甘薯起垄机适应性试验与分析

京郊地区甘薯生产机械化技术落后,专用机具短缺。甘薯起垄机多为简易制作的起垄机或用其他起垄机具代替,起垄质量差,垄形不统一,影响甘薯生长,造成土地浪费。开展了甘薯起垄机适应性试验,筛选适宜京郊地区甘薯起垄作业的机型。选择1-QL型起垄机、1-GQL-2型起垄机和1-GKN-2型甘薯起垄机3种机型进行试验,检测结果表明,1-GQL-2和1-QL均可满足标准要求,1-QL适宜小型地块作业,1-GQL-2适宜大型地块作业。     

玉米精量播种机适应性试验与分析

玉米精量点播技术可提高玉米产量,省工节本,增加经济效益,而京郊地区此技术应用较少。为了在北京地区推广玉米精量播种技术,开展了玉米精量播种机适应性试验,明确适宜推广应用的播种机型。根据京郊地块特色选择库恩MAXIMA-6、迪尔1030-4和2BMF-4型玉米精量播种机参与试验,试验结果表明,3种机型均可达到NY/T 1628—2008《玉米免耕播种机作业质量》要求,库恩MAXIMA-6、迪尔1030-4适宜成方连片大型地块播种作业,2BMF-4适宜小型地块作业。     

基于流变和电特性的豆浆凝固过程动力学解析

凝固工序是豆腐生产的关键工序,直接影响豆腐的品质和得率。凝固温度和凝固时间是影响凝固工序的2个关键因素。为了分析凝固温度和时间对豆浆凝固过程的影响,研究了豆浆在凝固过程中流变特性的在线检测方法,采用电阻抗图谱法和动态流变法检测豆浆在凝固过程中电特性和流变特性的变化,建立了不同凝固温度下电特性和流变特性的关系模型。结果表明,电阻抗图谱法和动态流变法均能分析豆浆的凝固过程,其过程由两段一级反应组成且符合连续一级反应模型;第1段反应速率随着温度的增加而增大,是第2段反应速率的10多倍;根据电阻率、弹性模量和黏性模量计算得到活化能分别为17.82、112.90、53.72 k J/mol,表明豆浆在凝固过程中流变特性的变化受温度的影响更大。电特性测量提供了豆浆在凝固过程中流变特性的在线检测方法。     

偏心—椭圆齿轮行星轮系栽植装置动力学优化与试验

为获得偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置最优的机构参数,在建立其动力学分析模型的基础上,以一个作业循环中支座垂直方向所受作用力的峰值力和波动最小为目标建立其动力学优化模型。为验证所建立的动力学分析模型的可靠性,以该装置满足理想栽植要求的非劣解集为约束条件,运用所建立的动力学优化模型优化得到该装置最优的机构参数,进而基于最优机构参数搭建试验台进行动力学特性测试,测得了该栽植装置在工作转速为40 r/min时一个工作循环中支座垂直方向受力与行星架转角的关系,通过试验结果和理论结果的对比分析,表明其动力学分析模型是可靠的,可为其动力学优化提供可靠数学模型。     

基于双次Otsu算法的野外荔枝多类色彩目标快速识别

针对目前野外环境下多类目标识别速度偏慢,导致机器人视觉定位精度低和工作效率不高的难题,以野外环境下成熟荔枝的多类色彩目标识别为例,提出了一种双次Otsu分割算法对多类色彩目标进行识别。首先为了提高算法的效率,改进了传统的Otsu算式;然后对目标色彩图像的背景、果梗、果实分别用改进的Otsu算法进行粗分割和细分割。最后通过与K-均值聚类(K-means)算法、模糊C均值聚类(FCM)算法、Otsu和K-means结合算法、Otsu和FCM结合算法这4种算法进行对比,双次Otsu算法从分割质量及其正确分割率、运行时间、稳定性3方面都优于其他4种算法。实验结果表明,双次Otsu算法对色彩目标的成熟荔枝识别的时间少于0.2 s。     

基于无线传感器网络的稻田信息实时监测系统

针对农田环境信息采集过程中监测周期长、环境干扰大等特点,设计了一种基于混合天线无线传感器网络稻田环境信息实时监测系统,采用分簇路由协议进行组网,为不同类型的节点配置不同类型的天线,并使用转台控制汇聚节点定向天线的方向,以扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性。基于该系统进行长时间稻田组网试验,对网络丢包率和稻田环境参数采集准确性进行测试,试验结果表明,系统运行稳定、测量准确,网络数据平均丢包率为0.44%,稻田空气温度、空气相对湿度和土壤含水率的平均相对误差分别为0.26%、0.64%和0.33%。     

基于ANSYS雾化喷嘴流场分析及参数优化

喷嘴是喷雾作业的终端件,也是核心部件之一。喷嘴的锥形面处是流场速度和压力变化的关键部位,喷嘴入口对喷嘴出口流量和速度有很大影响。为此,运用ANSYS软件模拟了液力式雾化喷嘴的内部流场和喷嘴外部雾化场雾滴分布和速度分布情况,对比分析了不同结构参数对喷嘴流场的影响,为喷嘴结构参数的合理选择提供了一定的参考。     

谷物联合收割机脱粒机机架模态分析

为分析谷物联合收割机脱粒机机架的振动特性,运用Pro/E软件建立机架的三维模型,并导入到ANSYS Workbench中进行模态分析,得到前6阶固有频率、振型特征云图与最大振动变形量,找到机架的薄弱环节,并将固有频率与外部激励加以对比,验证是否能有效避免共振发生。为后面产品设计与进一步的动力学分析奠定基础。     

甘蔗收获机喂入系统结构改进与仿真试验

通过试验研究和虚拟仿真分析发现,现有的小型甘蔗收获机喂入系统齿轮箱设计存在缺陷,易导致喂入系统的甘蔗堵塞。通过分析,对喂入系统结构进行了改进设计,将齿轮箱换成梯形齿型喂入辊,同时两个切割器的刀轴由一对反向同步旋转的液压同步马达驱动;通过Solid Works软件建立喂入系统的三维模型,再通过ADAMS软件进行仿真分析,结果表明:改进后的喂入系统不仅扩大了切割传动机构的物流通道,而且将齿轮箱对甘蔗产生的被动的滑动摩擦阻力转化为改进后喂入辊对甘蔗产生的主动作用的滚动摩擦驱动力;改进后的喂入辊使甘蔗在螺旋提升输送装置上的滞留时间较原来缩短了35.9%,对甘蔗的最大径向作用力比齿轮箱降低了86%,甘蔗更易进入物流通道,其输送性能得到明显改善,解决了喂入系统易于堵塞的问题,对试验部分切割器马达压力测量结果起到了反证作用;仿真试验也表明适当提高喂入辊转速有利于降低甘蔗收获机的堵塞率,为喂入系统结构参数和位置参数的改进设计提供了参考依据。     

北京市不同类型喷灌设备应用效果试验

选取北京市常用的半固定式喷灌设备和圆形喷灌机,在房山区窦店镇、密云区河南寨镇开展实地喷灌效果试验,从灌溉设备质量、灌溉强度、灌溉均匀度和灌溉前后的土壤水分变化等方面,对半固定式喷灌设备和圆形喷灌机应用效果进行分析。结果表明,半固定式喷灌设备喷灌均匀度为86.8%,圆形喷灌机喷灌均匀度为92.3%,与传统管灌相比,在冬小麦灌溉中应用半固定式喷灌设备和圆形喷灌机可分别节水1 514.55、1 771.2 m3/hm2,节水率分别达到31.71%和34.88%。在产量方面,应用半固定式喷灌设备和圆形喷灌机可分别提高小麦产量0.45%和2.99%。结合设备应用成本和节水效果,建立了喷灌设备应用规模数学模型,结果显示,当连片灌溉面积超过22.08 hm2时,使用圆形喷灌机综合效益更高。试验结果为北京市进一步推广大田节水喷灌技术提供了理论依据和设备支撑。