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.     

近红外多组分分析中异常样本识别方法

近红外光谱分析中,异常样本的存在严重影响定标模型的预测性能和适配性。基于 X / Y 联合的ODXY异常样本识别和剔除方法,提出并证明了一种专用于多组分分析的MODXY异常样本识别方法。实验采用80组玉米近红外光谱数据,利用不同异常样本识别方法剔除异常样本后建立玉米含水率、含油率、蛋白质含量和淀粉含量4种组分的偏最小二乘预测模型,采用预测均方差和决定系数作为评价指标比较所建模型的性能,检验MODXY方法在多组分分析中的异常样本识别能力。实验结果表明：在近红外多组分分析中,MODXY方法在大多数情况下具有更好的异常样本识别能力;MODXY方法和ODXY方法均有一定的适用范围,它们更适合于相应组分化学值的相对标准偏差较大的情况。     

砒砂岩地区沙棘生态工程的土壤修复效果分析

本文以砒砂岩地区沙棘生态工程为研究对象,探讨沙棘生态修复工程实施对表层土壤理化性状的改良作用,初步研究结果表明：实施造林工程8年后,沙棘林地表层土壤的总孔隙度比荒坡地提高7.4%,土壤粘粒含量占49.15%,比荒地增加了75%;〉5mm的大团粒含量为43.38%,是荒地的2.99倍,有机质含量为13.92g/kg,是荒地的3.68倍;全氮、全磷、全钾的含量分别为荒地的1.72倍、1.13倍与1.36倍,有效氮、速效钾、速效磷含量分别为荒地的4.54倍、3.29倍与7.6倍。说明沙棘造林使造林区的土壤结构得到显著改善,沙棘生态修复工程的生态效益突出,可有效降低该地区降雨对土壤的侵蚀和地表径流的冲刷。     

草浆黑液半焦直接苛化水蒸气气化特性研究

采用管式炉在750~900℃内进行了草浆黑液半焦水蒸气气化实验,考察了温度、苛化剂TiO2对气体产物及固体产物的影响;采用热重分析仪在850℃下进行了半焦的水蒸气气化实验,探究了TiO2对半焦热失重特性的影响。结果表明:在750~900℃内,TiO2的添加使得气体产物中CO2增加约5%、H2减少约5%,碳转化率上升约10%,产气热值下降约7%;TiO2可避免气化过程中熔融物的生成;随着温度的升高,固体产物中无机盐的种类未发生变化;TiO2与半焦中的Na2CO3反应生成Na2O·nTiO2,与Na2SiO3结合生成Na2TiSiO5,改变了元素Na与Si的存在形态。     

甜菜果胶-WPI复合对β-胡萝卜素乳液消化特性的影响

基于静电吸附原理和酶促交联原理,分别采用静电自组装与酶促交联技术对β-胡萝卜素乳液进行界面改性,将甜菜果胶层吸附于蛋白乳液界面。结果表明,以乳清分离蛋白(WPI)作为乳化剂,果胶质量分数为0.15%时,可以制备出两种改性β-胡萝卜素乳液。尽管改性乳液的粒径明显大于原乳液,但是,消化后β-胡萝卜素的生物有效率明显低于原乳液,表明改性后的β-胡萝卜素乳液具有一定的缓释功能。并且,果胶间以酶促交联形式存在的改性乳液受pH值的影响更小,缓释效果更突出。     

射流自吸式离心泵三维湍流数值模拟与实验分析

为了获取射流自吸式离心泵内部流动信息,以一内置射流喷嘴的自吸式离心泵为研究对象,建立了各过流部件三维水体,采用了RNG k-ε湍流模型,通过6组网格无关性检查,确定了计算所需网格,运用CFX 14.0流场分析软件数值模拟预测了7种不同工况下外特性和内部流动,得到了全流场压力、速度等物理量变化规律,并将数值模拟结果与开式实验台测试结果作了对比分析。结果表明,设计工况下数值模拟与实验扬程、轴功率和效率的相对误差为2.63%、6.16%和14.29%,泵实际效率较低,其值为15.68%;当流量Q3.5 m3/h时数值模拟和实验的功率曲线呈近似水平直线,变化很平缓;喷嘴到直线段之间的速度分布沿旋转轴对称,扩散段和叶轮进口之间速度呈上大下小分布,液流不均匀进入叶轮进口;L=0.148 m处是静压、速度和湍动能耗散率等物理量剧烈变化的分界点,静压在此处为最小值,而速度和湍动能耗散率为最大值。数值计算结果为该泵性能预测设计提供了直观的理论依据。