棉秆重组材板坯铺装机的设计

针对棉秆重组材板坯人工铺装不均匀、效率低和劳动强度大等问题,设计了一种棉秆重组材板坯铺装机,原料经过辊压喂料施胶、带式输送和回转铺装,将原来人造板原料沿着板坯厚度方向下落的铺装方法,改为沿着板坯宽度方向下落铺装的方法,并且使一次铺装的板坯形成首尾相接的环状料带,再进行切割形成压制重组材的板坯,为农作物秸秆重组材产业化提供重要的技术手段。     

农林废弃植物粉碎后的压缩特性

将几种农林废弃的植物材料经粉碎后，放在圆筒容器内进行压缩成型过程中，对压力和变形的关系进行了大量实验研究，证实了压力和物料变形的关系服从于关于粉粒状物料压缩的川北模型分式，在此基础上，进一步分析了模型系数与物料参数及压缩成型条件之间的关系，给出了估计模型系数的计算公式。     

魔芋粉-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的流变模型

为了拓宽魔芋粉的应用领域,开发环境友好型木材胶黏剂,并更准确地把握该胶在胶合板生产中的工艺参数,该文在前期葡甘聚糖-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的胶合机理、微观结构表征和流变特性的研究基础上,通过TA流变仪的扫描测试进一步研究了该共混胶黏剂的流变模型。首先对胶黏剂分别进行动态温度扫描和等温时间扫描曲线分析,接着进行稳态和动态流变曲线分析建立了复数黏度与剪切黏度的对应关系,然后根据Dual-Arrhenius方程建立了复合胶黏剂的化学流变模型,最后对胶黏剂的黏度和工艺条件进行了预测。结果表明:通过动态温度扫描曲线分析,温度较低时,复数黏度缓慢下降;从玻璃化温度到凝胶化温度,复数黏度迅速下降;从凝胶化温度到160℃左右,复数黏度出现平台区;160℃以上复数黏度急剧增大;通过等温时间扫描曲线分析得到随着温度的升高,反应速率加快,温度越高固化增黏时间越短;通过对比稳态和动态流变曲线,验证了Cox-Merz定律对于该胶的有效性;100~160℃时胶黏剂体系的相对黏度特性符合Dual-Arrhenius黏度方程;该模型与测试结果吻合性较好,利用该模型可以预测胶合板热压工艺所需要的工艺参数,并能动态模拟整个热压工艺过程中的黏度变化;综合得出在160℃附近黏度急剧上升,黏度随时间延长增加,理想的加压时机是温度升至130℃后保温15~20 min。该研究成果为胶黏剂固化工艺条件的确定提供了理论依据。     

夹持自锁式棉花精量穴播轮的研究

针对夹持自锁式棉花精量穴播轮在使用中存在的问题及其产生的原因,设计了挡种圈和投种器,改进了取种机构。介绍了其工作原理,计算得出其结构尺寸,并从理论上分析了充种、清种和落种过程,建立了充种、清种、落种模型。田间试验表明,改进后穴播轮的充种可靠性能明显增强,有效地解决了由于振动脱落种子和落种卡滞而造成的空穴问题。     

农用柔性底盘偏置转向机构工作参数试验及优化

【目的】分析农用柔性底盘偏置转向机构工作参数对其运动与动力性能的影响,为柔性底盘转向控制提供依据。【方法】基于转向理论,以电动轮转速与载荷为因素,利用模糊综合评价法,用柔性底盘偏置转向时纵、横向驱动力及偏置臂转角相对误差构建综合指标,通过柔性底盘试验台测试二者对综合指标的影响,分析电磁摩擦锁锁紧电压与转向电桥步进电机转速对各个转向性能指标的单因素作用,并以转向内、外侧锁紧电压和步进电机转速为因素,通过L_(16)(4~5)正交试验,探讨两侧偏置转向机构参数的分配特性。【结果】电动轮转速、载荷及交互作用对综合转向性能均有显著影响(P0.05),电动轮转速为120 r/min左右时综合转向指标最小;随着锁紧电压及步进电机转速的增大,纵、横向驱动力均随之增大,而转角相对误差随锁紧电压上升先增大后减小,随步进电机转速增大而增大,锁紧电压与步进电机转速的适宜范围分别为18～24 V和150～180 r/min;转向内、外侧锁紧电压与步进电机转速对综合转向指标均有显著影响(P0.05),空载时最优内、外侧锁紧电压分别为22和20 V,最优步进电机转速分别为180和170 r/min,额定载荷时最优内、外侧锁紧电压分别为24和22 V,最优步进电机转速仍分别为180和170 r/min;最优参数分配方案的验证试验表明,最优转向参数分配下柔性底盘偏置转向的纵、横向驱动力均有所提升且转向误差减小。【结论】优化试验所得转向内、外侧锁紧电压与步进电机转速组合可提升柔性底盘的综合转向性能。     

棉秆束/高密度聚乙烯定向复合板制备

为了有效利用废弃棉秆资源,该文采用热塑性高密度聚乙烯塑料作为填充料,将疏解的棉秆束定向铺装热压制成复合板。利用热重分析仪分析了棉秆的热解特性,采用正交试验的方法分析了复合板密度、塑料质量分数、热压温度、热压时间对复合板力学性能的影响;用扫描电镜观察到棉秆纤维与高密度聚乙烯复合界面存在机械啮合结构。通过试验得到制备定向复合板的较优热压工艺参数为：复合板密度0.8 g/cm3,塑料质量分数50%,热压温度168℃,热压时间 17 min。在此工艺条件下,复合板的静曲强度、弯曲弹性模量和内结合强度分别达到31.51、4 561.25和0.52 MPa,超过定向刨花板OSB/1的标准值。     

香梨果实跌落碰撞时的接触应力分布特性

为了揭示梨果实的碰撞损伤机理,该文采用Prescale感压胶片对香梨果实在不同跌落高度与4种材料触件碰撞时的接触应力进行测量,并分析了其分布规律,确定接触应力分布与香梨果实损伤之间的关系。研究结果表明,从20～80 cm跌落碰撞时,香梨碰撞接触应力峰值为0.5～0.6 MPa;与钢板和胶合板碰撞,接触应力呈正态分布,应力面积接近损伤面积,0.2～0.3 MPa应力面积最高,应力均值为0.25～0.28 MPa;与EPE(聚乙烯发泡棉)板和瓦楞纸板上低冲击水平下碰撞,接触应力呈非正态分布特征,应力面积与损伤面积相差较大,<0.2 MPa应力分布面积很大,应力均值为0.18～0.25 MPa;随着冲击水平提高,香梨的接触应力峰值基本不变,应力分布面积都呈线性增大,在钢板和胶合板上的接触应力均值变化不显著,但在EPE板和瓦楞纸板上的接触应力均值有较明显增大;基于接触应力分布面积和应力均值对香梨损伤面积所建立的线性回归模型,可对香梨碰撞损伤精确预测和评估。该研究可为梨果机械化作业和自动化处理装置的减损设计提供依据。     

秸秆资源工业化利用产业及模式

秸秆资源利用问题在农业、环保中日益突出。通过试验、分析与研究,提出解决秸秆资源的根本出路在于产业化。近期应重点发挥传统技术的作用,提高处理规模与效果。做为中长期目标,应逐步形成以秸秆还田、秸秆肥料、秸秆饲料等为基础,以秸秆人造板、造纸、生物质能源为支柱的工业化利用产业,从而高效利用秸秆资源     

农用车柔性底盘姿态切换参数对切换精度与时间的影响及其优化

为了研究农用车柔性底盘的姿态切换运行特性,该文进行了柔性底盘姿态切换分析和基于二代样机在硬化路面上的姿态切换试验,建立了姿态切换状态模型,并通过层次分析法和遗传算法优化了切换参数,研究了不同平移角度、电机转速、切换角度、平移速度和回转速度条件下的切换精度和切换时间,得到各因素及其交互作用对农用车柔性底盘姿态切换的影响和不同切换参数的相互配合关系。结果表明:影响准备与恢复精度的主次因素为电机转速平移角度,影响准备与恢复时间的主次因素为平移角度电机转速;横行姿态的平移速度对其横行精度和时间都有极显著的影响,任意平移角度下,横行姿态的电机最优转速为5.4 r/min,最优平移速度为3.45 m/s;影响原地回转姿态的回转精度主次因素为:切换角度回转速度;影响原地回转姿态的回转时间主次因素为:切换角度回转速度交互作用;任意平移角度下,原地回转姿态的最优电机转速为5.4 r/min,当切换角度?r为0～85°时,最优回转速度为(0.003 3βr+0.506 8) rad/s,当切换角度大于等于85°时,最优回转速度为0.78rad/s。优化参数对比结果表明:横行姿态中,优化参数组的试验结果在综合精度方面与精度优先组持平并高出时间优先组4.16%,在综合时间方面与时间优先组持平并少于精度优先组17 110 ms;原地回转姿态中,优化参数组的试验结果在综合精度方面与精度优先组持平并高出时间优先组5.15%,在综合时间方面分别少于时间优先组和精度优先组646和996 ms。优化后的姿态切换参数能够保证柔性底盘在略微损失姿态切换精度的情况下,以较快的姿态切换效率完成其姿态切换过程。     

农田信息采集机器人物联感知技术应用研究进展

农作物生长信息动态采集是科学种植的重要依据。农田信息采集机器人以其灵活、智能、降耗等优点得到广泛应用,在精准农业、智慧农业发展中发挥着重要作用。全面了解农田信息采集机器人的研究及应用现状,对其技术创新与突破有重要意义。通过研究国内外各类应用于农田信息感知的移动机器人,从底盘技术、信息感知技术、信息传输技术、信息处理与应用4个方面,阐明农田信息采集机器人与物联网技术融合的体系框架,分析机器人底盘结构的技术构成,概括国内外物联感知技术与农业移动机器人融合应用现状,探讨信息传输与处理应用的前沿技术,指出各类农田信息采集机器人技术的优势与不足。最后,总结目前农田信息采集机器人发展的特点和难点,对今后农田信息采集机器人平台研发、信息感知、导航模式以及配套设施建设提出建议,并展望其未来发展趋势,以期为农田信息采集机器人及物联感知技术的深入研究及应用提供参考。