传感器节点自主供电的环境混合能量收集系统设计

农田复杂环境及大面积监测需求对农业物联网传感器节点的供电提出了极大挑战,而环境能量收集技术则使低功耗农业物联网传感器节点的自供电及免维护成为可能。针对传统能量收集装置中收集的环境能量单一有限、装置体积大、可靠性差的问题,该文提出了一种新型混合环境能量一体化收集系统。该系统定位于环境中普遍而丰富的射频电磁波能量和振动能量,通过射频收集天线和压电陶瓷的有效结合,同时收集2种环境能量,并经整流转换成直流电能。能量收集天线使用普通FR4印刷电路板实现,工作在手机通信频段1.9 GHz(3G频段),测试的回波损耗为-20.5 d B,对电磁波能量收集的最高输出功率可达到38 mW,测得收集到的振动能量最大输出功率可达到25 mW,满足低功耗传感器节点的功率需求。该装置不仅可以有效提高系统供电的可靠性和对环境的适应能力,还大大降低了传统混合系统的尺寸,可为农业物联网快速发展中的传感器节点可靠供电问题提供参考。     

挖坑机扭转振动特征对的动力学分析

为避免挖坑机传动系统因扭转振动导致强度不足,在对W-60型挖坑机的非链状结构进行链状简化的基础上,用动力分析与动态设计方法,建立了系统的动力学模型,求得了系统的前5阶固有频率和对应的主振型,从而获知系统以第2和第4阶模态振动时,机器零件易发生非正常失效。     

拖拉机机体振动分析方法及其应用

介绍了一些拖拉机振动试验方法。通过理论分析,对拖拉机机体的竖向振动特性进行了系统的研究,建立了一套新的、较完整的振动分析方法,并通过了大量振动试验验证,提供了许多轮式拖拉机的振动数据,为驾驶座的动态设计提供了有效实用的根据。针对拖拉机的特点,建立了双输入输出线性系统力学模型,由此推导出该系统的凝聚函数,并用于定量分析多输入输出系统中各输入于输出之间的相关性。还提供了许多应用实例。     

电磁振动排种器振动特性的理论分析

排种器是播种机械的核心,是决定播种机性能的主要因素。在设计排种器时,首先要对其进行振动特性分析,找出影响排种器排种性能的因素,并作为后续设计的理论依据。为此,介绍了电磁振动排种器的工作原理,并对其振动特性进行了理论分析,从而为电磁振动排种器的设计提供了理论依据。     

套筒式橡胶减振器的疲劳工况试验研究

为了准确掌握金穗4SW系列马铃薯挖掘机摆动分离筛新型套筒式橡胶减振器的疲劳工况，进行了田间试验和实验室试验。试验表明，该橡胶减振器能够满足生产实际要求和对橡胶减振器的设计寿命要求。给出了符合橡胶减振器疲劳损失衡量标准的静刚度损失值，经生产实践证明，此值具有指导生产的实际意义。     

振动气吸式精密播种装置振动特性分析

振动气吸式精播装置是利用振动气吸工作原理实现精量播种的关键设备。散粒体动力学理论表明:为使物料运动更均匀、稳定,必须减少散粒体的内摩擦系数,增加其流动性。特定物料的内摩擦系数是常数,要想在不改变其物态的情况下改变其内摩擦系数是不可能的。为此,采用电磁振动方式来改善种子的流动性,使种子产生"沸腾"运动;同时,研究了电磁振动台的幅频特性,由此可以确定振动台的工作范围,对精播机设计有指导意义。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON VIBRATION AND NOISE BY C6132 LATHE

This paper presents the principle of high-pass-absolute-value demodulation tcchnigue which is applied with spectrum analysis to investigate the vibration and noise produced by the C61 32 Lathe. The main noise sourse is found out and some reliable data are provided to decrease the noise and vibration and to improve the dynamic performence of the c6132 Lathe.     

主被动闭环融合调姿隔振平台动力学建模与模态分析

以载体设备对稳定工作环境的需求为背景,提出一种多维调姿隔振平台新构型,以实现大幅度位姿扰动的补偿和中高频振动的隔离。机构由3个分支组成,每个分支包含1个由主动调姿、被动隔振单元组成的闭环子链。借助于旋量代数及影响系数理论建立机构的运动学模型,得到动平台、开链分支、电动缸分支对广义坐标的一、二阶影响系数。建立机构主被动分离形式的动力学模型,并以此为基础对其进行模态分析。通过脉冲激励对原理样机进行模态实验,实验结果表明,固有频率的实验测定值与理论计算值接近,验证了理论模型的正确性。响应特性的实验结果表明原理样机能够对低频段的位姿扰动进行补偿,结合中高频的被动隔振,原理样机具备了较宽频带的调姿隔振能力。     

脱涡致振式压电风力发电机性能分析与试验

为满足农业遥感监测系统的供电需求,减少化学电池对水和土壤的污染,提出一种脱涡致振式压电风力发电机,并从理论和试验两方面进行了研究。建立了脱涡致振式压电风力发电机的理论模型,通过仿真分析研究迎风角、压电振子长度及风速对压电振子变形量的影响,并对发电机样机进行了测试试验。结果表明,不同风速下均存在两个最佳迎风角,使发电机输出电压较大,压电振子长度为60、78mm,风速为7.6、11.6、12.4m/s时的两个最佳迎风角分别为(35°,135°)、(45°,125°)、(50°,120°)和(35°,120°)、(40°,115°)、(45°,110°)。当迎风角为120°时,存在最佳风速,使发电机输出电压达到最大;随着压电振子长度的增加,最佳风速由12.4m/s降低到8.4m/s,其对应的最大输出电压由16.6V增加为16.8V。当外接电阻为150kΩ、迎风角为30°时,试验测得最大输出功率为1mW。研究表明,根据实际风速确定合理的迎风角及压电振子长度可提高发电机的发电能力。     

基于振动的土壤挖掘阻力与耗能特性试验研究

为了研究振动频率、振动方向等参数对振动式土壤挖掘降阻特性和耗能特性的影响,设计开发了振动式土壤挖掘阻力试验台。经理论分析、计算确定了振动挖掘机构运动参数。在土壤平均相对湿度为27%、平均土壤坚实度为2.2MPa条件的室内土槽系统中,在挖掘深度150mm、前进速度0.15~1.00m/s、振动频率2~20Hz的因素条件下,利用该试验台开展了土壤振动挖掘阻力和耗能特性试验研究。结果表明,振动式土壤挖掘能够有效降低工作阻力,其降阻率先随着振动频率增大而增大,在2~20Hz频率段,前后方向振动和垂向振动振幅分别为13mm和10mm时,其最大降阻率分别可达到21%和25%。降阻率在10~14Hz后增长速度变缓,表明该区间处于土壤的自振频率区间。前后方向振动下土壤挖掘降阻率和振动速度与前进速度的比值有关,当振动速度小于前进速度时,降阻率比较小,随着振动频率增加而缓慢增大;当振动速度大于前进速度后,在对应的频率点其降阻率会迅速上升,之后增长速度逐渐变缓。由于需要额外激振能量输入,两种振动方向的强迫振动式土壤挖掘综合耗能并不减少,在振动频率低于10Hz下,耗能比范围在1~1.07,但超过10Hz后,耗能比会随着振动频率增大以较快速度增加。振幅的增大能够使土壤挖掘阻力获得一定的降低,但同时振动挖掘耗能有较大的增加。