液压驱动式油茶果采摘机设计与试验

为提高电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器的采摘效率,设计了一种液压驱动式油茶果采摘机。通过分析油茶果与胶辊相互作用力的影响因素,确定了采摘机的主要工作参数。仿真分析了不同工作参数对油茶果与胶辊相互作用力的影响规律,并以上下组胶辊间距、旋转架转速、胶辊直径为影响因素,以油茶果采摘率和花苞损伤率为评价指标,在江西省林科院和江西农业大学分别进行了室外、室内采摘试验。结果表明,影响采摘率的因素由大到小依次是上下组胶辊间距、旋转架转速和胶辊直径;影响花苞损伤率的因素由大到小依次是胶辊直径、上下组胶辊间距和旋转架转速。结合室内、室外试验,运用综合评分法得出油茶果采摘率较高且花苞损伤率较小的最佳参数组合为:上下组胶辊间距15 mm、旋转架转速55 r/min、胶辊直径30 mm。与电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器相比,液压驱动式油茶果采摘机旋转架转速提高了83. 33%,采摘效率明显提高,其平均采摘效率为210个/min。     

改进遗传算法在油茶果采摘机优化中的应用

为了提升算法在求解优化问题时的性能,提出了一种改进的实数遗传算法(RCGA)。算法的改进之处在于引入了一种新的交叉算子及替换操作:交叉算子通过增大算子的搜索范围来提升解的质量与算法收敛速度;替换操作则同时考虑了个体目标函数值与多样性贡献率两个特征,以方波函数的模式对种群进行周期性的局部初始化操作,从而增大种群多样性。将改进的算法应用于油茶果采摘机的优化设计中,通过一系列的对比实验验证了改进算法的性能优于其他先进有效的算法;同时,改进后的算法能够明显优化采摘机的工作空间与采摘臂的长度,使整体结果提升了63.49%。可见,改进后的算法是解决采摘机优化的一种有效方法。     

摇枝式油茶果采摘机设计与试验

针对油茶果机械化采摘漏采率高、损伤率大的问题,设计了一款摇枝式油茶果采摘机。根据摇枝式采摘工作原理,完成了关键部件的结构设计,计算分析了采摘头夹持油茶枝的夹持力,对油茶枝和油茶果振动过程进行力学分析,建立力学方程并求解。结果表明,夹持油茶枝时最大压力为2826N,振动对树枝产生的径向力约为57.5N、法向力约为78.2N,夹持和振动都不会对枝条造成损伤。为保证采摘机安全性,对横梁架进行了静力学分析,经计算其弯曲变形为0.0005mm,远小于最大许用弯曲挠度。设计了四因素三水平正交试验,结果表明,最佳作业参数组合为：采摘装置的采摘时间10s、电机输出频率35Hz、采摘头的振幅5cm及采摘爪的夹持位置（夹持油茶枝的夹持中心到油茶树冠层距离）10~20cm,此时油茶果采净率为95.2%,花苞损伤率为17.2%。对摇枝式油茶果采摘机进行了田间试验,对枝条的损伤基本符合采摘要求。     

影响油茶果机械化采摘的生物环境特性

针对油茶种植面积迅速增长和油茶果机械采摘水平的落后情况,提出研究低损伤花苞采摘技术的必要性。研究和开发油茶花苞低损伤采摘技术应结合其环境特性和生物特性,满足安全性、实用性和经济性等要求。环境特性包括地理分布,未来增长区域分布;生物特性包括油茶的花期物候,油茶果与花苞的生物力学特性,适时采收等。分析油茶果机械采摘的制约因素,指出研究油茶的生物环境特性是开发低损伤花苞采摘技术的前提。     

振动式蓝莓采摘机液压系统的设计与仿真——基于AMESim

为了实现国内蓝莓产业发展,自主研发了GYL062型牵引振动式蓝莓采摘机。介绍了该蓝莓采摘机的结构和工作原理,设计了蓝莓采摘机的液压系统原理图。同时,选择调整采摘高度的升降液压缸为研究对象,分析了双作用单活塞杆的运动速度与缸内液体压力的变化规律,并应用AMESim软件对升降系统液压回路进行了建模与仿真。仿真结果表明:所设计的升降系统回路满足要求,为蓝莓采摘机及其液压系统的改进和优化设计提供了理论依据。     

基于D-H法油茶果采摘机器人正运动学分析

油茶作为一种绿色植物,其产业在中央、地方的大力支持下得到了较快、长足的发展,但限于目前油茶果采摘机械化程度低,致使人工采摘效率低,严重制约了油茶产业的发展。以机器人坐标系建立最为常用的D-H坐标系法为基础,并对D-H坐标系的建立予以介绍,以自行研制的油茶果采摘机器人为研究对象,建立油茶果采摘机器人正运动学模型,为今后进一步研究实验提供理论依据。     

基于偏好免疫网络的油茶果采摘机器人图像识别算法

针对油茶果采摘机器人视觉识别中外界物体的形态学特性要求,采用了偏好人工免疫网络算法作为机器视觉的图像识别算法,并根据采摘环境及采摘对象的特点对算法结构进行了改进,增强了算法的识别率.仿真实验表明,采用偏好人工免疫网络算法对油茶果的识别率在晴天时达到了81.67％,阴天时达到了87.69％,满足采摘识别率的要求.     

基于Pro/E的油茶果采摘机设计

根据油茶果采摘工作环境和特性要求,设计了一个有效的油茶果采摘机,并对其主要部件进行了详细设计;利用Pro/E软件对各零部件进行了三维实体建模和整机虚拟装配,并对机构进行了静态和动态干涉检查。检查结果表明:机构运动和整机装配没有发生干涉现象,机构运动和参数选择达到设计要求。     

基于OpenGL和MATLAB的五自由度采摘机器人动态仿真

为验证运动学分析的正确性,形象直观地反映运动过程,建立了基于OpenGL和MATLAB的采摘机器人可视化动态仿真平台。利用Denavit-Hartenberg方法建立了机器人运动学模型,得到了机器人的运动学正解。采用简化的反变换法求解机器人运动学逆解。采用SolidWorks建立机器人的三维模型,然后通过Deep Exploration将其转换成OpenGL所识别的cpp格式文件。基于VisualC++6.0与OpenGL的仿真平台,对机械手的运动学正解、逆解、抓取动作进行可视化仿真验证。并且利用MATLAB的Robotics Toolbox对机械手的各关节进行轨迹规划。仿真结果表明:D-H法建立的运动学模型反映了采摘机器人的真实运动情况,采摘机器人运动学正逆解正确。     

基于MATLAB/Simulink的单缸发动机动态仿真

以MATLAB的动态仿真工具箱Simulink为平台,应用联立约束法建立了单缸发动机曲柄连杆机构动态分析的仿真模型,并根据闭环矢量方程将相容性检验模块嵌入了仿真模型。代入S195柴油机的各项参数后执行仿真．结果表明该仿真方法能方便、准确地得到机构的运动、动力数据,能为机构的选型、优化设计提供参考依据。     

基于Simulink的液压系统建模与仿真

针对农业机械中液压系统结构复杂、研发周期长等问题,通过分析农业机械中液压回路各个组成元件特性,基于Simulink构建元件动态数学模型。对液压回路进行研究,分析了液压回路在不同元件参数下的动态性能,为优化液压回路系统提供参考。     

液压破碎锤动态特性的研究

基于能量守恒定律与液压动力学原理,建立了液压破碎锤系统模型,运用AMESim软件对液压破碎锤进行分析,探索液压破碎锤的动态特性。本文分析了液压凿岩机的工作原理,探讨了泵的输入流量、冲击活塞的质量、后腔的活塞杆径与冲击活塞速度极值、冲击频率和单次冲击能间的变化关系以及对液压凿岩机性能的影响,仅供参考。     

基于Matlab/Simulink的机械工程控制系统仿真

机械工程控制系统的计算机仿真是将实际系统的运动规律用数学表达式加以描述，然后利用计算机来求解这一数学模型．以达到对系统进行分析研究的目的。目前．Matlab／Simulink软件在该领域应用最为广泛．为系统仿真技术提供了新的解决方案．不仅提高了编程效率，并且可对仿真结果进行可视化分析。为此，结合典型实例．分析了Matlab，Simulink软件在机械工程控制系统仿真中的应用。利用Matlab／Simulink进行系统仿真直观、方便、灵活，是研究系统动态特性的有力工具。     

海棠果树动力学特性的研究

研究了果树在外界载荷作用下,果树形态结构(果枝直径,分叉角度)对能量传播速度及能量在分叉位置处分流情况的影响。选择1棵"Y"型果树进行室内试验,激振载荷选择冲击载荷和正弦连续振动载荷。在冲击试验中,得出各测点加速度曲线第1次出现波峰或波谷的时间差,从而计算出能量从某一测点传递到相邻测点的传播速度;在连续试验中,对得到的加速度信号进行曲线拟合,将得到的加速度拟合函数进行积分得到速度函数,进而求出果枝上各测点的动能,将这部分动能视为振动传递到各测点的能量。根据得出的拟合函数可知:在正弦激振载荷作用下,果枝上的加速度信号呈正弦函数分布,并且激振频率与果枝加速度频率几乎一致。研究表明:能量在主干上的传播速度大于在枝干上的传播速度,分叉角度越小,能量传播速度越大;能量在流经分叉点处时,产生分流,能量更多地流向枝干直径大的一侧。     

农用液压式生物质成型机的试验研究

阐述了液压式生物质成型机的成型机理,并对其进行了试验研究。试验和分析结果皆表明:在原料为自然干燥玉米秸秆的条件下,要保证成型机工作顺利、成型棒成型效果良好且单位产品能耗较低,应该把加热温度稳定在240～250℃之间,从而使在原料为自然干燥玉米秸秆的条件下成型机的关键生产参数(即加热温度)得到了确定。     

液压混合动力车中变量泵/马达的模糊控制器的设计

液压混合动力车是一种新型环保节能车辆,以液压蓄能器和变量泵/马达为核心组成刹车能量再生系统,实现节能环保.为了便于对变量泵/马达的排量进行控制研究,建立了变量泵/马达控制系统的数学模型,分别采用模糊PID控制与PID控制对控制系统进行了仿真分析.仿真结果表明,模糊PID控制减小了系统响应的超调量,加快了系统响应时间,使系统具有了良好的动态性能.     

基于MATLAB/SIMULINK的车辆高速转向运动变化仿真

MATLAB是一种功能十分强大的科学计算软件。自产生之日起,就以其强大的功能和良好的开放性在科学计算诸软件中独占鳌头。如今,MATLAB已经从最初的矩阵计算工具渗透到科学与工程计算的多个领域,在自动控制、信号处理、图像处理等多个方向都有广泛的应用。为此,通过利用Matlab/Simulink软件,以三自由度汽车非线性动力学模型为基础,对车辆在高速转向行驶时姿态的变化建立仿真模型,并取得良好的仿真效果,为汽车在高速转弯时行驶的安全性提供了理论依据。     

基于MATLAB/SIMULINK的客车振动特性的研究

以国产某型号客车为例,以模态分析理论相关知识为基础,对客车的轮胎、车身、悬架系统、发动机体以及发动机悬置等部件进行简化并建立六自由度振动模型,然后根据所建立的六自由度振动模型在MATLAB/SIMULINK中建立仿真模型并进行实模态分析.在保持一定的路况、车速和发动机转速不变的情况下得到不改变任何参数时的车身加速度功率谱曲线,通过改变悬架系统和发动机悬置的相关参数,得到相应的车身加速度功率谱曲线,将改变参数后的车身加速度功率谱曲线分别和原来的车身加速度功率谱曲线进行比较,分析这些参数对客车振动特性的影响,从而为客车的减振降噪提供必要的依据.     

基于机器学习的采摘机器人动作执行效率优化研究

为了提高采摘机器人动作的执行效率,提高动作执行的控制精度,将机器学习算法引入到了采摘机器人控制系统的设计上,利用机械学习和归纳学习设计了采摘机器人的机器学习方法,并利用PID反馈调节对学习过程进行了优化,从而得到了效率较高的机器人采摘动作执行系统.以相同时间内果实的采摘量为作业任务,对不同机器学习方法的机器人采摘果实数...