网棚养殖蝗虫吸捕机设计

针对网棚养殖蝗虫的捕集问题,设计了旋风分离式蝗虫吸捕机.使用CFD软件对吸嘴和分离装置的内部气流场进行了数值模拟.样机试验表明:当吸嘴倾角为75°、吸口气流速度为14 m/s、吸嘴距地高度为40 mm、机器前进速度为0.4 m/s时,可以获得较高的吸捕率和较低的破碎率.实际作业时可根据蝗虫分布密度,灵活调节吸口风速和机器前进速度,以提高吸捕效率、降低能耗.     

基于SolidWorks的网棚养殖蝗虫吸捕机的设计

随着蝗虫网棚养殖技术的发展成熟和养殖规模的不断扩大,传统的手工捕捉蝗虫的方式已不能满足实际要求,而现有的蝗虫吸捕机大多数是为了治理草原蝗灾而设计的,尺寸较大,无法在蝗虫养殖大棚内使用,因此设计一种轻便的适于在蝗虫养殖网棚内使用的小型蝗虫吸捕机就显得尤为重要。为此,首先,根据蝗虫的物理特性确定能够实现对蝗虫进行吸捕的各个基本条件,同时考虑到在网棚内使用所受到的尺寸大小限制,确定了总体结构的尺寸;然后,利用SolidWorks绘制各个工作部件的三维实体图,并利用SolidWorks的装配功能将各零部件装配成装配体。     

草地蝗虫吸捕机吹吸式吸嘴的试验研究

针对草地蝗虫吸捕机吸捕率低、蝗虫破碎等问题,在对原直吸式吸嘴进行理论分析的基础上,结合蝗虫在吸捕时的躲避特性以及对蝗虫悬浮速度的实验测定,设计了吹吸式吸嘴.在实验室条件下对吸口气流速度、吹口气流速度、吹口倾角、吹口宽度等影响吹吸式吸嘴回旋气幕形成的主要因素进行了试验研究,并与直吸式吸嘴进行了对比试验.试验表明:吹吸式吸嘴可将吸口气流速度从原来直吸式的20m/s降低为现在的14m/s,减轻了后续设备的负荷;与具有相同吸口气流速度的直吸式吸嘴相比,其轴向、径向吸捕距离分别延长到1.5～2倍,负压吸捕区增大到2～3倍,能够有效地吸捕蝗虫,提高了吸捕率.     

草地蝗虫吸捕机的改进设计与试验

为进一步提高草地蝗虫吸捕机的性能,在内蒙古农业大学机电工程学院研制的3CHX18型草地蝗虫吸捕机基础上,对相应工作单元进行了改进设计。将风机动力源由拖拉机动力输出轴驱动改为柴油机直接驱动的独立动力传动型式,提高了机组传动效率和运行的机动性能;同时,将卸料口改进为一种螺旋输出卸料结构,使卸料更方便、快捷。样机试验表明:机组作业安全可靠,传动效率达97.6%,吸吹口气流达到目标速度,卸料装置能连续稳定输出物料,机器整体性能得到进一步提升。     

草地蝗虫吸捕机吸头处流场研究

吸头处的流场直接影响着草地蝗虫吸捕机的吸捕率.为了研究吸头处流场的分布,利用FLUENT软件中的RNG 湍流模型对流场进行数值模拟,并结合实验数据分析了草地蝗虫吸捕机吸头处流场的速度分布规律,揭示了吸口尾流和吹口射流在蝗虫吸捕过程中所起到的主要作用.计算结果与实验数据吻合较好,从而证明了该湍流模型和数值算法的可靠性.     

草地蝗虫吸捕机吸捕特性参数的试验研究

针对草地主要危害种群的三龄蝗虫,在测量分析其跳跃特性的基础上,以吸捕率为目标,以机器前进速度、吹吸口气流速度、吸头距地高度等3个可控参数及一个交互作用为试验因素,用正交试验设计安排了草地蝗虫吸捕机的实地试验.试验结果表明,对吸捕率的影响次序依次为:吸头距地高度、机器前进速度、交互作用、吹吸口气流速度;当吸头距地高度为18cm、吹吸口气流速度为23/21(m/s)、机器前进速度为2.4m/s时,吸捕率可以达87.5%.试验数据为草地蝗虫吸捕机吸捕作业及调整提供了有价值的参考.     

蝗虫在滑移捕集滑板上的附着力测试

为给灾害蝗虫光电诱导滑移捕集装置中滑板材料的优选与滑板倾角的设定提供技术支持,设计了蝗虫附着力测试系统(精度为1mN,量程为0~3N),并利用该系统进行了蝗虫在不同材料和不同倾角捕集滑板上的附着力测试。结果表明,当分别以镀锌铁板、PVC板和普通玻璃板为滑板时,蝗虫的附着力均随着倾角的增加而减小;对于确定倾角的滑板,蝗虫在镀锌铁板上具有较小的附着力,故镀锌铁板较适宜作光电诱导滑移捕集装置的滑板,相应的最小倾角为35°~40°。     

蝗虫灾害的机械化捕集治理技术发展

在蝗虫灾害的防治中,车载的气吸式蝗虫吸捕机利用气动吸捕的技术原理和拖拉机驱动方式,实现了对草原蝗虫的无害化捕集治理以及捕集蝗虫的饲料利用,并且朝着快速移动响应和空间全方位吸捕的功能发展;光电诱导蝗虫捕集机利用蝗虫种群趋光聚集行为的光电诱导效应,采用落蝗滑板式的机械收集机构实现蝗虫无害化的机械化捕集,并逐步集成便携的自供电电源器件,发展成为光-机-电一体化的蝗虫捕集技术.     

茶园物理捕虫机吸气筒内部流场模拟与参数优化

为分析工作参数对茶园物理捕虫机捕虫效果的影响,基于fluent软件对捕虫机吸气筒内部流场进行数值模拟与分析,研究不同入口风速及作业角度下吸气筒内部流场的变化规律。结果表明,入口风速和作业角度对吸气筒内部流场变化影响显著,当吸气筒直角作业时,随着入口风速的增大,吸气筒内部流场的整体流动速度逐渐增大,同时其波动也随之增大,其内部压力场变化不大;当吸气筒作业角度为钝角时,吸气筒内部流场整体呈负压状态,非负压区有效减小,更有利于平稳吸虫作业,综合考虑,较优的入口风速为10～15 m/s。采用正交试验方法进行田间试验,得到各因素主次顺序为:入口风速、吸气筒角度、作业速度,最优组合为:吸气筒角度130°,入口风速15 m/s,作业速度0.4 m/s,其平均捕虫率达到83.5%,满足作业要求。     

浅谈蝗虫的机械捕集与利用

天津作为我国北方多旱地区,几乎每年都受到蝗虫的威胁和侵害,同时也是内蒙古地区草原蝗灾向南迁飞的危害地。每到蝗虫爆发期,许多芦苇滩涂地区和农田都要遭受严重的蝗灾危害,造成农业的减产减收。化学农药防治破坏生态环境,不利于对蝗虫天敌的保护,甚至还会造成对人类生存的危害;生物农药防治前景好,但它作用慢、易释灭,蝗虫物种蛋白无法有效利用。光电机械捕集蝗虫技术的应用,无毒、无害、可大规模捕集,既能防治蝗灾的发生,又使这一自然物种得到有效利用。     

气力式残膜回收机的设计

介绍了气力式残膜回收机的结构、工作原理和设计原理。采用正压气流输送，解决了残膜缠挂、堵塞工作部件的问题，使工作连续并有较高的工作效率。     

气吸式播种机质量监控系统设计——基于ZigBee无线传感网络

针对气吸式播种机常出现的漏播和重播现象,在ZigBee技术和单片机的基础上提出了一种新的气吸式免耕播种机的质量监控系统,并对播种机的核心部件排种器进行了结构优化设计,制造了试验样机。播种质量监测系统以STC89C51单片机和ZigBee无线模块为主要部件,结合红外线传感器和涡流位移传感器对漏播和重播数据进行采集,实现了振动台的自动化控制和远程报警功能,以及LCD12864液晶对监测参数的实时显示。通过对播种机的大量测试,得到了不同播种机行进速度的排种质量曲线,由测试结果可以看出:排种质量监测系统可以成功地对漏播率和重播率进行监测,且遗漏监测的次数很少,排种和漏播播种率的精度较高,达到了精密播种机的设计标准。     

基于高速开关阀的气动人工肌肉轨迹跟踪控制仿真

针对基于高速开关阀的气动人工肌肉位置伺服控制系统的非线性与时变性,设计了基于气动人工肌肉实验模型的PID反馈控制器,实现气动人工肌肉的高精度运动轨迹跟踪控制。首先,通过实验建模得到气动人工肌肉静态特性的实验模型,然后基于理想气体多变方程,建立可有效描述气动人工肌肉动态特性的数学模型,利用Sanville流量公式建立流经高速开关阀阀口的气体流量方程,并采用脉冲信号调制法生成PWM信号,进而控制高速开关阀占空比。在此基础上,借助PID反馈控制器建立气动人工肌肉气压与轨迹跟踪的控制模型,并采用Simulink对所提出的气压和轨迹跟踪控制方法进行数值仿真。结果表明,所建立的控制模型能够精确地跟踪期望气压和运动轨迹,从而验证了控制模型和控制方案的精确性和可行性,为实现气动人工肌肉高精度轨迹跟踪控制提供了有效手段。     

黄土高原坡面刺槐林土壤水分有效性分析

通过定位观测并引入土壤水分有效性标准,对黄土高原刺槐林不同地理位置、不同坡向和不同时期土壤储水量进行了分析,结果表明,由南向北,土壤储水量有效性递减,刺槐林0~600 cm土壤水分的有效性淳化和延安表现为中效,延安为轻度亏缺;米脂表现为难效,为中度亏缺。在不同坡向间阴坡土壤水分的有效性最高,阳坡最低,半阴坡和半阳坡介于二者之间;在1~8月份土壤水分的有效性逐渐降低,9~12月土壤水分得到恢复,有效性提高。     

基于气动PLC控制的食用菌锥形种木机

为提高食用菌生产过程的机械化和自动化程度,提出并设计了一种食用菌锥形种木的生产机械。该机械采用可编程控制器(PLC)控制,以气缸作为执行元件,具有自动送料、削尖和下料3种功能,可与枝条生产机械、自动接种机械和装袋机等一起组成食用菌接种生产线。实验表明,该机生产锥形种木的效率为6个/min,是人工生产效率的12倍,且具有质量稳定、能够连续工作的特点。目前,该机已批量生产并将陆续投放市场。     

基于无人机平台的气振式核桃采收机设计与试验

针对云南山地种植的深纹核桃树体高大造成现有机械难于采收,而人工爬树用竹竿击打采收成本高且伤亡大的问题,提出了搭载无人机的气振式核桃采收原理及方法,基于深纹核桃成熟果实的果柄连接强度的测试与分析结果,进行了核桃脱落的气振流动仿真分析,设计了搭载于六旋翼农业植保无人机上的气振式核桃采收机,分析了气振式核桃采收机在发射气振时的反冲稳定性,实施了气振式核桃采收机搭载无人机进行采收的试验验证,按效率优先和采净率优先两种采收模式,对气振式核桃采收机的采收效率和采净率做了预测分析。研究结果表明,核桃成熟度为80%、90%和100%时,使核桃果柄断裂实现落果的气振临界流速分别为77.5、69.0、58.5m/s;气舱容积为20L且气压为1MPa时,气振式核桃采收机的气动喷口至核桃挂果位置的最佳距离为0.5m,单次气振流动采收的最大有效面积的仿真值和试验值分别约为0.09m2和0.10m2,最大有效采收面积随着到气动喷口距离增大而减小。