迈步式台阶清洗器设计

本文主要针对楼梯台阶清洗的高频率性,通过巧妙的机械结构设计,研究开发了可迈步式台阶清洗器。本清洗器可以实现自动上下台阶功能,连接部分巧妙的设计可以实现清洗器的抬高、拉长、旋转等复杂的动作,通过这一系列的动作配合完成各种台阶的清洗工作。解决了高频率台阶清洗工作人工爬楼的复杂工序。     

基于单片机的仿人多指番茄采摘机械手设计

为了降低番茄采摘过程的破碎率,提高采摘效率,实现自动化采摘过程,利用单片机和PID控制技术,设计了一种新型的仿人多指采摘机械手,并采用反馈调节控制方案设计了仿人多指机械手的控制系统。基于AT8 9 S5 2单片机构建了单手指控制器,来对机械手手指夹紧力信号进行采集和处理,并发出夹紧指令。为了测试机械手的有效性和可靠性,首先对番茄的质量尺寸相关性和电压产生的夹紧力进行了测试,通过参数调整后得到了番茄夹紧力随时间变化曲线和破碎率随时间变化曲线,最后对果实采摘的采摘时间和漏采率进行了8次试验。由测试结果可以看出:对于单颗番茄的采摘最高用时仅为2.32s,最高漏采率仅为0.42%,采摘作业效率和采摘精度均较高。     

可压缩式智能垃圾箱设计

本文首先介绍了可压缩智能垃圾箱的研究意义,进而从压缩结构、压缩控制系统和红外线感应3个方面介绍可压缩智能垃圾箱主要设计,为垃圾处理相关研究提供帮助。     

仿形进阶式天然橡胶自动割胶机设计与试验

为解决我国天然橡胶割胶工作强度高、技术难度大及割胶工紧缺等问题,本文设计一种仿形进阶式天然橡胶割胶机,通过分析割胶轨迹得到割胶轨迹方程,设计采用丝杠传动实现竖直运动和圆柱齿轮啮合传动实现椭圆运动的复合运动为割胶运动方式。工作时,整机通过可调式捆绑机构固定于橡胶树上;利用Arduino开发板控制电机的动作顺序,采用直流推杆控制割胶机进刀退刀动作,采用减速步进电机完成割胶机复合割胶运动,采用步进电机完成移位动作。为验证该机性能,利用Design-Expert软件设计并进行林间试验。结果表明：当割胶机在减速步进电机转速21 r/min、刀具角度25°和拉簧预紧力20 N时,割胶质量最佳且耗电量最低,前5 min排胶量为6.29 mL、平均耗电量为1.07 W·h,满足设计要求。     

振孔式播种机仿形机构的研究与设计

论述了农业机械几种典型的仿形机构的工作原理和特点,分析了各种仿形机构所适用机具的类型,确定了振孔式播种机仿形机构各参数设计方法,并对此仿形机构的结构特点进行了介绍。     

仿人机器人头部设计与目标跟踪运动控制

针对仿人机器人视觉目标跟踪任务需求,设计了一种高精度、灵巧型仿人机器人头部系统,构建了视觉感知模块与3自由度机械臂运动机构。利用虚拟连杆方法对仿人机器人头部进行运动学建模,将目标跟踪问题转换为机械臂的运动学逆解问题,通过计算机构可操作度与条件数,显示机器人头部对目标跟踪任务具有良好的运动学灵活性。在此基础上,基于梯度投影法建立了目标跟踪运动学逆解与规避关节极限位置的同步优化算式,并针对视觉测量系统带宽较窄、容易造成较大跟踪误差的问题,提出了在两次视觉测量间隔内用轨迹预测的方法获得目标位置的估计值,以提高跟踪精度。仿真与实验结果表明,在测量盲区内采用轨迹预测方法,可将跟踪精度提高约80%,实现高精度目标跟踪。所提出的仿人机器人头部及控制方法,对动态目标具有良好的跟踪性能。     

一种高度可智能调节的农业喷杆控制系统设计

为了提高农药喷洒效率并防止当地面不平时喷杆倾斜与地面发生碰撞,设计了一种高度可智能调节的农业喷杆控制系统。该系统以单片机MSP430F149为核心控制系统,包括超声波传感器测距设计、PWM驱动设计、PID变速调节设计及防抖动干扰设计。该系统可以进行地面仿形工作,根据地面高度来快速调节喷杆高度,以保证喷头处于合适的喷洒位置,从而提高了喷洒效率,也避免了喷头被碰撞损坏。通过实验可以看出:超声波测距结果在误差范围内可以接受,且当地面高度发生变化时,控制喷杆高度的电机转速也会发生变化。该系统的研究与设计在农业实践中具有重要的意义。     

一种新型黏贴式纸盒成型机的设计

我国现有的黏贴式纸盒成型机在实际的加工生产过程中存在许多问题,机器整体尺寸过大、组装维修不便、生产线长等这些因素都影响着纸盒成型的工艺过程,而在实际生产中,生产商生产产品所用的机械设备可以全套且能自动化生产的机器所占比重依旧很小.文章提出了一种能够快速便捷的适应要加工纸板的新型纸盒成型机.     

新型气吸式播种机的设计与试验

新型气吸式播种机是在普通气吸式播种机的基础上进行的创新设计和试验,将排种盘孔型设计为橡胶材料的弹性型孔,使1个吸种盘就能对各种形状和尺寸的种子进行排种和布种,拓宽了吸种盘的适用范围。     

基于自抗扰技术的智能车横向控制

针对智能车辆横向控制问题,以二自由度车辆模型为研究对象,通过构造一个关于横向偏差和期望偏航角的理想偏航角,以控制车辆横摆角跟踪到理想偏航角为目的,设计自抗扰车辆横向控制器。自抗扰控制器能够将车辆的质量参数、侧偏刚度等不确定参数和外界扰度观测出来并进行补偿,保证控制系统的鲁棒性。Simulink/CarSim联合控制仿真实验表明:车辆跟踪双移线路径时,自抗扰控制器相较于模型预测控制器的路径跟踪精度更高;在不同道路附着条件和不同负载时,都具有良好的跟踪效果。     

基于重心自适应调控的山地果园运输车设计与试验

为了进一步提升山地果园运输机械的复杂地形适应性,设计了一种基于重心自适应调控的山地果园运输车.根据山地果园实际环境特点,进行运输车的总体设计并阐述基本工作原理;根据设计要求,分别开展履带底盘、可移动载物台以及控制系统的关键部件设计,并针对斜坡、斜坡台阶和斜坡壕沟3种路况制定整机重心控制策略;基于多体动力学分析软件Rec...     

基于单片机的智能车底层控制系统设计

本文以普通电动车为平台，设计了一套基于HCS12单片机的智能车底层控制系统，实现了智能车的无人驾驶，给上层控制提供了完善而可靠的研究与实验平台。     

基于模型预测算法的智能车辆横向控制研究

针对智能车辆的横向控制问题,采用3自由度车辆模型,设计了一种基于模型预测算法的车辆横向控制策略。将非线性的3自由度车辆模型进行线性化和离散化,得到线性离散的车辆模型。以前轮转角为控制量,横摆角偏差和横向位移偏差为输出量推导出车辆预测模型,并且建立目标函数和约束条件。最后通过驾驶员在环仿真实验验证,所提出的控制策略能有效实现智能车辆的横向控制。     

稻麦联合收获机清选装置智能设计与优化系统研究

针对传统农机产品研发周期长、设计效率低等问题,构建了一套稻麦联合收获机清选装置智能设计与优化系统.该系统由用户需求模块、知识库和推理模块、参数化建模模块以及智能优化模块组成,可以实现清选装置的智能设计与优化.首先,在SQL Server 2012中建立了清选装置设计知识库,研究了清选装置设计的推理流程,系统可以根据用户...     

基于模糊PID算法的智能车电机转速控制研究

针对传统PID控制参数难以适应不同曲率半径车道下智能车运行速度变化和RS-540有刷直流伺服电机调速变化的问题,设计了自适应模糊PID算法.首先,建立了电机的数学模型,提高控制精度,在此基础上构建了自适应模糊PID控制器,然后,通过PWM脉冲改变电枢电压的平均值来控制电机转速,再通过低通滤波使速度输出平滑.加入陀螺仪使...     

嵌入式收割机车载系统底层硬件的设计——基于智能控制技术

为了提高收割机车载系统的智能化水平,将嵌入式系统和智能PID控制技术引入到了车载控制系统的设计上,并以车载自主导航系统的设计为例,设计了底层硬件系统.为了验证系统的可行性,以收割机自主导航为研究对象,对收割机使用智能控制技术前后的避障轨迹进行了测试.测试结果表明:未采用智能控制技术时,收割机自主行走时容易与障碍物发生碰...     

农田信息采集车设计与试验

针对传统农业物联网系统存在传感器少、投入成本高、建设周期长和对环境不友好等问题,设计了一种可移动式农田信息智能采集车。利用Matlab仿真对关键部件机械臂的构成和运行情况进行了分析和模拟,对采集车进行了小麦田间性能测试。结果显示,采集车整体设计合理,车辆通过性强,越障最大倾斜角达30°,最大遥控距离45m,获取图像清晰。将传感器采集的数据与常用高精度仪器测量结果进行了比对,农田信息采集车所采集温度、湿度、光照强度、CO2浓度、风速、土壤温度和土壤湿度与高精度仪器设备所测数据的相关系数均大于0. 90,单个采样点平均采集时间为45 s,数据采集满足需求。该采集车可实现定时、定点大范围获取田间数据的功能,能够替代传统物联网系统或对其进行补充。     

山地果园履带底盘坡地通过性能分析与优化设计

履带底盘作为农机通用底盘的一种优选方案,在山地果园环境中的应用仍然存在较大优化空间。为了进一步提高履带底盘在复杂行驶路况下的地形适应性,结合山地果园的地形地貌特征,开展了履带底盘的坡地通过性能分析,并基于多体动力学分析软件RecurDyn的仿真结果,进行样机优化和试验验证。首先,以果园通用履带底盘为研究对象,通过理论分析探讨影响履带底盘斜坡平地通过性、斜坡越障通过性的关键结构参数,然后搭建RecurDyn虚拟仿真样机,分析关键结构参数对坡地通过性能的影响规律,进而以提高现有底盘坡地通过性能为优化目标,根据仿真分析结果提出了一种重心调节系统,最终进行样机试制与室内土槽试验。试验结果表明,在坡度为10°的试验路面下,优化后样机在偏航45°时最大牵引力均值为1 926 N,相比调控前增加了14.03%。优化后样机最大翻越台阶高度为230 mm,相比优化前增加了27.78%。优化后样机最大跨越壕沟宽度为640 mm,相比优化前增加了28%。研究结果可为山地果园履带底盘的坡地行驶性能优化提供参考。     

弹齿式清秸装置防止残茬回带机构设计与试验优化

为解决2BMFJ系列玉米免耕播种机清秸装置侧向抛撒残茬时,清秸工作部件残茬回带和动土量较大问题,设计了一种弹齿式清秸装置防止残茬回带机构,通过理论分析确定关键部件主要结构参数,应用三因素三水平正交试验法,以机具作业速度、清秸弹齿与带轮圆周外法线方向后偏角和主动带轮转速为试验因素,以残茬清除率和残茬回带率为评价指标,对影响清秸装置性能的结构与作业参数进行试验与优化研究,试验结果表明:在机具作业速度2. 0 m/s,弹齿与带轮圆周外法线方向后偏角30°,主动带轮转速450 r/min时,残茬清除率95. 5%、残茬回带率1. 38%。该机构在保证作业幅内残茬清除质量的同时,可有效减少残茬回带,为2BMFJ系列原茬地免耕播种机高质量种床准备、提高防堵性能提供了技术支撑。