垄整形机系列产品，设计、分析主要零部件，确定主要技术参数，分析机具的优特点。     

新形势下林业科技推广面临的问题与对策

文章将针对林业科技推广的内容展开论述,详细地分析了现代化林业科技推广过程之中存在的问题和难点,同时对实践工作之中应当予以全面改进和不断完善的部位进行了深层次的研究,旨在以此为基础为相关工作的稳步发展奠定坚实的基础,为更好地促进后期林业科技事业的发展而作出积极贡献。     

农田灌排科技成果进入市场的难点与对策

本文分析了农田灌排科技成果进入市场的难点，提出了农田灌排科研单位必须面对现实，调整研究重点，深化科技体制改革，走科研、开发、服务一体化的道路，以促进科技成果的商品化，增强自身活力，适应市场经济发展需求。     

旱地注水补灌技术与设备的开发及推广应用

注水补灌,也称注射灌溉,是指采用特制的注水补灌设备直接向农作物和树木根部土壤注灌水（或水、肥、药液）的一种抗旱节水方法,用很少量的水保障农作物和造林的成活率,最大限度地提高水资源利用率,解决了干旱缺水季节农作物补水保丰产的难题。该技术与设备同集雨窖储水利用和地膜覆盖相组合,抗旱节水效果更为显著,具有投资少、易操作、成本低等特点。     

名茶机械化在安吉县的试验与推广

本文主要阐述了作者在试验基地的研究试验，确定了适合安吉县名茶加工的机型和加工工艺，并制定计划，大力推广名优茶生产机械化技术，加快安吉县茶业经济的发展。     

湖北省平原湖区排水涵闸工程老化病害评估

湖北省平原湖区的排水工程基本上是在20世纪50-60年代修建的，大部分排水涵闸工程处于不同程度地老化状态，致使工程效益下降。为了摸清涵闸老化病害程度，为湖北省平原湖区的涵闸改造规划提供建议，在对湖北省平原湖区现有涵闸工程老化损害情况进行全面调查的基础上，建立平原湖区主要涵闸的老化评价指标体系，运用层次分析法建立涵闸的老化评估模型，对湖北省平原湖区的涵闸进行老化病害评估分析。