曲柄摇杆振动破壳油茶果粗选机运动学分析及试验

为验证所设计的油茶果粗选机的合理性,该文首先对其进行简化,联系振动筛工作原理和受力分析对其运动参数进行分析,找出影响物料运动的因素,并验证其运动参数设计合理;其次利用ADAMS仿真软件对该机进行运动仿真,得到物料模型的振幅曲线图,通过使用振幅递减法分析曲线图的变化规律,验证其振幅设计合理;最后通过三水平三因素正交组合试验,得出各因素对茶籽保有率和筛分效率的影响显著性顺序。利用Design-Expert软件分析得出当粗选机曲柄转速、筛面倾角、筛面长度取值为276.12 r/min、6.69°、1 005.8 mm时,茶籽保有率和筛分效率均达最佳值(分别为96.84%和96.77%),验证了粗选机的设计满足工作要求。该研究结果为后期精选机的设计提供了参考。     

基于旋量理论和Sylvester结式法的6自由度机器人逆运动学求解分析

针对传统denalit-hartenber(D-H)参数法进行机器人运动学建模存在的复杂性、奇异性以及逆运动学求解困难等问题,该文基于旋量理论建立了多自由度串联机器人的矩阵指数积(product-of-exponentials,POE)运动学模型,而同时旋量理论机器人逆运动学求解问题归结为高维非线性方程组的求解,于是引入希尔维斯特(sylvester)结式法进行逆运动学方程组求解,并在数学符号化运算Maple软件实现了逆解算法过程,最后通过实例计算表明,该逆运动学模型及求解方法高效准确可靠,物理和数学意义明确,实用性强,能够推广到其他构型机器人的运动学建模以及逆运动学的求解,为机器人逆运动学的快速求解提供了参考。     

小麦籽粒碰撞模型中恢复系数的测定

为了建立小麦颗粒在清选振动筛和播种器中的碰撞模型,该文基于运动学方程原理构建了小麦恢复系数测试装置,对小麦的弹性特性进行了测定。试验采用河南省商丘市宁陵县黄岗乡小麦自留种,采用单因素试验结合响应面分析法,研究了碰撞材料、材料厚度、下落高度和小麦含水率对小麦恢复系数的影响。结果表明碰撞材料对小麦恢复系数影响较大,小麦的恢复系数随着碰撞材料刚度的增大而增大;小麦恢复系数随着下落高度和含水率的增大而减小,随着材料厚度的增加而增大。针对Q235碰撞材料,各因素对小麦恢复系数影响的显著性排序为：小麦含水率>材料厚度>下落高度,且小麦含水率与材料厚度2个影响因素的交互作用较为明显。该文的研究结果可为联合收割机清选振动筛和精密播种机的数值模拟和产品设计提供依据     

采用高速摄影技术测定油葵籽粒三维碰撞恢复系数

为了建立油葵籽粒在收获、输送等机械化生产环节中与机具零部件间作用的碰撞模型。该文基于镜面反射原理和运动学原理,设计了模拟三维空间坐标系的油葵籽粒碰撞恢复系数测定装置。选取新疆收获期矮大头DW667品种油葵籽粒作为研究对象,借助高速摄影技术,记录油葵籽粒在空间碰撞运动中的三维动态坐标。针对影响油葵恢复系数的因素:碰撞材料、下落高度、碰撞角度、碰撞部位、材料厚度和含水率等开展了单因素试验和正交试验研究。单因素试验结果表明,油葵籽粒与Q235、铝合金、有机玻璃、橡胶等碰撞材料之间恢复系数依次减小;油葵籽粒与Q235之间恢复系数,随碰撞角度的整体变化趋势是随碰撞角度增加而增大,随着下落高度的增加而减小,随着材料厚度的增加而增大,随着含水率增大而降低,且在碰撞部位试验中,籽粒上侧与碰撞材料碰撞恢复系数最大。建立了下落高度、碰撞角度、材料厚度、含水率与恢复系数的回归方程,且方程的决定系数均大于0.95。正交试验结果表明,影响恢复系数各因素的次序为:碰撞材料>碰撞部位>下落高度>碰撞角度>材料厚度>含水率,其中碰撞材料、下落高度、碰撞角度、碰撞部位影响极显著,材料厚度、含水率影响显著。对比试验结果表明:基于古典牛顿法求解的恢复系数值小于能量角度求解的恢复系数值;三维碰撞法比二维碰撞法求解的恢复系数值高。验证试验结果表明:三维碰撞法计算出的预测反弹高度值更接近油葵籽粒实际反弹高度值。该研究结果可为油葵机械化生产关键部件优化设计提供参考以及为农业物料参数求解提供新的思路。     

皮带张紧轮式离合器反求分析

以德国CLAAS联合收割机割台传动皮带张紧轮式离合器为反求对象,运用反求工程技术,分析了其设计意图和工作原理,实测了弹簧的技术参数,进行了动力分析。反求结果表明:弹簧能自动调节张紧轮位置,以适应V带小幅度的变形;动力传动可靠、有效,可以在农业机械中借鉴和使用。     

The effect of mulching and tillage on the water and temperature regimes of a loess soil: Experimental findings and modeling

Crop residues and tillage are being advocated for their potential effectiveness to modify the soil hydrothermal regime. This study was carried out to quantify the effect of straw mulching and rotary hoeing on the soil water and thermal regimes of a loess soil. The field experiment consisted of four treatments: (1) no mulching and no rotary hoeing as control, (2) rotary hoeing, (3) wheat straw mulching, and (4) wheat straw mulching with rotary hoeing. During the study period from 5 August to 20 September 2002, soil water content and pressure head were measured daily at five soil depths (0.05, 0.15, 0.30, 0.45 and 0.60 m). Soil temperatures were measured at hourly resolution at three depths (0.05, 0.15 and 0.30 m). Mulching decreased soil water loss on an average by 0.39 mm d⁻¹ and rotary hoeing increased water loss on an average by 0.12 mm d⁻¹ as compared to control. Volumetric soil water contents at pF 1, 1.8 and 2.5 up to 30 cm depth were highest (0.418, 0.390, and 0.360 m³ m⁻³, respectively) with the application of wheat straw mulch and lowest (0.393, 0.363, and 0.333 m³ m⁻³, respectively) with the rotary hoeing. Soil thermal conductivity measured at pF 1, 1.8, 2.5, 3, and 3.7 decreased with increasing suctions in all the treatments. However, the tillage and mulching did not affect the soil thermal conductivity. Further, compared with the control, mulching reduced average soil temperatures by 0.74, 0.66, 0.58 °C at 0.05, 0.15, and 0.30 m, respectively, during the study period. The rotary hoeing tillage slightly increased the average soil temperature by 0.21 °C at 0.05 m depth compared to control. The tillage effect did not transmit to deeper depths. The numerical model Hydrus-1D was used to simulate the water and temperature regimes of the treatments. Simulations with hydraulic parameters derived from laboratory measurements did not yield satisfactory results. Only when the hydraulic parameters were optimized by the inverse method, simulations performed well. The largest deviations were observed in the wheat straw mulching treatment. Simulations were further improved by adjusting the potential evaporation rate from the measured data which was achieved by linking the inversion code UCODE to the Hydrus-1D. Soil temperatures at 0.05 and 0.15 m in all the treatments were modeled well, yielding root mean square errors between 0.3 and 1.7 °C. As for soil water, the largest temperature deviations were found for the mulching treatment. All simulations underestimated soil temperatures at 0.30 m. In conclusion, crop residue can be utilized as mulching to improve the soil hydrothermal regime and the Hydrus-1D model can be used as a tool for analyzing water and heat transport processes and for estimating hydraulic transport parameters under field conditions.     

高枝修剪机剪枝运动学和动力学分析

高枝修剪机在修剪过程中锯切力大小不断变化,圆锯片、齿轮副及操作杆承受的作用力和力矩也随之变化,这些因素都会影响修剪杌工作的稳定性.通过对高枝修剪机在工作过程中的运动学和动力学分析,建立相关修枝动力学模型,确定影响锯切平衡的主要因素,为高枝修剪机的结构优化设计提供理论依据.     

机械系统虚拟样机软件原型的实用化研究

概述了机械系统虚拟样机仿真软件的作用与现状，采用软件工程学中的原型开发思想，分析了从软件原型到实用化、商品化以及产业化的开发过程，提出了机械系统虚拟样机软件实用化的基本内容和要求，应用多刚体系统动力学理论和面向对象的分析与设计方法，从数学建模、拓扑结构、约束类型、运动学动力学分析、数据交换以及人－机接口等方面进行了讨论。     

ADAMS仿真在联合收割机气流清选研究中的应用

阐述了基于ADAMS ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System,机械系统动力学仿真分析软件）的实体运动学仿真方法,具体讨论了其实现过程,包括仿真模型的建立以及仿真分析结果的处理等。以油菜联合收割机气流清选过程中物料的运动学仿真为例,说明了这一方法的有效性及优越性。     

闭链二自由度平面五杆机构运动分析

应用矩阵法建立常用闭链二自由度平面五杆机构基本杆组运动分析数学模型,并据此编制相应的杆组位移、速度和加速度分析模块,开发了平面五杆机构的计算机辅助分析与仿真系统,实现了机构运动参数数值计算、运动线图自动绘制和机构动态仿真等计算机辅助可视化运动分析,所建立的数学模型与开发的程序具有较强的通用性．最后以机械系统动力学分析软件ADANS进行仿真,验证了机构运动分析数学模型及程序的正确性．