木薯块根拔起输送过程的速度模型分析

为了分析挖拔式木薯收获机拔起木薯块根和输送木薯时,各速度和角度参数对整机运行的影响,优化设计木薯收获机及其夹持输送机构,针对4UMS-1型木薯收获机,通过建立夹持输送机构夹持单株木薯茎秆拔起输送速度模型,分析了使拔起和输送两个过程顺利衔接以及拔起时减少薯块损失的速度关系式、各关键运动学参数以及相互之间的关系、拔起方向和取值大小,并通过建立连续两株木薯夹持拔起速度模型,分析了不发生碰撞干涉的条件。根据速度模型,分析了各参数的关系式,利用数学方法,计算得出了夹持输送机构倾角的取值范围和夹持速度比满足的条件,确定了4个关键参数的最佳取值范围为α=30°、15°β20°、vt=3.2 m/s和1.17 m/svm≤1.39m/s。该结果对木薯收获机及其夹持输送机构的优化和改进设计具有重要参考意义和借鉴作用。     

木薯收获机块根拔起机构自适应控制算法研究

针对挖拔式木薯收获机无法根据木薯块根生长情况和土质情况的变化实现精确控制木薯块根拔起,且在木薯块根生长情况和土质情况变化大时其块根拔断损失率高的情况,采用联合仿真技术,以较优块根拔起速度模型为基础,根据拔起力变化,控制木薯收获机拔起速度使其达到减少块根拔断损失率的目标,对木薯块根拔起过程进行模糊PID自适应控制,且对模糊PID自适应控制算法进行了优化和物理试验验征。结果表明:在木薯块根拔起过程中,优化的模糊PID控制算法能使齿轮齿条摆动液压缸转速很好地跟踪给定转速曲线,且整机的自适应控制效果好,能适应不同的工作载荷。     

木薯块根拔起力与速度关系的仿真研究

利用ANSYS／LS—DYNA软件,采用FEM和SPH相结合的方法建立木薯块根拔起模型,进行了块根拔起的动力学仿真试验,建立了木薯块根最大拔起力与拔起速度的数学模型。结果表明,建立的块根最大拔起力与拔起速度的数学模型具有较高的精度,最大拔起力随拔起速度的增大成非线性增大,拔起速度过大,拔起力过大,易造成块根收获损失。     

木薯块根拔起机构仿真优化

针对广西大学设计的挖拔式木薯块根收获机拔起机构存在质量较大的问题,先采用ADAMS仿真软件,建立拔起机构的动力学仿真模型,通过动力学仿真,分析各主要部件的受力情况;后采用ANSYS软件及参数化优化方法,对各主要部件进行轻量化优化。结果表明:所建立的木薯收获拔起机构仿真模型精度较高,优化后块根拔起机构的前后直杆、花键轴及凸轮轴的质量分别减轻了81.6%、41.1%、51.3%、53.2%,达到了轻量化的优化目的。     

基于土壤分层的木薯块根拔起系统动力学仿真模型

针对土壤采用整体建模方法建模,木薯块根拔起过程动力学仿真精度受限及耕作层表土材料建模参数测定困难的问题,采用物理试验、FEM和光滑粒子流体动力学方法 (Smoothed particle hydrodynamics,SPH)的耦合方法,建立土壤硬度测试系统动力学仿真模型,对木薯种植地耕作层土壤建模材料参数弹性模量进行了反求。同时,建立了基于土壤分层的木薯块根拔起系统动力学仿真模型,且和采用整体建模方法建立的木薯块根拔起系统动力学仿真模型进行了精度比较。结果表明:建模材料参数弹性模量的反求方法有效,基于土壤分层的木薯块根拔起系统动力学仿真模型精度高。     

单行木薯块根收获机仿生铲的设计与试验

针对目前木薯块根收获机挖掘铲存在入土困难、碎土及排土效果不理想及工作强度不足等问题,基于工程仿生学理论,结合动力学知识,提出并设计了一种模仿犬爪趾形状的仿生铲.基于Design-Expert软件中的试验设计方法,以作业速度、土壤含水率及挖掘铲类型为试验因素,以挖薯率、伤薯率为试验指标,对挖掘铲的工作参数进行试验研究,建...     

基于遗传算法的自适应水轮机调节系统

为了进一步改善水轮机调速器的鲁棒性，有利于我国的水电行业向着“无人值班”的管理模式健康发展，提出了基于遗传算法的自适应水轮机调节系统的硬件结构和软件结构，并针对应用实例进行了仿真计算。由于基于遗传算法的自适应水轮机调节系统能够根据调节对象的变化，辨识并优化控制器参数，因而使得调节器具有智能化的特点，符合调速器的发展方向。     

基于圆盘式切割器的木薯茎秆切割试验研究

以收获期木薯茎秆为研究对象,在自行研发的切割试验台上进行木薯茎秆切割试验,通过对刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速、机器前进速度等因素对最大切割力及功耗等指标进行单因素、多因素试验。试验结果表明:刀片数量对茎秆切割影响不大;最大切割力与刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速及机器前进速度相关;随着刀片刃角、切割角及机器前进速度的增大,最大切割力增大;随着刀盘倾角及刀盘转速的增大,最大切割力呈减小趋势。     

收获期木薯地耕作层土壤硬度的试验研究

采用田间物理测定和数理统计分析方法,测定了收获期木薯种植地耕作层不同深度的土壤硬度,建立了耕作层深度与土壤硬度的数学模型,分析了土层深度对土壤硬度的影响规律。结果表明:建立的木薯地耕作层土壤硬度与深度的数学模型精度高,硬度与深度基本上成3次方的非线性关系;采用盖膜方式种植的木薯地,其土壤硬度先随土层深度的增大而增大,后随土层深度的增大而缓慢增大或减小;不采用盖膜方式种植的木薯地,其土壤硬度先随土层深度的增大而减小,后随土层深度的增大而增大,最后又随土层深度的增大而减小。     

杏果输送过程中定向稳定性的试验研究-基于正交试验

杏果输送过程中定向稳定性问题的关键所在是寻找影响定向成功率的主要因素,将各影响因素经过科学的组合对比,找到最佳组合,提高水果在实际生产过程中的定向成功率。为此,利用正交试验、高速摄像仪和动应变测量系统相结合的方法确定影响杏果定向成功率的主要因素,即入口通道宽度(D)、夹持带的速度大小(V)、杏子尺寸大小(I)。通过正交对比试验,得知底部输送带采用齿皮带时比光皮带的定向效果好,最佳试验因素组合是D=30mm、V=1.29m/s、I=34~35mm。利用高速摄像观测统计发现:杏果大部分在定向通道的第3区域达到定向稳定。考虑夹持片对输送带振动影响的情况下,统计出杏子的定向稳定区域主要集中于输送通道的第3区域,为杏子切刀的位置选择提供了依据。     

木薯收获机夹持输送机构设计与力学分析

针对现有挖拔式木薯收获机夹持输送机构出现夹持掉带掉薯、夹持对中困难及木薯茎秆难以进入夹持输送机构等问题,研究设计了夹持输送机构。该机构采用拉簧安装在移动杆凹槽内,移动杆与机架间为移动副连接的方式夹紧木薯茎秆,并将其与摇杆与机架间为转动副连接的方式进行了对比分析。结果表明:移动副连接使拉簧的拉力全部提供为夹持力,无拉力损失,夹持力最大;同时,自动调节带间距,夹持牢固。根据土薯生物环境特性,设计了夹持轮、带轮、夹持带、张紧装置和导向装置等主要结构,并对各结构进行了分析,确定了主要结构参数。根据木薯块根拔起时的速度分解图,建立了块根拔起时的力学模型,且通过分析推导得到了夹持输送机构对块根的拔起力和对茎秆的夹持力计算公式。该研究对于快速拔出、输送薯块、减少薯块损失、降低伤薯率、提高挖拔式木薯收获机整机性能具有重要意义。     

自动移栽机双臂式取苗机构运动学试验分析研究

提出了一种双臂式取苗机构,简述了该机构的组成及工作原理,并介绍了其结构特点。为验证机构的工作稳定性,对其进行了运动学试验分析。试验结果表明:该机构在较低取苗速率情况下,机构工作稳定,能够满足自动取苗要求;但在较高取苗速度情况下,机构晃动较为明显,需对其进行进一步优化设计。     

预切种振动供种式木薯播种器勺链排种机构设计与试验

针对目前预切种式木薯精密播种器存在充种困难以及播种合格指数低等问题,在播种器中进一步设计勺链排种机构。阐述播种器工作原理以及设计勺链排种机构相关参数,基于最速降线理论对排种机构的捞种勺进行参数设计,并对机构作业的充种与投种过程中木薯种茎受力和运动状态进行理论分析,确定影响充种性能因素显著性主次顺序为捞种勺型式、捞种勺数量、输送链运动速度以及充种倾角。利用EDEM软件进行单因素仿真,得出不同试验因素对充种性能的影响规律;进行响应面BBD仿真试验,确定最优因素参数组合。研制播种器样机进行台架和田间试验,结果表明当充种倾角为37°、捞种勺数量为12个、输送链运动速度为0.63 m/s时,充种合格指数为93.8%,漏充指数为1.9%。田间试验表明预切种振动供种式木薯播种器勺链排种机构作业性能较优,满足木薯精密播种农艺要求。     

高效自适应喷雾植保无人机设计与研究

农作物植保无人机对植株进行喷雾作业时,多由操作手进行目测无人机与植株的垂直距离进行喷雾高度的调节完成施药,而采用人眼目测法易造成喷雾沉积量、沉积密度误差的问题。为了提高对药物充分利用及植保无人机的喷雾效率,设计了一种高效自适应喷雾植保无人机,使用超声波完成无人机至植株竖直距离的数据采集,并实时检测植株密度,自动调节植保无人机飞行姿态及喷头的施药速率。试验结果表明:设计的高效自适应喷雾植保无人机喷雾姿态自适应调节响应速率快,喷雾位置精确,药物流失少。     

气力输送中蔗叶滑移率的研究

颗粒在运动流场内的滑移率是判断颗粒气力输送稳定性的重要依据,对输送气流速度的选取有很好的借鉴作用。分析蔗叶在流场内的滑移率,对切段式甘蔗联合收割机除杂系统工作参数的设计与优化有很好的指导作用。为此,通过高速摄像对垂直管流中运行的蔗叶滑移率进行了测量,结果表明:蔗叶在流场内的最终稳定速度与理论计算不符,实际滑移率与蔗叶在流场中的迎风面积密切相关,气流速度的变化对实际滑移率并不产生明显影响。     

间隙尺寸对水翼叶顶旋涡空化流动影响的试验研究

采用试验方法对不同间隙尺寸的水翼叶顶旋涡空化流动进行研究.试验在闭式空化水洞中进行,应用高速全流场显示技术对旋涡空化形态进行观测,采用图像处理技术对结果进行处理,并对比分析间隙尺寸分别为0.5和2.0 mm的2种工况下间隙空化流动的发展规律.研究结果表明:随着空化数的减小,叶顶空化流动可以分为涡空化初生阶段、间隙内部附着空化发展阶段和剪切层空化发展阶段3个典型阶段;在涡空化初生阶段,大间隙工况下涡空化沿流动方向延伸距离大于小间隙工况;在间隙内部附着空化发展阶段,随着空化数的降低,大间隙工况下附着空化的初生和发展均领先于小间隙工况;在剪切层空化发展阶段,大间隙工况下剪切层空化形态趋于稳定时对应的空化数大于小间隙工况,并且其向下游延伸距离大于小间隙工况.     

双曲柄机构柴油机燃烧过程和摩擦损失的研究

通过理论计算分析了单、双曲柄机构高速柴油机的燃烧过程及其摩擦损失。结果表明：大偏心双曲柄连杆机构柴油机由于燃烧期间活塞从上止点下移较慢,燃烧过程及时性较好,使其指示效率比同型常规发动机有所提高,摩擦损失有所下降,从而提高了发动机的机械效率。