荔枝压差预冷包装箱内气流场模拟与试验

气流组织是压差预冷过程中影响预冷时间和效果的重要因素.采用标准k-ε模型和SIMPLE算法,利用Fluent软件对荔枝压差预冷包装箱内的气体流场进行了模拟.得到了包装箱长度与箱内静态压力关系的拟合方程,拟合精度为0.817,并通过试验进行了验证.试验与模拟得到包装箱内部相对压力的大小随包装箱长度的变化规律呈线性正相关趋势,其中进风口压力最大,出风口压力最小.     

基于改进人工蜂群模糊聚类的葡萄图像快速分割方法

为解决基于模糊C-均值聚类(FCM)的图像分割算法需要预先给定初始聚类数目和聚类中心,易使得算法陷入局部最优的问题,提出一种改进的人工蜂群优化模糊聚类的图像分割方法。该方法在传统的人工蜂群的基础上进行优化,以FCM算法中目标函数为基础改进人工蜂群的适应度函数,运用蜂群行为中的采蜜蜂、跟随蜂和侦察蜂的分工合作来快速求解图像中的最优初始聚类中心,将求出的最优聚类中心输入给FCM进行处理,根据最大隶属度原则对果实图像进行分割。以300幅不同光照情况下拍摄的夏黑葡萄果进行分割试验,试验结果表明,改进的图像分割方法能更快地将水果从自然环境中分割识别出来,单幅图像平均分割时间为0.219 3 s,正确分割率达到90.33%,能满足采摘机器人及水果分级系统对目标图像的实时性要求。     

基于仿生微织构的电动修剪机刀具磨损性能研究

针对普通电动修剪机刀具易磨损、崩刃等情况,设计了一种蚯蚓仿生微织构刀具,以蚯蚓体表形貌为基础,利用激光成型技术加工刀具表面微织构,研究激光成型参数对成型沟槽几何尺寸的影响;通过摩擦磨损对比试验研究了仿生微织构刀具和普通刀具的摩擦因数和磨损情况,分析仿生刀具减磨机理;通过自制剪切试验平台对不同直径龙眼树枝进行刀具剪切试验,验证仿生刀具减磨特性。研究结果表明：优化后激光成型仿生刀具的工艺参数为：激光功率75W、激光扫描速度4.8mm/s;仿生刀具微织构实际尺寸为：沟宽138.3μm,沟深33.5μm;与普通刀具相比,载荷400g下沟槽间距1.6mm时微织构仿生刀具表现出最小摩擦因数02619和体积磨损量616.70mm3,具有明显减磨特性;随载荷增加磨损机制逐渐由黏着磨损、微切削磨损向磨粒磨损和氧化磨损的复杂磨损形式转变;磨损稳定时,沟槽间距1.6mm微织构仿生刀具所需剪切次数50~55次,比普通刀具剪切次数(45~50次)高5~10次,沟槽间距1.6mm微织构仿生刀具在剪切直径10、15、20mm的树枝磨损面积稳定次数分别为35~40次、45~50次、50~55次,树枝直径越大微织构刀具抗磨效果越明显。     

荔枝柔性疏花器设计与试验研究

为实现荔枝机械疏花的高效作业,设计了1种机械柔性疏花器.通过开展不同处理方式的试验研究,发现胶条转速和胶条间距对疏花时间、疏花率有显著影响,而对坐果数、单果质量以及果实大小没有影响.胶条转速越大、胶条间距越小,疏花时间越短,疏花率越高.不同机械疏花处理后的单果质量、果实大小均比对照显著增加,果实大小、果形指数比较一致,而对照的果实大小差异较大.平均果质量与单穗坐果数之间呈负相关.     

基于摆动冲击试验的青香蕉碰撞损伤敏感性评估

目的 评估一束适收期青香蕉果穗内梳层节点、节点嵌套的内外排层、果指表面区域和冲击水平对果实碰撞损伤敏感性的影响,为后续生产处理环节中确保果指质量的针对性防护提供参考。方法 嵌套、单因素和正交试验设计结合单因素及多因素方差分析,确定显著影响果实碰撞损伤敏感性的因素及主次关系。设计和搭建摆动冲击试验台,开展果实的碰撞损伤试验。通过测量碰撞部位的损伤体积和吸收能量,计算果实的碰撞损伤敏感性(单位吸收能量下的损伤体积)。结果 嵌套试验结果表明：梳层节点对损伤敏感性无显著影响;节点嵌套的排层对其影响极显著;根据多重比较分析结果节点嵌套排层的14个水平可分为4组。单因素试验结果表明：果指表面区域对损伤敏感性的影响极显著,近果顶端>果指中部>近果柄端;损伤敏感性随冲击水平的提高而显著增加。正交试验结果表明：影响果实碰撞损伤敏感性各因素的主次顺序为冲击水平>生长位置>果指表面区域。结论 一束香蕉梳层节点嵌套的内外排层及果指表面不同区域的碰撞损伤敏感性具有统计意义上的差异。     

蓄冷式冷藏箱降温过程的数值模拟及试验验证

【目的】研究蓄冷式冷藏箱降温过程中的温度变化速率和温差。【方法】采用CFD模拟软件对冷藏箱内流场进行非稳态数值模拟;建立包括冷藏箱内部和外部环境在内的三维耦合模型;分析蓄冷式冷藏箱降温过程中贮藏室内温度场分布规律;得出贮藏室内横截面和纵截面流场分布图。基于所建立的模型,研究不同风机风速、回风道面积和冷条初始温度对贮藏室流场的影响。【结果】模拟结果表明,冷藏箱可以在8 min内将贮藏室温度从16℃降低到0℃,正对回风道的区域温度较低,其他区域温度分布比较均匀。模拟结果与试验结果比较吻合,贮藏室温度变化平均绝对误差为0.68℃,温度分布平均绝对误差为0.29℃。提高风机风速,增大回风道面积,降低冷条初始温度可以缩短降温的时间,贮藏室温度变化速率随着降温时间逐渐减小;贮藏室内的温差随风速的增加而减小,随回风道面积的增大和冷条初始温度的降低而增大。【结论】该研究结果可为蓄冷式冷藏箱降温参数的优化设计提供一定的参考。     

荔枝采摘机器人拟人指受力分析与夹持试验

阐述了采摘机器人的新型拟人夹指机构,分析了夹持的力封闭性,建立了扰动条件下的荔枝母枝夹持模型,导出了一种夹持力计算方法;用压力机对结果母枝进行了夹持试验,建立了夹持力、母枝直径等与抓举重力间的关系,给出了定量描述;用机器人在野外环境下进行动态采摘试验,验证了夹指的可靠性。结果表明:所设计夹指结构能适合不同直径母枝的稳定夹持,对母枝损伤小;所建立的回归方程有效,夹指在外力扰动情况下可以实现稳定夹持;野外环境下使用15N夹持力采摘荔枝果串,夹持成功率为100%。     

果园喷雾机喷头类型与喷雾角度 对雾滴沉积的影响

为研究喷头类型与喷雾角度对雾滴沉积的影响规律,将喷头在垂直平面上的喷雾角度设置为0°、±15°、±30°、±45°,选用标准实心圆锥喷头HH-SS1、扇形喷头HU-SS60-02和HU-SS60-03共3种喷头进行喷雾试验,通过雾滴沉积量和雾流穿透能力两个指标综合择优喷头喷雾角度。结果表明:3种喷头喷雾角度分别为-15°、-30°和-30°时叶片正面喷雾效果较优,角度为30°、30°和45°时叶片反面喷雾效果较优。不同喷头对应的叶片正、反面的雾滴沉积分布随喷雾角度变化的趋势基本一致,但喷头雾滴粒径越大,达到较优喷雾效果所需的喷雾角度值也相应增加。