基于太阳能驱动的空气制水灌溉设备设计

文章设计了一种利用太阳能驱动的空气制水农用灌溉设备,通过优化太阳能板、过滤系统和布局,将空气中水分高效凝结为灌溉水。经仿真计算,该设备冷凝器受到的最大应力为5.06 MPa,最大位移量为1.5 mm,均满足材料强度要求。此设计通过冷凝器将水分从空气中提炼出来,相较于传统的水泵系统,能耗更低,能量转化率更高。

齿板式棉秆扶拔装置设计与试验

针对新疆地区棉秆整株拔取难、拔断率、漏拔率高的问题,该研究设计一种齿板式棉秆扶拔装置,以不入土拔取棉秆,减少对地膜影响。齿板式棉秆扶拔装置由V型齿板组、扶禾皮带、调节装置等组成。采用解析法对V型齿板组、扶禾皮带夹秆运动过程进行分析,建立V型齿板组夹秆点速度方程和扶秆轨迹,结合棉花种植农艺要求得到齿板转速大于前进速度,夹持皮带水平分速度大于前进速度,确定工作参数范围。为了探明各参数对拔秆效果的影响,以拔断率、漏拔率为指标,以前进速度、齿板转速、皮带线速度为试验因素,使用Design Expert 13设计三因素三水平二次回归正交试验。结果表明,皮带线速度大于0.85 m/s、前进速度大于0.8 m/s时对拔断率、漏拔率影响最大。响应曲面优化试验得出装置的最佳参数组合为:前进速度0.63 m/s、齿板转速58.57 r/min、皮带线速度0.71 m/s,此时拔断率、漏拔率分别为3.90%和4.34%。田间试验结果表明:前进速度0.65 m/s、齿板转速58 r/min、皮带线速度0.71 m/s时,拔断率、漏拔率分别为3.87%、4.48%与理论预测值相对误差在5%以内,优化结果可靠。研究结果可为棉秆整株起拔装置设计提供参考。

一种文冠果破壳机设计

文冠果是新疆特色林果发展中的重要组成部分,可以很大限度地弥补我国食用植物油的缺口。由于文冠果的硬果皮难以剥离,人工剖果效率低且成本高,国内缺少满足文冠果壳破壳技术要求的机械。该文以文冠果物理和力学特性为基础,设计了一种同时完成分选、分离为一体的文冠果破壳机。采用三叶打板和挤压滚筒配合进行二次破壳,能够有效分离果壳与果仁,通过SolidWorks-Simulation静应力新算例程序,对三叶打板进行静力学仿真特性分析,其中三叶打板的最大应变力为60 MPa,在材料屈服强度内,最大位移量和应变量分别为0.30 mm、0.34 MPa,满足材料强度要求。通过对破壳机的结构参数进行设计优化,极大方便了人们对文冠果的食用,降低了劳动强度和加工成本。

若羌红枣气吸式背负采收机的设计

针对若羌红枣的种植特点,设计了一种新型气吸式背负采收机。该设备采用锂电池作为动力源,同时驱动风机和橡胶辊。旋转的橡胶辊能高效地收集红枣果实和枝叶,通过风机产生的吸力,将采收的果实和枝叶混合物吸入波纹管中,利用输送带与果实、枝叶间不同的摩擦力实现果叶分离:果实被收集到箱中,而枝叶则被抛撒至农田。为验证设计的合理性,采用Simulation软件进行仿真分析。结果显示,橡胶辊最大应力为7.4 MPa,最大应变为0.04 mm。该机适用于小型农田的若羌红枣采收。

电磁蠕动攀爬式灯杆清洁机器人的设计

为避免高空清洁人员作业安全隐患,设计了一种电磁蠕动攀爬式灯杆清洁机器人。介绍了机器人的总体设计和重要机构设计,分析了工作过程,并进行了电磁吸盘应力和位移仿真。这一机器人利用均布的电磁吸盘提供电磁吸力,实现对灯杆的吸附。利用丝杠传动,在步进电机的驱动下配合爬升机构实现蠕动爬升。通过三维建模仿真分析,验证设计、选材的合理性。

数控技术课程混合式教学实践与反思

针对新疆农业大学机电工程学院数控技术课程实践过程中出现的学生学习主动性不高、教学效果提升不明显、理论与实践结合不充分等问题,提出对该课程开展混合式教学实践改革。结合翻转课堂、“线上+线下”教学模式、课程思政等改革措施,充分利用“秾大云上网络平台”等现代化教学手段,将学习决定权交给学生,从而挖掘学生学习潜能,提高课程质量。通过对该课程的混合式教学实践,取得了良好的教学效果,提出了教学改革的措施,为提高教学效果和促进人才培养目标的实现提供了一定的参考价值。

一种巴旦木壳仁分选除杂机的设计

基于目前国内缺乏适合新疆莎车种植的巴旦木壳仁分选模式和技术要求的机械,以米桑、双果和晚丰3个品种巴旦木为样本,通过对筛分部分、破壳部分、输送部分及皮带传动系统的选型和计算,设计了一种新型的巴旦木壳仁分选除杂机。运用Solidworks软件完成三维建模,利用Simulation求解破壳辊静力学仿真特性:破壳辊的最大应力为5.06 MPa,最大位移量为1.5 mm,满足材料强度要求。经校核零部件无干涉影响,验证了设计、选材的合理性。

基于改进Tiny-YOLOv4的棉花顶芽轻量化识别方法

为了解决既要提高棉花顶点识别效率,又要简化复杂模型以便在边缘计算设备上部署的问题,本研究提出了一种基于Tiny-YOLOv4的改进方法。对Tiny-YOLOv4的backbone网络进行了结构优化,通过用更高效的Bottleneck模块替换原有的第一个BottleneckCSP模块,简化了模块内的连接,直接将部分输入特征图传递至输出,有效减少了模型的参数数量和计算复杂度。针对棉花顶芽的检测还引入了微型CSP-Spatial Pyramid Pooling模块,旨在提升对微小物体的检测准确性并进一步降低计算负担。经验证,改进后的模型相比Tiny-YOLOv4模型,在计算复杂度上减少了33%的浮点运算,处理时间缩短至0.071 s。结果表明,该方法在确保高效识别的同时,显著降低了计算复杂度,展现了其在轻量化部署方面的优势。

基于新工科建设的工业机器人应用实训项目开发——以应用型本科为例

新工科建设是中国高等教育探索颠覆式革命性人才培养的里程碑。本文基于新工科创新人才培养的理念,以多学科、多系所、多线条交叉开展平台建设,快速整合机器人相关学科内容与单元,结合应用型本科院校的实际硬件、软件建立了工业开源机器人实训操作平台,以项目为中心的串编课程体系配套多种工业实际应用场景中的实际工艺情况。开源的实训平台使学生在学习过程中提高了积极性并获得综合应用知识的能力。

新农科背景下虚拟现实技术在教学中的应用——以液压传动课程为例

文章结合虚拟现实技术在教学领域中的应用,针对液压传动课程中液压元器件最具挑战性的概念进行了深入研究,将复杂元器件的三维动态模型与“秾大云上”教学平台相集成,为学生提供了一个充满互动性的学习环境。实验结果表明,该方法可以显著提高学生的认知能力,提升液压传动课程教学效果,为增强新农科教学的有效性和动态性提供了新的视角和可能性。

一种共轴反转橡胶辊棉秆起拔装置的设计

棉秆处理是棉花生产全程机械化的重要环节之一。现有的棉秆粉碎方式还田容易成为病虫害的载体,同时也是生物质资源的浪费。拔秆收获是最佳方式。在新疆地区(660+100)mm小双行种植模式下,现有机具对棉秆的拔取十分困难。为此,设计一种共轴反转橡胶辊棉秆起拔装置。该装置结构简单、可靠、操作难度低,为解决新疆棉田棉秆拔除回收难题提供了新颖的解决思路。

一种夹持链式新疆棉秆起拔机的设计

棉秆的回收利用对于棉花产业发展至关重要。本文针对新疆棉花(66+10)cm的宽窄行种植模式,设计了一种夹持链式新疆棉秆起拔机。该机具采用波浪齿状的夹持链条对棉秆进行夹持起拔,并辅以拨秆轮和导向板来收获棉秆。通过对起拔机主要部件的受力计算,并运用Simulation对起拔机关键部件进行静力学仿真分析,得到了主要部件的应力、应变分析图。结果显示:起拔链条的最大应力为341.6 MPa,低于材料屈服强度极限;最大形变位移为0.34 mm,符合材料强度要求。本文提供了一种新颖的棉秆起拔机设计方案,可为新疆棉花收获机械研发提供理论依据和技术支撑。

梳齿式万寿菊采摘机的设计

万寿菊的收割是一项劳动密集且繁琐的工序,目前万寿菊收割仍然依赖人工操作,机械化水平极低,导致效率低下和成本高昂。本文针对南疆地区的种植特点设计了梳齿式万寿菊采摘机。该机采用梳齿式收割头,在连续对万寿菊进行刮剪的同时,通过旋转的梳齿和液压伸缩杆解决了花朵进入采摘部件困难的问题,在收割过程中减少了对花朵造成的损害。对关键部件收割头进行了运动学仿真与分析,研究内容为提升万寿菊机械化采摘效率以及同类植物采摘提供参考。

基于工程问题导向的机电类专业课程项目库的建设和应用

新工科背景下机电类专业学生的培养要求具备系统性分析运用机—电—液综合知识的能力。课题小组采用工程问题导向的教学模式,通过调查、座谈、访谈等方式,对新疆制造型企业进行调研,在与行业从业者广泛磋商后设计并建立制造型企业基于工程问题导向的“线上”项目库,并在新疆农业大学机电工程学院机电类“力行班”(拔尖人才培养班)的教学活动中进行试点教学。教学实践表明:该教学模式提高了学生在地方制造行业的参与度,提高了应用理论知识的信心和新工科人才系统分析的综合能力水平。

PLC在汽车混线生产线中的应用

本文基于GB18352.6—2016背景以及PLC理论,以大众汽车生产线新增桑塔纳国六车型项目为实验平台,在底盘预装线的PLC程序中增加了国六车型,并通过生产线批量生产车型验证了PLC程序变更后的正确性及可靠性,为德系汽车底盘预装线如何使用PLC程序新增车型提供理论参考。

新疆莲藕旱田采收机的设计

针对新疆地区莲藕收获期因气温过低导致莲藕采收困难等问题,设计了一款莲藕采收装置。主要适用于莲藕收获时,藕农将藕田中水放干“晒田”后进行采收的藕田作业。该装置主要由内燃机、变速箱、机架、液压支撑装置、浮土剥离装置、莲藕采挖传送装置、莲藕清洁系统及莲藕储存箱等装置组成。该装置具有结构紧凑、使用方便、工作效率高、环境污染小、便于维护等特点。可解决新疆藕农在莲藕收获时效率低下、成本高、挖掘困难、劳动强度大等问题,使新疆藕农在莲藕收获时的劳动条件得到了极大改善。