农业物料力学试验测控系统设计

介绍了基于计算机的农业物料力学试验测控系统的组成和测控软件。应用结果表明，该系统工作可靠，虚拟仪器面板操作简便，实现了农业物为力学试验数据采集及试验过程自动化。     

虎杖根系脱土装置设计与试验

为了实现中药材虎杖根系机械化脱土,设计了一种由击打辊、翻抛辊和栅板等组成的脱土装置。通过试验确定了辊指长度为40 mm,运用速度矢量投影定理确定了翻抛辊指布置的螺旋升角范围为60.5°~78.4°,应用Matlab软件采用描点拟合作图法得到击打辊与翻抛辊轴心的水平距离与物料尺寸呈幂函数关系,并确定了此距离范围为180~275 mm。性能试验表明,通过物料的随机振动、自身翻转、交替击打、逐层脱土等综合作用,装置的工作性能得到了明显提高。当击打辊转速为500 r/min、翻抛辊转速为240 r/min、两辊轴水平距离为230 mm时,脱净率为91.2%,生产率为1.35 t/h,满足虎杖根系药用生产要求。     

农业物料高速气流清选的试验研究

通过试验，得出了高速气流清选中各因素对农作物清选效果的影响规律，并找出了影响因素的较优水平和最佳组合。试验表明，这种分离方法可以提高清选质量、简化清选装置、提高生产率，具有一定的使用价值。     

基于MCD的物料分拣搬运装置设计与仿真调试

机电产品开发前期运用机电一体化概念设计（MCD）对新产品进行虚拟调试验证,是验证新产品开发可行性的有效手段。项目组基于AHK机电一体化综合考试实训装置,利用MCD软件对装置进行改进设计,得到物料分拣搬运装置模型,结合TIA和S7-PLCSIM Advanced对改进后的装置虚拟样机进行虚拟调试。仿真结果表明,基于MCD的方法可以将所设计的物料分拣搬运装置在机械结构及电气控制等层面进行较为真实的仿真运行,为机电产品的开发调试提供有效的借鉴。为满足在现阶段实训设备不足情况下进行机电设备装调教学,提供了重要的技术支持。     

麻黄草物料特性的测定与分析

麻黄草既是一种珍贵的中药材,又可用于固沙造田。但由于麻黄草在品种、土壤条件、气候及其他方面的差异,导致其物料特性也有较大的差别。为了对某特定品种的麻黄草进行深入地研究和开发,了解此麻黄草的物料特性是非常有帮助的。本文主要针对宁夏地区的麻黄草品种进行生物学特性的测定与分析,包括麻黄草的直径、生长高度、含水率、与金属材料的摩擦因数和切断麻黄草所需的临界速度等参数。     

农业物料力学性能测试装置的研究

农业物料在不同的机械作业中,要承受多种形式力的作用。为便于开展农业物料力学性能的教学和科研工作,作者研制了一台农业物料力学性能测试装置。通过对多种物料的测试证明,该装置结构紧凑,造价低廉,操作方便,自动化程度较高,满足了测试精度的要求。     

紫云英联合收获物料分离清选机设计与试验

针对紫云英联合收获物料组分构成复杂及其小差异混杂特性,使其在分离清选作业过程中存在高含杂、多损失等问题,提出“先筛分、再气流清”的作业模式,设计了紫云英联合收获物料分离清选机,并对喂料斗出口处料层厚度调节机构、筛分装置、集杂除尘装置等关键部件进行了设计选型与参数计算。基于DEM-CFD耦合数值模拟方法,确定了物料层调节厚度、筛分装置驱振振幅和吸杂管道风量调节手柄挡位等主要影响因素合理的取值范围,运用Minitab进行正交试验设计,以籽粒清洁率和夹带总损失率为响应值,得到影响紫云英联合收获物料分离清选机作业质量的最优因素参数组合：物料层调节厚度为16.8mm、筛分装置驱振振幅为35mm、吸杂管道风量调节手柄在挡位5,此时,籽粒清洁率均值为98.07%,夹带总损失率均值为2.96%,试验结果满足设计要求。     

断根嫁接苗自动栽植装置设计与试验

为进一步提高断根嫁接苗育苗作业的自动化程度,针对现有的瓜科蔬菜嫁接机嫁接完成后幼苗栽植一直依靠人工作业的现状,设计了断根嫁接苗自动栽植装置,包括移苗机构、插苗机构、插孔机构等关键机构,并对关键部件进行了仿真。仿真结果表明,当插苗运送气缸上升速度与插苗手爪打开速度的比值在0.22~0.55之间时,插苗手爪可以顺畅撤离穴盘,并不会对已栽植好的嫁接幼苗产生影响。并对装置栽植性能进行了试验,试验结果表明,装置的栽植成功率为92%,最长栽植时间为7 s/株,可较为理想地与相应的瓜科断根蔬菜嫁接机配套使用,满足其自动育苗的要求。     

水稻干燥变温混配装置设计与试验

为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现高效气流均匀混合。为提高变温控制精度以及混配温度的稳定性,应用神经元网络预测与回归试验设计方法分析混配阀门开度与热风温度、风机频率及系统温度差值的关系,建立了变温混配装置的混合控制模型。利用大涡模拟的原理,借助Fluent软件对变温干燥混配装置进行混合温度场模拟,得到了最佳混配效果的距离为26.85 cm,模拟结果与红外线热像验证图吻合良好。试验研究表明：变温控制满程时间为0.75 s,最大变温温差的均值为0.96℃,控制合格率达84%以上。出机水稻含水率在合理范围内,干燥后水稻品质较优,满足生产要求。     

羊用撒料试验台测试系统的设计

为了解决羊用搅龙式撒料车撒料不均匀、投料效率低等问题,在维持原有工况条件下,研制开发了具有测试系统的撒料试验台。该试验台基于成型的搅龙撒料车设计的机械系统,以labwindows/CVI为开发工具,结合PLC控制技术建立了撒料试验台测试系统。试验台同步监测均匀性影响因子及其关键转动轴实时动态受力,测控系统与试验台的结合避免了传统试验与动态受力的不一致性,为后期撒料车优化设计提供了理论依据。     

拨料式喂料器的设计与试验

为保证生物质粉喂料的连续性和稳定性,在普通螺旋喂料器的基础上,设计了一种喂料量为15g/min的拨料式螺旋喂料器,并以不同粒径的玉米秸秆粉为原料在该装置上进行试验。试验发现:为了保证设计需要的喂料速率,需控制粒径为20~40目、40~60目、60~80目和80~120目的玉米秸秆粉在料斗内的注料量分别为800、750、600、550g,其需要的拨料器转速分别为118、118、30、20r/min。经过反复试验,确定该喂料系统可以满足定量喂料的要求。     

小粒径种子精量穴播集排器型孔轮设计与试验

针对传统小粒径种子型孔轮式排种器充种稳定性差、易卡种的问题,设计了具有倾斜抛物线型孔和环槽凸台搅种结构的型孔轮,可实现油菜、芝麻和小白菜种子（2±1）粒/穴精量穴播。基于种子物料特性与种植农艺要求,构建了种子充种和投种过程的力学模型,分析确定了型孔轮结构参数对充种和投种性能的影响规律及其取值范围;利用EDEM仿真和高速摄像台架试验获得了型孔抛物线顶点至型孔轮中心距离、焦准距、抛物线倾斜角、宽度系数、侧边倾角及环槽凸台深度的较优值,确定了避免型孔卡种与环槽凸台拖带种子的临界条件,得出了种子物料特性与型孔轮较优结构参数的量化关系。利用JPS-12型试验台开展较优结构参数下华油杂62、航天新芝T31-8和五月慢的排种性能试验,3种类型种子穴粒数合格率为92.00%、90.00%、90.67%,穴距合格率为83.67%、81.83%、82.50%。田间试验表明,华油杂62平均出苗数为1.16株/穴,穴株数合格率89.67%（（2±1）株/穴）,穴距合格率81.54%;航天新芝T31-8平均出苗数为1.15株/穴,穴株数合格率85.77%（（2±1）株/穴）,穴距合格率75.51%;满足油菜、芝麻精量穴播要求,为小粒径种子型孔轮式集排器关键部件的设计提供了参考。     

双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机设计与试验

为进一步提升胡麻脱粒物料分离清选机械化作业水平,针对胡麻脱粒物料各组分类型,提出“先气流清、再风筛选”的作业模式,制订了胡麻脱粒物料分离清选作业工艺流程,设计了双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机。对三级振动筛分装置、双风道杂余集料装置及吸杂除尘装置等关键作业部件进行设计选型与参数计算,获得不同组分的胡麻脱粒物料在三级筛面上不同运动状态下振动筛分装置曲柄连杆机构运动参数必须满足的条件。样机性能试验表明,当振动喂料系统电磁激振器振幅控制在14~18mm、前风道风量调节手柄在2~4挡位、后风道风量调节手柄在4~6挡位、三级振动筛分装置振动频率在2~6Hz时,双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机的籽粒清洁率为97.16%、夹带总损失率为1.12%,试验结果满足设计要求,能够实现对胡麻收获期脱粒物料不同组分的分离清选作业。     

电动拖拉机综合台架试验系统设计与试验

电动拖拉机试验具有测试对象多和物理系统复杂的特点,单一试验系统不能满足电动拖拉机性能测试要求。根据电动拖拉机作业特点,通过分析其动力传动系统数学模型,确定了以电动机效率、电池组放电特性为测试变量的设计任务。采用模块化方法,设计了能源系统试验模块、动力系统试验模块和电动拖拉机综合试验系统整体方案。通过研究试验系统总体参数设计方法,得到了加载电动机、电池测试系统和直流电池模拟器等部件的参数计算模型。通过试验系统硬件选型匹配,设计了可满足90 k W以下电动拖拉机性能测试的试验系统。在该试验平台进行了电动拖拉机性能台架试验,结果表明:试验测试误差与前期仿真分析误差在10%以内,设计的综合台架试验系统对电动拖拉机部件性能测试的适用性较好,满足整机性能分析和标定的试验需求。     

免耕播种机漏播补偿系统设计与试验

针对免耕播种机作业时存在漏播问题,设计了一种漏播自动补偿系统,建立了补偿装置驱动的数学模型,应用滑模变结构控制算法设计了补偿系统控制器,并对补偿系统的动态响应性能进行了仿真分析。通过补种控制算法,确定了补种机构与主排种器的距离S和离地高度H,得到了补种排种盘转速n和播种机行进速度v_m、粒距L_l之间的关系曲线,对排种器安装高度H、粒距L_l、传送带速度v_m进行了二次回归正交试验,验证了漏播补偿系统的补种性能。台架试验的最佳工况组合为,补种排种器安装高度15.33 cm、粒距25.16 cm、传送带速度3.52 km/h时,补种成功率可达96.5%。田间试验表明,安装漏播补偿系统后,免耕播种机播种合格率均值为98.72%,有效提高了播种质量。     

多功能排种器性能试验台的设计与试验

设计了多功能排种器性能试验台,采用胶带运动、排种器固定不动的相对运动形式,模拟播种机田间运动,通过计算机视觉系统对胶带上的种子进行拍摄,并实时检测出精密排种器粒距、条播排种器单位长度内粒数等参数,从而计算出合格指数、漏播指数、重播指数以及均匀性等排种器性能指标。稳定性试验表明:粒距检测的最大偏差为0.78mm,粒数检测的最大相对误差为0.7%。     

防锈电磁阀的结构设计与材料选择

电磁阀是自动化灌溉系统的重要部件，防水防锈是这种电磁阀正常工作的必要条件。文章首称简要介绍了防锈电磁阀的工作原理，然后详细说明了电磁阀电磁铁的防锈结构设计方案及防锈材料的选择，最后给出了电磁铁线圈参数计算的注意点。实验表明，上述方案的防锈性能要满足实际需要。     

电控空气悬架试验系统设计及试验研究

根据空气弹簧悬架试验的具体要求和实际条件,利用德国SHENCK公司生产的电液伺服激振系统,设计了1/4车辆模型空气弹簧悬架试验系统和相应的测控系统,该系统可以进行空气弹簧悬架的动态模拟和动静刚度试验,并在试验台上对空气弹簧刚度进行模糊神经控制。通过加控制和不加控制在相同路面激励下的试验数据对比分析,检验控制算法的有效性和可行性,为电控空气悬架的产品化提供技术储备和试验手段。     

果园运输机钢丝绳损伤试验平台设计与试验

在阐述山地果园牵引式双轨运输机用钢丝绳动力学与接触力学模型的基础上,搭建了基于PLC模拟钢丝绳实际运行的绕卷试验平台,设计了试验平台的变频调速系统与控制系统,并安装和调试了张紧力自动调节装置;搭建了一套基于漏磁法的钢丝绳断丝与磨损检测平台,进行了钢丝绳探伤仪断丝与磨损可靠性试验。在拉力传感器标定与调节装置性能测试试验中,推拉力计的拉力输出值与注水质量呈线性关系,且试验张紧力偏差浮动范围为-130～85 N,结果满足试验要求。钢丝绳断丝与磨损检测试验结果表明,在模拟断丝数依次为10、20、30根的情况下,试验绳10次重复试验检测的断丝数与实际值相同,说明检测平台可精确检测钢丝绳断丝数及断丝位置;但是,通过探伤仪检测的模拟磨损情况与实际值偏差较大,无法对钢丝绳磨损进行准确的检测。