基于虚拟机械制造技术的农机件智能CAPP技术研究

为了提高农机部件批量设计和生产的效率与质量,以CAPP智能系统为基础,提出了一种具有虚拟制造功能的农机件智能化CAPP系统。基于农机部件加工制造的设计需求,从整体到局部设计了CAPP系统基本框架,并采用三维建模、工序自动生成和零部件虚拟制造验证等方法进行了设计,建立了农机零部件信息系统和工艺数据库。根据累计和质量控制图与休哈特控制图,结合VB软件编程技术,对CAPP的误差检测功能进行了算法设计。最后,通过采集和输入农机零件的参数进行了工艺过程设计,并利用CAPP系统实现了工艺过程的自动化生成和实时监测系统的误差状态,完成了叶轮的虚拟加工,进而验证了农机部件设计制造智能CAPP系统的可行性。     

不同灌溉方式对农田土壤性状和花生落果率的影响

于2014―2015年度麦茬花生生长季,设置移动式管灌、微喷带灌溉和不灌溉3种处理,研究了不同灌溉方式下农田土壤体积质量、土壤孔隙度、水稳定性土壤团聚体组成、花生产量和花生落果率的变化。结果表明,与移动式管灌处理相比,微喷带灌溉处理的土壤体积质量、粒径小于0.25 mm水稳定性土壤团聚体数量和花生落果率分别降低了7.6%、6.4%和66.8%,土壤孔隙度增加了8.4%,而2处理间花生产量没有显著差异。综合考虑花生产量,土壤物理性状和花生落果率的变化,微喷带灌溉是试验条件下能够降低花生收获难度的灌溉方式。     

多花黑麦草在生长兔上的营养价值评定

为评定多花黑麦草在生长兔上的营养价值,研究以福建黄兔为对象,对2 个多花黑麦草品种采用全粪收集法进行消化试验。结果表明：福建黄兔生长兔对多花黑麦草‘美克斯’和‘海里克斯’干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、粗纤维（CF）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、粗脂肪（EE）、粗灰分（ash）、钙（Ca）、磷（P）和无氮浸出物（NFE）的表观消化率分别为：52.67%、82.68%、21.70%、26.58%、28.59%、68.37%、57.69%、71.64%、70.82%、64.38%和50.45%、79.53%、24.69%、30.45%、32.69%、69.84%、59.38%、70.48%、69.31%、69.30%。其中生长兔对多花黑麦草DM、CP、EE、Ca 和P 的表观消化率较高,对CF的表观消化率较低。     

基于结合部动力学特性的立柱-主轴系统动力学模型研究

针对某卧式加工中心动力学特性分析的需要,论述了主要影响其动力学特性的立柱-主轴系统中导轨结合部、螺栓结合部、滚珠丝杠结合部以及轴承4类结合面分布情况,提出各类结合部动力学参数提取方法与有限元建模方法.通过试验测试与有限元分析相结合的手段识别导轨结合部刚度与阻尼,利用赫兹接触理论计算出滚珠丝杠接触刚度.在此基础上,建立了某卧式加工中心立柱-主轴系统有限元分析模型,通过测试立柱-主轴系统轴端频率响应函数验证了该有限元分析模型的准确性,并分析得出了该立柱-主轴系统导轨结合部对系统动态性能的影响情况.     

分种盘排种性能正交试验研究

通过对分种盘排种性能的单因素试验,初步确定了排种性能的主要影响因素。为进一步验证所选因素对试验指标的影响程度,进行了分种盘排种性能的正交试验研究,通过对试验结果的极差和方差分析,得到了试验结果的最优组合,为分种盘结构参数设计和工作参数的选择提供了理论基础。     

番茄采摘机器人机械臂避障路径规划

以关节型机械臂避开垂直茎秆或撑杆采摘番茄为研究对象,提出了一种基于构形空间的关节型机械臂避障路径规划方法.利用空间映射原理,将关节型机械臂工作空间的三维避障问题转换为平面R-R机械臂避开障碍圆的问题,用临界碰撞关节角建立C-障碍空间的映射计算模型,将工作空间的位置避障转换为构形空间连杆关节角的计算.以能量最优函数优选避障规划的关节终点角度,利用A*算法计算平面R-R机械臂的避障关节角路径,获得一系列表示空间连杆位置的相交竖直面,并在竖直面内进行其余关节角的规划.避障采摘番茄的试验表明,机械臂带动夹持器能成功绕过直线状障碍物,引导夹持器到达果实目标位置,证明对平面R-R机械臂的空间映射建模是正确的,验证了提出的避障路径规划方法是可行的,可以应用于番茄的自动收获.     

基于6LoWPAN无线传感器网络的农业环境实时监控系统

针对现有农业环境监控系统的不足,提出了一种基于6LoWPAN无线传感器网络的农业环境实时监控系统,该系统采用6LoWPAN构架实现互联网与无线传感器网络之间的点到点通信,无需特定的网关进行协议转换或者协议承载,从而实现了对农业环境的实时监测和控制,降低了能耗,缩短了延迟时间。该文从硬件结构、软件结构及节能等方面对此系统进行了详细阐述和分析,试验结果表明该系统的实用性和高效性,可应用于温室、农田、苗圃等区域。     

基于虚拟仪器的谷物成分近红外检测仪设计与试验

结合近红外光谱分析技术和虚拟仪器技术,设计了多波段谷物成分近红外检测仪.该仪器采用漫反射原理,由光路系统、电路系统和软件系统组成.卤钨灯发出的全波谱光被调频后,由滤光片形成扫描光谱,然后被样品吸收漫反射后的近红外光由检测器接收并转换为电信号,经调理后最终被采集卡送入计算机中作进一步处理.在制备26个样品的基础上,进行了系统性能测试.试验结果表明,仪器的噪声水平低,重复性相对较差,对预测的准确度还不理想,通过多次重复装样检测平均值可提高准确性.该仪器可以用于测定谷物样品中的蛋白质、淀粉和脂肪等多种成分.     

基于机器视觉的田间杂草定位技术

采用摄像机弱透视模型,对采集的标定靶图像进行处理,获取48个靶点质心的像素坐标,利用DLT的最小二乘法获取摄像机隐参数矩阵.室内土槽的有序杂草和无序杂草定位试验表明,利用建立的摄像机隐参数矩阵,有序杂草和无序杂草的质心定位误差分别为19.2 mm和22.8 mm,可以满足除草剂精确喷施的要求.     

气动真空发生器系统背压与抽吸性能关系分析

对气动系统中常用的真空发生器样机,采用有限体积法对其内部流场进行数值计算,分析了背压不同时内部压力分布和吸入流速改变情况。以此为基础,测量系统背压升高时吸入流量变化量,绘制了背压与吸入流量关系曲线,提出了通过判断系统背压防止逆流现象的方法。在真空发生器系统的设计和应用中,需要在理论计算的基础上,根据试验得出系统正常工作的背压范围,防止逆流现象,保证系统工作。