圆草捆捡拾机的设计方法探讨

圆草捆的捡拾装运是秸秆、牧草等收获环节的重要组成部分.对圆草捆捡拾机的作业工况进行分析,确定其使用要求,并以此为基础,提出了一种圆草捆捡拾机的设计方法,对捡拾机各部分的设计思路及关键点进行了分析探讨,可为圆草捆捡拾机的设计生产提供参考.     

牵引式圆草捆捡拾车的设计与试验研究

为解决大型圆草捆短距离运输难的问题,设计了一种圆草捆捡拾车。该车采用液压系统来控制捡拾机构、运草和卸草机构的动作,运用三维软件Pro/E进行建模与仿真,并对牵引架进行有限元分析,样机出厂后对其进行大量装卸试验。结果显示:整机设计结构简单,捡拾车强度完全符合使用要求,样机捡拾、卸草动作灵活。经实地试验,该车捡成功装卸率98%。     

花生捡拾联合收获机捡拾装置优化设计与运动学分析

针对我国目前花生捡拾联合收获中捡拾率低、落果率高及易堵塞的主要问题,结合现有的主要捡拾装置,进行装置的运动学分析与参数优化,解决作业中出现的关键难题。该花生捡拾装置主要包括花生秧果引导器、捡拾运动轨道、弹齿护板和捡拾弹齿等,花生秧果引导器通过带立式座轴承安装固定在机架上。为此,对主要机构的主要参数进行优化设计,并通过对捡拾弹齿进行运动学分析,建立漏捡区域的数学模型,通过理论分析完成捡拾装置旋转速度和整机行进速度的合理匹配,完成运动参数优化。研究结果对花生联合收获机的摘果装置的研究和发展具有一定的借鉴与参考价值。     

死鸡捡拾机械臂设计及运动学分析

根据当前我国死亡肉鸡捡拾劳动强度大,人禽共患病的风险高等问题,设计一款五自由度的机械臂以实现死亡肉鸡的无人化捡拾工作。该机械臂各关节主要由电机驱动,选择单片机对各个关节电机进行控制,绘制其三维模型,同时建立该机械臂的D-H方程,并利用Matlab中的机器人工具箱建立其仿真模型,利用七次多项式插值对其运动轨迹进行仿真,并利用蒙特卡洛法对工作空间进行仿真分析。结果表明：该机械臂的工作空间在水平方向为半径980 mm的圆,可覆盖死鸡捡拾位置,可满足预设工作需求,同时根据仿真轨迹以及各关节速度加速度图可知机械臂各关节运动平稳,为之后控制系统的设计奠定一定基础。     

弹齿滚筒式捡拾装置弹齿的静力学分析

针对弹齿滚筒式捡拾装置在工作过程中弹齿变形现象,对弹齿滚筒式捡拾装置弹齿进行静力学分析,以寻求解决的途径。通过对捡拾装置弹齿在3个工作阶段上的载荷进行分析后,获得各工作阶段弹齿的受力简图,通过比较判断出在捡拾升运阶段弹齿受力比较复杂。以9KJ-1.4A型压捆机捡拾装置为实例,经过计算在有随机载荷和无随机载荷时弹齿齿臂末端的应力情况,得出结论:在没有随机载荷的情况下,齿根处应力远小于其许用应力,弹齿产生弹性变形,有足够的强度;当有随机载荷时,对弹齿产生冲击,若随机载荷过大,垂直于弹齿轴向的分力大于24N,则弹齿会产生塑性变形。对捡拾装置进行静力分析,可为捡拾装置整体结构优化设计供理论依据。     

滑道滚筒式捡拾器的工作参数分析

为提高与方草捆压捆机配套的滑道滚筒式捡拾器的工作性能,进行了滑道滚筒式捡拾器的工作参数分析,使得滑道滚筒式捡拾器弹齿的离地高度可低于3～4cm,从而可以防止牧草花叶的脱落,减少牧草捡拾损失。为方草捆压捆机捡拾器提高作业质量提供依据。     

弹齿滚筒式捡拾装置的参数化设计与仿真

随着我国畜牧业的飞速发展,人们对牧草收获机械提出了更高的要求,特别是在内蒙古地区,牧草收获的数量多少、品质优劣直接决定了广大农民的经济收入,因此对牧草收获机械的研究变得尤为重要。为此,以9 YG-1.8型圆捆机的弹齿滚筒式捡拾装置为例,研究了盘形凸轮的基圆半径、滚筒转速和曲柄长度3个参数对弹齿速度变化的影响,进而分析其对捡拾效果的影响。本研究运用Solid Works进行三维建模,使用VB6.0软件进行编程,实现盘形凸轮的参数化设计;使用Solid Works自带插件COSMOSMotion对弹齿滚筒式捡拾装置进行运动学仿真,对其中主要参数进行分析,最终得出单一参数变化对捡拾效果的影响。在Solid Works下运用VB进行二次开发可为其它机械运动分析提供了一种新的研究思路方法。     

折臂随车起重机有限元分析方法

以某型号折臂随车起重机为对象,利用Proe三维建模,Hypermesh前处理和ANSYS软件对折臂随车起重机上车结构进行有限元分析,获得其在工作状态下载荷和应力的分布情况,并对比解析法和有限元分析的结果,来验证有限元分析的结果的可靠度。通过这种ADPL分析算法为多关节折臂随车起重机结构有限元分析提供了一种准确高效的分析流程。     

弹齿滚筒式捡拾装置参数分析与仿真

对弹齿滚筒式捡拾装置的工作过程进行了理论分析与运动仿真研究.应用ADAMS建立了捡拾装置模型,通过运动学分析对捡拾装置的相关设计参数进行了改进设计,得出了影响因素变化时对弹齿运动状态的影响规律和弹齿滚筒式捡拾装置合理的凸轮盘滑道廓线设计方法,以及一定结构参数下捡拾装置的最优工作参数匹配,并与试验台试验进行了比较.结果表明,仿真分析结果与试验结果基本一致,证明了采用仿真分析捡拾装置工作过程的可行性.     

液压挖掘机动臂有限元分析及优化设计

动臂是液压挖掘机执行装置中的关键部件,针对当前挖掘机设计过程中存在的问题,采用三维建模软件Creo3.0创建挖掘机动臂三维模型,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对液压挖掘机动臂进行静力学分析和模态分析,获得动臂的应力分布、固有频率和模态振型;对动臂结构中的薄弱位置,在ANSYS Workbench软件中进行分析及结构优化;根据优化结果改进动臂结构,并对优化后的动臂进行强度校核。分析结果表明,改进后的液压挖掘机动臂结构正确并有效。     

基于解析法的管道清灰机器人操作臂分析及仿真

以管道清灰机器人为研究对象,建立了该机器人操作臂机构简图。利用解析法对机器人操作臂位置、速度、加速度进行了分析,给出了末端操作器的位置、速度、加速度解。利用Matlab编制计算程序,基于Simulink建立了仿真模型,对管道清灰机器人进行了动态仿真,验证了运动分析的正确性。     

基于ANSYS Workbench的采摘机器人臂架模态分析

介绍了采摘机器人臂架的结构特征;为了提高林果的采收效率,使采摘机器人具有更合理的结构和动态特性,以模态分析理论为基础,应用有限元分析软件ANSYS Workbench,建立了采摘机器人臂架的有限元模型;选取臂架的3种典型位姿,得出了其在不同位姿下的前6阶固有频率和振型,找出薄弱环节,提出了相应的改进方案,为臂架的进一步优化设计打下基础。     

基于虚拟水贸易的灌区种植结构多目标优化模型

为提高地区农业综合效益的同时节约灌溉用水量,促进地区水资源高效利用,以人民胜利渠灌区为例,在分析计算农作物虚拟水量的基础上,建立了基于虚拟水贸易的灌区种植结构多目标优化模型。结果表明,灌区虚拟水量相对较大的作物为棉花、油菜和水稻,虚拟水量较小的作物为花生、小麦和玉米。通过模型的优化调整,最终优化方案与现有方案相比,水稻和油菜的种植面积均有所减少,而花生的种植面积有所增加。优化后灌区粮食总产量可达6.4亿kg,灌区的粮食安全得以保障。经济效益值增加了1.8亿元,占现状年效益的15.4%;生态效益值增加了1.2亿元,占现状年效益的3.1%;节约灌溉水6 370.7万m3,占现状年用水量的15.6%;节约虚拟水1 659.5万m3,占现状年虚拟水量的2.0%。可见,考虑虚拟水贸易来指导种植结构的调整,在提高灌区综合效益的同时,还促进了灌区水资源的高效利用,缓解了水资源压力,为灌区种植结构调整提供了一种新途径。     

基于有限元的农用铣刨机升降装置结构分析及优化

以某型农用铣刨机升降装置为研究对象,采用UG软件对升降装置进行参数化三维建模,并与ANSYS Workbench软件实现数据共享与交换,利用ANSYS Workbench软件对升降装置进行静态和模态分析,了解其动静态特性,根据计算结果在AWE环境下对升降装置进行了多目标优化设计。该优化有效减轻了升降装置的质量,提高了动静态性能。     

基于工作空间的果园作业平台结构参数优化与试验

为提高果园作业平台的适用性和操作灵活性,根据乔砧密植的纺锤形苹果种植模式确定其目标工作空间,以工作空间尺寸偏差、工作空间体积和平均可操作度描述其可达工作空间性能,分析了平台主要结构参数杆长和关节变量（关节角、连杆偏移）对工作空间性能的影响。建立了以可达工作空间性能和结构紧凑为指标的优化模型,利用遗传算法求解得出最优参数为：杆2和杆4的长度分别为988、879mm,关节1、3的关节角范围分别为[107°,256°]、[-118°,-76°],关节5、6的连杆偏移最大值分别为720、340mm。优化后其可达工作空间尺寸偏差分别减小96.09%、95.60%,体积减小4.69%,平均可操作度增加1.43%。对优化后的果园作业平台进行了实地果园工作空间试验,结果表明：承载质量为65kg、横坡坡度为15°、纵坡坡度为15°时,工作空间尺寸偏差最大,分别为16.2、16.7mm,比原型分别减小93.89%、93.76%。     

基于正交试验的乙醇汽油发动机进气系统优化设计

为了提高发动机的充量系数,改善整机性能,针对一台掺烧10％乙醇的汽油发动机进行了进气系统的优化设计,分析了进气总管长度、进气总管管径、进气歧管长度、进气歧管管径对发动机性能的影响.用正交试验法建立了L16正交表,利用GT-POWER软件对LJ276QE汽油发动机进行了模拟计算.利用规范加权平方和法对模拟结果进行了分析,得到了进气系统结构参数对低掺烧比乙醇汽油发动机的功率、扭矩、燃油消耗率的影响主次顺序.优化后,发动机的功率最大提高2.86％、扭矩最大提高2.81％、燃油消耗率最大降低3.02％.     

基于结构-整机性能映射模型的机床薄弱件结构优化方法

提出了一种基于结构-整机性能映射模型的机床薄弱件结构优化方法。首先,通过机床动静态特性分析确定薄弱结构部件。其次,提出基于扩展常数自组织选取椭圆基函数（Elliptical basis function,EBF）的结构-动静态性能映射元模型建模方法：对椭圆基函数神经网络进行改进,提出基于扩展常数自组织选取的EBF建模方法,通过扩展系数的自组织选取以确定不同椭圆基函数合理的参与度与重叠性,避免所有椭圆基函数图形偏平或偏尖而影响EBF建模精度;基于改进后的椭圆基函数神经网络构建薄弱件结构-整机动静态性能映射元模型。通过实例样本数据检验得到,所构建的机床实例映射元模型计算结果与实际值之间的误差检验复相关系数均在0995以上,说明了该结构-整机性能映射元模型构建方法的正确性。在此基础上,根据上述薄弱件结构-整机动静态性能映射关系,以整机动静态性能为评价指标,以薄弱结构部件为优化对象,基于多目标优化算法,实现面向机床整机性能的薄弱件结构优化。     

基于水足迹的河套灌区多目标种植结构优化调整与评价

针对黄河水量逐年减少和农业面源污染日趋严重等因素导致内蒙古河套灌区农业用水短缺、生态环境不断恶化的问题,本文将水足迹概念（蓝水足迹、绿水足迹、灰水足迹）引入多目标优化模型和多目标决策评价模型,对灌区有限的水资源进行合理配置。以河套灌区为例,本文选取小麦、玉米、葵花、瓜类、番茄5种典型作物,从经济、社会、资源以及生态4个角度对作物的种植结构进行优化,并耦合模糊层次分析和TOPSIS法对多种优化方案（多目标优化方案、单目标优化方案、现状情景方案）进行评估优选。结果表明,在保障粮食作物产量的基本需求下,减少粮食作物小麦、玉米的种植面积,增加经济作物葵花、番茄和瓜类的种植面积,可以达到增加经济收入、保证社会公平性、提高水资源利用效率及减少粮食生产过程中给环境带来负面效应的目的。并且,评价结果表明多目标优化方案兼顾经济、社会、资源和生态多方面,优化结果优于单目标优化结果和现状情景。研究可为河套灌区及类似地区作物种植结构调整提供相应的理论依据和决策支持,助力灌区可持续发展。     

基于ZigBee网络和机械臂的智能灌溉系统设计

为了解决偏远及地势复杂地区的自动灌溉控制问题,设计实现了一套嵌入式自动化节水灌溉系统。以STM3 2嵌入式控制器为核心,采用无线Zig Bee网络技术采集室外环境参数,通过上位机监测被测区域的温湿度变化,控制执行机构实现监测环境的温湿度控制调节。中央控制器与上位机采用E31-TTL-50无线通信,采用窄带无线方式进行数据传输,实现了机械臂智能灌溉、上位机远程监控系统查询、设置参数及实时监测等功能要求。     

基于变异系数法的灰色关联模型在节水灌溉工程投标方案优选中的应用

针对节水灌溉工程投标方案多属性、多指标的特点,采用变异系数法结合灰色关联理论,通过计算评价方案与理想方案间的优属度,建立了投标方案优选模型.应用该模型对某节水灌溉工程投标方案进行优选,结果表明该模型计算简便,结果客观可靠,为节水灌溉工程投标方案优选提供了科学依据.