一种齿轮齿条式豆腐皮炸卷机上料装置设计

油炸豆腐皮卷是一种深受大众喜爱的食物,但当前油炸豆腐皮卷加工机械中的上料装置仍存在许多问题,无法完全实现自动化上料.为实现油炸豆腐皮卷加工机械的自动化上料,设计了一种齿轮齿条式豆腐皮炸卷机上料装置,根据豆腐皮炸卷机的实际生产要求与运动进行了结构与尺寸的设计.该装置由步进电机、齿轮齿条、导轨滑块、真空吸盘等部件构成.通过...     

一种多角度零件加工夹具的设计

【目的】设计一种可以实现一次装夹多位置、多角度加工的可调节式专用机床夹具,提高机床加工的自动化程度,进而提高企业生产效率。【方法】以卧式镗床加工套筒零件左右端面工序为例,设计专用卧式镗床夹具,可实现工件定位夹紧后的多角度旋转。在加工完一个端面后,无需重新装夹定位,可通过手摇杆、轴承等部件带动工件旋转至另一端面进行钻孔加工。同时,所设计夹具设计了由夹具头、手摇杆、轴承等部件组成的多角度调节机构,由电机、偏心轮以及滑轨组成的沿机床主轴垂直方向角度可调的角度微调节机构,通过上述各机构使得刀具在加工零件时可实现一次装夹多位置、多角度加工。【结果】显著缩短了加工过程中的辅助工时,进而提高了生产效率。     

自动化换液装置研究

基于液位传感器原理,通过传感器检测输液瓶中药液含量,达到自动换瓶的目的。该装置结构简单、使用方便、成本低,适用于市场上不同型号的输液管。自动换液装置最大程度上实现了自动化,从而节约了时间和人力,提高了安全保障。     

一种葡萄苗木嫁接机器人的结构设计

【目的】传统的人工嫁接方式或少数育苗企业采用的半自动嫁接机均存在自动化程度低、工作过程费时费力等问题,增加了人工成本,技术人员流失也比较严重,因此果木育苗行业亟需研制自动嫁接装备。【方法】课题组以葡萄苗木自动嫁接方案为研究对象,提出了一种嫁接机器人的设计方案,对其机械结构进行了研究,并采用三维数字化软件SolidWorks对嫁接机器人进行三维建模。该装置的总体结构主要包括砧穗匹配系统、切削接合装置、蜡封收集装置,三台装置在同一工作平台上协调工作。其中,砧穗匹配系统包括砧木供苗装置和穗木供苗装置,两装置均设有视觉检测系统,可对砧木、穗木进行特征信息的采集,并完成两者之间的自动匹配;切削接合装置用于对匹配好的砧木与穗木进行切削和快速接合,并将接合完成的嫁接苗转移至蜡封收集装置,以进行后续的操作;蜡封收集装置可对嫁接苗进行蜡封、降温、收集处理。【结果】该装置具有自动化程度较高、可节省大量时间与人力等优点,能较好地解决传统人工嫁接及半自动嫁接机存在的问题,有利于促进我国未来葡萄种植产业的发展。     

基于PLC的侧深施肥装置自动控制系统设计

【目的】侧深施肥装置在水田作业环境中存在排肥管堵塞、肥料颗粒破碎率高等问题。【方法】课题组设计制造了一套恒湿干燥排肥改造后的自动化控制系统,该装置由积肥盒、螺旋排肥机构、恒湿系统、肥料作业检测系统以及自动控制系统组成。该系统以西门子1214C AC/DC/ALY PLC为中央控制器,控制各个阀门、抬升液压缸、电机的动作,并接收湿度传感器的信号;上位机软件采用西门子Win CC V7.0进行设计,通过触摸屏与PLC的通信,完成侧深排肥系统的人机交互功能。【结果】该系统可实现螺旋施肥量的精准控制、施肥装置抬升与下降、施肥堆肥区域温湿度控制、施肥量动态监控、排肥区域湿度控制等功能,整个控制系统可在施肥过程中实现全自动化并实时更新显示状态。【结论】与传统电气控制方式相比,利用PLC进行侧深施肥控制系统设计具有更高的系统稳定性,有效减轻了人员工作量,提高了工作效率,同时具有较好的工程价值。     

基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统研究

【目的】提高林果采摘机器的综合采摘效率,减轻人工作业强度,优化系统数据收集与传输性能,提升系统稳定性。【方法】课题组设计了一款基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统。该系统利用滤波算法实现了网络信息拥堵控制,其工作原理为：通过高分辨率相机收集林果图像发送至总控系统,使用滤波算法识别目标林果后检测位置信息;由传感器收集林果与机械爪的距离进行位姿计算,运动控制设备发送指令后机械臂到达采摘位置;末端执行设备控制电机运转后操控机械臂完成采摘。【结果】测试表明,系统应用滤波算法的适应性良好,与应用灰狼算法相比,整体运行稳定率达到了92%以上,各项参数指标符合预期。【结论】该林果采摘机器智能控制系统可实现高效智能采摘,推广前景较为良好,本研究可为类似采摘或收获农机装备的优化设计提供参考。     

小型树苗扦插机的设计

【目的】实现树苗的自动扦插,设计一种成本低、可代替人工的小型树苗扦插机样机,实现储存、进给、扦插树苗等一系列功能,提高植树作业效率。【方法】课题组结合现有的植树机研究基础,对人工扦插树苗的动作进行分析,设计了一款可无线遥控、灵活轻便的小型树苗扦插机样机。对其关键结构进行计算分析,对控制系统进行总体设计,使其适用于中小型设施林业。【结果与结论】该样机具有使用成本低、耐用度高、灵活轻便等优势。储苗盒选择由若干个小格子组装而成的长方体结构较为合理;落苗机构设计为两个筒组合相贯而成的结构,可实现树苗顺利下落;进给传动机构研发采用齿轮、齿条传动方案,可实现储苗盒沿水平直线方向移动;扦插机构研发采用曲柄滑块机构,可实现自动化扦插。     

注塑机料筒温度控制系统的设计与实现

【目的】解决注塑机料筒温度控制系统不稳定等一系列问题。【方法】课题组设计了一种注塑机料筒的超快智能温控系统,该系统的设计综合应用自动化技术和智能调控技术,以PLC自动控制系统以及PID智能控制软件为主。设计流程如下：首先需要科学选择料筒,并结合料筒的实际情况,构建智能温度控制模块,引入嵌入式的智能控制算法,通过后台输入相关参数的方式进行操控;通过验证平台,验证操作模式以及系统算法是否稳定,然后进行小批量的生产,按照相关标准进行质量评估,若发现问题,需要及时地进行生产工艺和温控系统的调控。【结果】该系统通过闭环控制算法来实现自动化调控,不仅可以提升注塑机料筒温度控制的精准性和科学性,更可以为实际的生产奠定良好基础。     

小型定日镜控制系统的研究

【目的】太阳能资源丰富,但人们在对太阳能的利用中存在间歇性、光照强度不足等问题,使得对太阳能的利用率很低。【方法】课题组设计了一种开环控制的小型定日镜系统,可以实现自动跟随太阳的旋转,通过反射作用,始终把太阳光线反射在一个目标位置进行热量的收集。系统通过检测太阳光线的位置,计算当前位置的太阳高度角和方位角,得到反射光线需要反射的目标位置。单片机经过数据转换得到一组舵机数据,系统再改变输出电压的占空比来控制舵机的旋转角度,最终实现对镜面姿态的自动调整。【结果】经过最终的实物验证,可以实现所有的设计功能,对太阳光线进行一系列的自动跟踪,完成对热量的收集工作。【结论】该系统具有跟踪精度高、抗干扰能力强等特点,提高了对太阳能的利用率,市场应用前景广阔。     

液态料发酵装置的设计与研发

【目的】针对目前市场上液态饲料人工配比加工时,配比误差大,无法精准把控,导致成料品质下降等问题。【方法】课题组设计了一种养殖用液态饲料发酵装置,该装置由混料罐、下料斗、称重器、电控阀、发酵罐、分流管、传输泵、搅拌罐以及传输管等部件组成,该装置集精准配比、多重搅拌、多层过滤、温度检测等功能于一体,能够有效解决液态饲料发酵、配比、控制等一系列问题,并且本机构结构紧凑,系统集成程度高,具有良好的可拓展性,可应用于各种液态混合物的发酵或加工中。【结果】该发酵装置不仅可以解决现有技术中液态饲料配比时误差大的问题,而且能较好地控制发酵时的环境状态。【结论】该发酵装置的设计极大地提高了液态饲料的发酵品质,更为其他液态混合体的发酵提供了良好的借鉴。     

茶叶揉捻机自动加压装置结构优化设计

【目的】解决茶叶揉捻机揉捻压力大小由制茶师凭经验施加,导致加工茶叶质量不稳定,严重影响茶叶品质等问题。【方法】课题组在6CR-55型单柱式揉捻机基础上,改进设计一种轮辐式压力传感自动加压装置。采用理论分析法和ADAMS动力学仿真分析,确定了揉捻压力的大小及方向;选择DYLF-102轮辐式压力传感器,将压力传感器固定在揉捻轴接近底端位置,实时监测揉捻压力大小;利用步进电机通过锥齿轮、丝杆滑块传递动力,实现自动化控制加压;开发揉捻机自动控制系统,并进行样机试验。【结果与结论】1）根据受力分析,得出揉捻盖受到茶叶挤压力时力传导方向是垂直向上的结论。2）仿真结果表明,除去开始力的突变过程,总体上CONTACT＿1与SFORCE＿1的大小基本接近,由此可推断出茶叶对揉捻盖的挤压力也会反作用到揉捻轴上,而且大小和方向非常接近。3）样机实验表明,采用自动加压的揉捻压力满足了“轻-重-轻”的茶叶揉捻工艺,且揉捻效率相较于手动加压茶叶揉捻机的揉捻效率平均提升了28.5%,茶叶锁紧成条,品质更加稳定,茶味更加香醇。     

基于慧鱼组合式智能莲藕采洗分拣一体装置的研究

【目的】目前市场上的挖藕机极易造成莲藕损伤,操作不方便,且效率低、功能单一、自动化程度低。【方法】笔者以现代藕农们对高效低耗的莲藕挖掘机械的迫切需求为出发点,研发了一种多功能智能挖藕机——“与‘藕’相伴”,详细分析了该装置的冲压装置、分拣装置、智能仓储装置等各模块的设计及工作原理。【结果】“与‘藕’相伴”集冲压、采收、传送、清洗、收集、仓储于一体,实现了采藕作业全过程智能化、自动化、无人化。【结论】该装置莲藕采收品质高、操作简单、功能丰富、自动化程度高、工作效率高,大大降低了人工成本,满足了藕民的多元化需求,解决了藕农招工难的问题,减少了对土地和环境的破坏,实现了科技助农,具有广阔的应用前景。     

基于单片机的电梯空气净化控制系统设计

【目的】为了给人们在电梯轿厢内提供一个安全、健康、舒适的乘员环境。【方法】笔者设计了一种电梯轿厢箱体式空气净化的控制系统,该电梯空气净化控制系统以单片机作为控制器,电源模块、指示显示、按键模块、传感器模块、LED显示模板、执行装置模块、报警模块、电路设施等相关器件设施在单片机的控制总程序下共同组成了电梯空气净化控制系统,并搭建了电梯空气净化控制系统的总体框架设计。【结果与结论】该设计具备紫外灯杀毒、负离子吸附净化、风机循环等空气净化技术,可实现实时监测与数据处理,自动净化轿顶进风口与轿厢内的空气,实现了智能化的控制过程,对电梯的空气净化系统研发有一定的参考作用。     

一种电机轴螺杆加工专用的数控铣床机械结构系统优化设计

【目的】针对螺杆加工专用铣床存在自动化程度低、功能集成度不高、生产工艺周期长、机床结构形式陈旧、机械结构稳定性差等不足。【方法】课题组以数控铣床系统结构稳定性设计的研究为出发点,根据机床设计目标和各项性能指标要求,研究与加工工艺相适应的功能机构布局,设计机床总体结构方案,重点研究上下料机构、旋铣系统、传动系统、床身的设计。【结果】设计出具有性能优良、功能完备的高端电机轴螺杆旋铣设备,实现电机轴螺杆的自动加工,降低企业劳动生产成本,提高生产效率,增加企业经济效益。【结论】该数控铣床整机结构设计稳定紧凑,占地面积小,集成度高。     

基于PLC控制的室内降雨入渗自动测定系统

在马氏瓶供水进行人工降雨入渗测定方法的基础上,设计了一种以PLC为处理器、触摸屏为人机界面的室内降雨入渗自动测定系统,可实现马氏瓶自动补水、降雨强度自动调节、试验数据实时显示存储及查询。系统测控元件包括马氏瓶及径流瓶中的2个液位传感器,马氏瓶进水口和通气孔处的2个电磁阀,马氏瓶与降雨器间的1个调节阀。PLC实时采集液位传感器的输出信号,通过模/数转换获取记录马氏瓶与径流瓶中的液位值;并根据马氏瓶液位控制电磁阀的开闭实现马氏瓶自动补水;通过改变调节阀输入电流强度实现降雨强度的自动调节。试验表明,系统操作简单、运行稳定,测定结果可以合理反映土壤降雨入渗过程,适用于与土壤有关领域的降雨入渗测定。     

基于模糊控制的智能植物滴灌装置设计

随着经济的发展和城市化进程的加快,我国耕地面积日益减少、水资源持续短缺,粮食安全问题日益严峻。智能植物生长柜因具有节水、环保、安全、不受环境制约等优点,是解决该问题的有效方法之一。【目的】提高智能植物生长柜的水资源利用率。【方法】设计了基于模糊控制的智能植物滴灌装置,该装置主要由植物支架、控制器、传感器、水箱、电磁阀及滴箭构成,利用模糊控制算法实现智能滴灌。【结果】基于模糊控制的智能植物滴灌装置能很好地实现数据采集、灌溉控制、参数设置和数据处理等功能,将土壤湿度控制在合理的范围内,在用水量相同的情况下作物长势更优。【结论】该装置可有效提高智能植物生长柜的水资源利用率以及自动化程度,并可推广至其他智能滴灌系统。     

基于数值分析的机床丝杠螺母选型方法研究

【目的】传统的机床丝杠螺母模型仅有几何信息,且在进行丝杠选型时,需要根据设计要求,手动逐个选择丝杠螺母组件各个零件;在进行整机装配时其装配关系均需手动添加,操作烦琐复杂且容易出错;进行机床有限元分析时,需要设置大量分析参数,如材料属性、结合面参数等。设计人员要花费大量的时间在简单的重复工作上,造成设计资源的浪费,且对机床结构选型、设计和有限元分析的效率和稳定性影响很大。【方法】研究小组建立了一套内部自动关联、支持整机自动化装配和快速有限元分析的丝杠螺母组件数据库。根据设计要求和约束,实现了丝杠螺母组件的快速选型和建模,形成了丝杠螺母组件装配模型,提高了设计效率和自动化程度,实现其对偶结构大件对应特征/位置的快速建模,且支持整机的自动化装配,并在丝杠螺母副中添加了用于有限元分析的动力学参数,可提高有限元分析速度和分析质量。【结果】数据库可用于机床设计中的丝杠螺母的快速选型、整机装配和有限元分析。     

基于嵌入式的垃圾信息自动采集系统设计

【目的】设计一种垃圾信息自动采集系统,实现垃圾信息智能化自动采集。【方法】拟定一种基于嵌入式的垃圾信息自动采集系统设计方案,系统设计方案包括硬件和软件两部分,其中系统硬件包括人体感应模块、箱门控制模块、重量检测模块、图像采集模块等,系统软件包括箱门自动控制功能、垃圾图像信息自动采集和传输功能。根据设计方案,将各个模块进行调试,测试系统的稳定性。【结果】系统可实现连续工作72 h,当物体靠近人体感应模块,距离小于5 cm,箱门控制模块舵机正转,10 s后舵机反转回到初始位置,模拟垃圾投入垃圾箱,箱门自动打开和自动关闭功能;将物体放到重量检测模块,模拟垃圾放入垃圾箱入口检测单元,几秒后图像采集模块将垃圾图片通过串口传输到上位机串口调试助手显示,实现垃圾进箱后的图像自动采集功能。【结论】各个模块经过调试安装,相互作用,实现了预期的箱门自动开闭功能和图像自动上传功能,该系统运行稳定、可靠。     

四轮转向液压底盘自动驾驶系统设计

针对“精准农业”的作业需求,为提高植保机械的作业精度,降低驾驶人员的工作强度,设计了一种四轮转向液压底盘自动驾驶系统。该系统主要由车载电脑、行车控制器、RTK-DGPS采集装置、电控液压转向装置及行车状态采集装置等组成。行车状态采集装置采集行车参数信息并基于i CAN通信协议进行系统通信。车载电脑根据导航控制模型和各传感器实时参数生成控制指令,行车控制器根据车载电脑指令根据四轮车运动模型生成电控信号,并通过各电磁阀控制液压马达和转向油缸实现对底盘4个轮的转向。试验结果表明:当底盘前进速度为2m/s时,平均跟踪误差不超过0.04m。     

稀土金属锭自动上料装置的设计与实现

稀土金属锭自动上料装置是稀土金属锭自动化加工生产线不可或缺的部分,该装置包括进料台、储料仓、出料台、滑台和机械手爪等部件,可实现自动进料抓取、料仓缓冲储料和自动抓取出料等功能。针对稀土金属锭外形和尺寸偏差较大且操作空间受限不利于抓取的问题,课题组对机械手爪进行针对性改进设计,通过可适当摆动的夹指结构,有效解决了被夹稀土金属锭容易发生摆动的问题;通过传感器的精确布置及PLC控制算法的优化,可自动检测稀土金属锭的高度,使得机械手爪的自适应能力得到加强,保证了抓取的稳定性和可靠性,极大地提高了生产的安全性,具有较好的应用前景和推广价值。