颗粒物料在三自由度振动筛面上的运动仿真

以传统往复振动筛为基础,分析了三自由度振动筛的构成。通过ADAMS软件进行仿真试验,得到颗粒物料与筛面发生碰撞后沿筛面径向位移情况和速度变化规律。筛面施加法向转动后,筛面转速、转动幅度以及颗粒物料与筛面碰撞点到转动轴的距离在筛面轴向的投影长度,是影响颗粒物料与筛面碰撞前后沿筛面径向速度变化的因素。所提出的三自由度振动筛更有利于颗粒物料沿筛面径向碰撞离散,可以提高振动筛筛面的利用率和筛分效率,为设计新型的振动筛分装置提供了依据。     

二自由度调节振动吸盘式精量播种装置设计与分析

针对目前振动吸盘式播种装置种群离散不均匀、合格率低、伤种严重等问题,根据气吸与振动相结合的精密播种装置设计原理研究二自由度调节振动吸盘式精量播种装置,设计溜种装置、下料装置、补种装置、种盘装置、吸种装置等关键部件,溜种装置采用振动电机与海绵筒实现种子均匀限流有序落入下料装置内,下料装置利用转轴旋转将腔体中的种子加入到补种装置中,补种装置设有称重传感器实现精量均匀加种,种盘装置可二自由度调节种盘振动,实现种群"沸腾"运动,吸种装置实现种子的精密吸附和排出,并设有顶针清理机构有效防止吸嘴堵塞,播种装置工作效率可达到340盘/h以上。     

纵轴流联合收获机籽粒清选损失监测数学模型研究

为实时监测纵轴流联合收获机作业过程中的籽粒清选损失,试验研究了清选损失籽粒在清选筛尾筛后部的分布规律,建立了清选损失籽粒量与清选筛尾部不同区域内籽粒量之间的数学模型,并确定了籽粒损失监测传感器在联合收获机上的最佳安装位置。台架试验表明,在显著水平α=0.05下,当风机转速在1 200~1 400 r/min范围内时,风机转速对清选损失籽粒质量比例的分布无显著性影响。以YT-5L型压电陶瓷为敏感元件研制了双向隔振结构全宽型籽粒损失监测传感器,将研制的籽粒损失监测传感器以中心线距尾筛垂直距离300 mm,角度为45°安装到4LZ-2.5型纵轴流联合收获机上,并利用所建立的籽粒清选损失监测数学模型进行了水稻收获田间试验。田间试验结果表明,所建立的籽粒清选损失监测数学模型可靠性较好,籽粒清选损失监测最大相对误差为3.26%。     

纵轴流脱粒分离-清选试验台设计

设计的纵轴流式脱粒分离-清选试验台以切流与纵轴流组合式脱粒分离装置、风筛式清选装置为核心,采用可组合的模块化结构,工作部件结构和运动参数的调整简单、方便,可获得多个工况下脱粒分离、清选性能指标以及脱出物的分布规律.试验台以工控机和信号采集卡作为硬件控制系统的核心,采用VC++编写的测控软件系统可以对试验过程中工作部件的转速、频率、扭矩和功率等参数进行实时采集、显示、处理与分析,为纵轴流联合收获机脱粒分离、清选装置等关键部件的设计提供了依据.     

联合收割机行走底盘变速箱齿轮的疲劳分析

为预测联合收割机行走底盘变速箱齿轮的失效部位及使用寿命,采用SolidWorks软件建立了联合收割机行走底盘变速箱输入齿轮副的三维有限元模型,并模拟实际工作情况进行齿轮传动加载。根据齿轮面－面接触力学模型,分析了齿轮副在载荷作用下的力学特性,计算得到齿轮的齿面范·米塞斯（Von Mises）应力、位移及应变分布状况,其最大范·米塞斯应力约为394.16 MPa,小于材料的屈服极限,轮齿根部不会发生齿根断裂。基于Simulation模块中定义的S-N曲线对齿轮进行了疲劳分析,运用威尔布分布描述疲劳失效的概率,预测了当齿轮的工作寿命为500 h时齿轮的失效概率为93.96%。在自制的变速箱疲劳试验台上进行了疲劳性能试验,结果表明输入主动齿轮在工作500 h后齿面磨损非常严重。齿面点蚀主要集中在齿面的中部区域,齿轮完全失效,与理论分析基本吻合。     

纵轴流脱粒分离装置功耗分析与试验

为准确获取纵轴流脱粒分离装置在水稻脱粒中的功耗特性,借助扭矩传感器、信号采集卡及工控机测控系统在纵轴流滚筒转速为850 r/min、钉齿间距为100 mm、脱粒间隙为25 mm、草谷比为2.6、喂入量为7 kg/s条件下,于室内台架上进行了水稻脱粒功耗测定试验.通过对水稻脱粒过程中功耗特性的分析,提取水稻脱粒的瞬间功耗,得知钉齿纵轴流滚筒的空载功耗为10.93 kW、脱粒功耗为36.94 kW、机械效率为69.62％.采用单因素试验对影响钉齿纵轴流滚筒总功耗及籽粒损失率(夹带损失率和未脱净损失率)的齿间距、脱离间隙、滚筒转速、草谷比及喂入量进行室内台架试验研究,分析了单个因素对钉齿纵轴流滚筒总功耗和籽粒损失率的影响情况.     

联合收获机谷物损失实时监测系统研究

为了实现联合收获机工作过程中谷物损失量的实时监测,设计了谷物损失实时监测系统。该系统以PVDF压电薄膜作为敏感元件,通过电压放大器、带通滤波器、精密全波整流、包络检波等构成信号调制电路来检测谷物冲击信号,为了减小联合收获机的振动干扰,设计了一种双层隔振结构。在1.1~2.6m/s范围内进行谷物冲击性能试验。结果表明,谷物冲击信号的电压峰值为2~4V,且电压峰值随冲击速度的增大而增加。以AT89C52单片机为核心开发了二次显示仪表,实时采集传感器输出的谷物冲击信号。田间试验表明,该系统能够有效获取谷粒冲击信号,实时显示联合收获机谷物夹带、清选损失率,具有预报警功能,且测量结果可以通讯输出。     

多滚筒脱粒分离装置试验台

为研究多滚筒脱粒分离装置的脱粒分离性能,设计了多滚筒脱粒分离试验台.该试验台采用模块化结构,可组合成多种形式的脱粒分离装置,同时以工控机和信号采集卡为控制系统核心,用VC++编写测控软件对工作部件的转速、扭矩、功率等参数进行实时采集、显示、处理和分析,获得在不同工况下的脱粒分离性能指标.在多滚筒脱粒分离试验台上对横轴流三滚筒脱粒分离装置进行了试验.该试验台能模拟和再现多滚筒脱粒分离的全过程.     

基于Mean shift的筛面物料颗粒目标运动轨迹跟踪

为了获取农业物料在风筛式清选筛面的实际运动规律,通过对多颗粒散体中的目标颗粒进行着色处理,提出采用基于颜色特征向量的Mean shift算法,实现对目标运动轨迹的跟踪。算法根据Bhattacharyya系数的大小判定跟踪目标是否被遮挡,并引入了Kalman滤波器设计。在正常跟踪过程中,利用Kalman滤波器预测每帧Mean shift算法的起始位置,然后利用Mean shift算法对目标进行精确定位,当目标被遮挡时,将其运动视为时不变系统,并通过Kalman滤波器估算目标近似位置。试验结果表明,该方法在复杂背景和光照变化条件下,实现了对快速运动目标的稳定持续跟踪,具有很好的鲁棒性,为散体颗粒运动规律的研究提供了一种图像检测方法。