小型基质自动包装机的设计与试验

为提高基质包装自动化程度、降低劳动强度和生产成本,试制了一种小型基质自动包装机。机器可通过PLC可编程控制器控制多台步进电机进行工作,集基质搅拌、定量装填、成型制袋、热封切断等功能为一体,可实现基质包装全程自动化。同时,重点阐述和分析了包装机的关键工作部件设计和工作原理,完成样机试制并进行了包装试验。试验结果表明:整机结构设计合理,运行平稳,包装效果良好,包装速度为42袋/h,包装成功率为98.6%,包装优质率为93.2%,作业质量达到预期设计目标。机器的设计为基质全自动化包装提供了技术参考。

三边封基质自动包装机的设计与试验

无土栽培模式在我国的应用逐渐广泛,但基质栽培袋的机械化生产发展缓慢,造价昂贵的流水线式生产模式并不适合我国个体用户及中小企业的生产情况。为此,针对市场上缺乏小型、实用、低成本、自动化的基质袋生产设备的现状,设计了三边封基质自动包装机。机具在基质包装领域创新使用先装填再制袋的方法,采用PLC为核心的控制系统,由搅拌装置、定料装置、压缩装置、热封装置、换膜装置、机架、传动系统和控制系统组成。在此,介绍了整机的工作原理及各个装置的设计情况,并对整机的生产功能进行了试验验证。结果表明:三边封基质自动包装机能够自动化完成基质袋的生产,生产速率为36袋/h,包装质量满足设计要求,为无土栽培产业的机械化发展提供了技术支持。

基于响应曲面的树枝粉碎装置设计与试验

针对树枝粉碎机粉碎效果差、功耗大等问题,设计了一种树枝粉碎装置,可通过喂料机构对树枝的强制性喂入,鼓式刀辊与定刀对树枝的连续切削,实现树枝的均匀连续粉碎。首先,设计了各关键部件结构参数;其次,基于树枝粉碎过程的动力学分析,分析了影响功耗的因素;再次,采用响应曲面试验,研究了刀具楔角、刀具后角、树枝喂入角对树枝剪切应力的影响;最后,使用Design-expert优化功能并根据加工工艺要求,确定了最优参数组合,并进行验证试验。响应曲面试验结果显示:试验因素的显著性主次顺序为刀具楔角、树枝喂入角、刀具后角;最优组合参数为刀具楔角为37.42°,树枝喂入角为45.41°,刀具后角为4.85°;结合实际加工条件以及工艺加工要求确定粉碎装置参数为刀具楔角40°,树枝喂入角45°,刀具后角5°。试验验证表明:最优组合下树枝粉碎合格率(木屑尺寸小于20mm占比)为96.41%,且小于5mm的占比为82.74%;对比于传统粉碎装置的作业效果,树枝粉碎合格率提升了7.91%,尺寸小于5mm的木屑占比提升了10.94%,优化效果明显。基于响应曲面设计的树枝粉碎装置具有作业质量高、粉碎效果均匀、功耗小的特点,可为树枝粉碎机的设计提供参考。

拖拉机地头转弯的最佳路径研究

为合理设计拖拉机在地头作业时的最佳路径,采用车辆运动学模型,应用最优控制理论,设计了单体拖拉机利用前进挡工作时在进行地头转弯的最佳路径,并用VC++进行了编程。程序运行结果表明,其计算时间短,能够保证拖拉机自动行驶控制中的实时要求。

猕猴桃采摘机器人末端执行器设计

为实现猕猴桃的自动化采摘,设计了猕猴桃采摘机器人末端执行器。测定了猕猴桃抗压特性和其他相关物理特性,提出了一种机器采摘方案,设计了末端执行器的机械装置、感知系统和控制系统。试验结果表明,该末端执行器对猕猴桃的抓持成功率为100%,采摘成功率为90%,完成一次采摘动作耗时9 s。

小麦生长信息计算机视觉检测技术研究(英文)

以计算机视觉检测小麦生长信息为目的 ,建立了计算机视觉系统以获取小麦图像。在分析小麦生长特性的基础上 ,提出了用小麦叶片和茎秆之间的叉点数来检测叶数 ;用色相表示小麦叶片的颜色 ,对小麦叶片的色相值进行了检测。并在中文 Windows98平台上用 Visual C+ + 6 .0开发研制了检测软件。

油菜籽脱壳机脱壳性能试验研究

在油菜籽脱壳机上对影响油菜籽脱壳的主要参数进行了试验 ,并对试验结果进行了分析。试验结果表明 ,生产率对脱壳机的脱壳率和粉末率有一定的影响 ;甩盘转速增加使脱壳机的脱壳率和粉末率增大 ;采用合理的打板数可提高脱壳机的性能。

植保机械的研究现状与发展趋势

介绍了国内外植保机械的发展现状和国内外植保新技术,指出了我国植保机械存在的主要问题,提出了我国植保机械新产品研究开发的方向和重点领域。

基于MATLAB挖坑机螺旋钻头参数的研究

根据螺旋钻头的升土理论 ,基于 MATL AB程序设计 ,得出了挖坑机螺旋钻头的运动参数及结构参数关系曲线 ,并对这些曲线的变化趋势及相互间的影响进行了分析 。

用活动边界模型精确检测果实表面缺陷

在利用计算机视觉技术检测果实表面缺陷中 ,为解决泼水算法分割出的缺陷区域比实际大的问题 ,探讨了活动边界模型 (ACM)的原理和求解方法 ,改进了活动边界模型 ,使 ACM在开始收缩时位于目标轮廓外侧 ,且公式能记忆边界的方向 ,当存在两个相距较近的缺陷时 ,ACM会收敛于正确的边界。提出插值算法对得到的不连续边界进行插值 ,从而得到封闭的缺陷边界 。

无线传感器网络在农田节水灌溉系统中的应用

针对农田节水灌溉的需要,提出了把无线传感器网络应用于农田节水灌溉系统的思路和农田节水灌溉系统设计方案,该灌溉系统由农田监测区域的无线监测网络和远程监控中心组成,可对农田需水信息变量进行实时监测。介绍了系统的总体架构,设计开发了无线传感器网络节点、基站以及软件流程。该系统采用了无线传输的方式,解决了有线通信方式所存在的难以升级、难以扩展等问题,具有低功耗、低成本、扩展灵活等优点,在农业节水灌溉方面具有广阔的应用前景。

基于无线传感器网络的节水灌溉远程监控系统

为了节约农田灌溉用水,提高水资源的使用效率,提出了一种基于无线传感器网络与GPRS网络相结的农田自动节水灌溉远程监控系统,该系统由中央监控计算机、灌溉监测控制器、无线传感器网络、GPRS模块和阀门控制器组成。系统以单片机为控制核心,由无线传感器节点、无线路由节点和无线网关实时监测土壤含水率变化,根据土壤含水率和农田用水规律实施精确灌溉。系统实现了节水灌溉的自动化控制,改善了农业灌溉水资源的高效利用和灌溉系统自动化水平。实验结果表明,整个系统的伸缩性较好,当土壤含水率太高或某种因素导致某些传感器节点损坏,系统中的其他部分仍能持续正常工作,具有自组织重新恢复的功能。监控中心能够实时地显示出各节点的土壤含水率参数和阀门的启停状况,实现节水灌溉的远程监控。

判别分析法确定最佳阈值的快速算法

探讨了判别分析法确定最佳阈值的快速算法 ,以解决经典算法处理速度过慢 ,不能满足计算机视觉对农作物及农产品进行实时检测和分级要求的问题。利用图像的灰度直方图数据进行类分布参数的统计 ,从而避免重复对整个图像数据进行统计计算 ,以提高处理速度。结果表明 ,快速算法可使处理时间减小 94.7%～97.5 %。

基于傅里叶变换和小波分析的拖拉机振动研究

以John Deer1240型拖拉机为研究对象,用快速傅里叶变换分析方法,分析了座椅的固有频率。基于小波分析的方法,对轮式拖拉机整车振动信号进行了处理分析。对采集到的拖拉机前桥、座椅、车体、后桥等处的振动信号进行了多级小波分解,从1级、2级小波分解的细节信号中,检测出了振动信号的奇异性,从5级小波分解的逼近信号,得到了路面激励信号。同时,分析了地面激励信号经拖拉机的传递方向和衰减程度。研究为拖拉机减振研究和异常信号检测提供了借鉴。

油菜籽两次撞击脱壳性能试验

通过分析农产品物料的脱壳方法及原理,并结合油菜籽的物理机械特性,提出了油菜籽两次撞击脱壳方法。同时依据两次撞击脱壳方法设计制造了油菜籽脱壳装置,并介绍了其结构和工作原理。在此脱壳装置上进行的油菜籽脱壳试验结果表明,两次撞击法脱壳率大于75%,粉末率小于5%;随着油菜籽含水量的增加,脱壳率和粉末率降低;打板在主轴上的安装位置和打板高度均有最佳值。

果园用履带拖拉机液压传动系统的设计

根据果园管理的要求,设计出一种能够适用于果园作业环境,主要用于进行喷药、施肥和开沟等作业的液压驱动履带拖拉机底盘。针对果园履带拖拉机行走工况和要求,进行了液压行走系统设计和研究,提出了液压行走系统的设计方案,确定了系统压力,并根据确定的拖拉机驱动力进行了马达和泵等主要液压元件相关参数的选择与匹配计算。

基于狗獾爪趾的仿生深松铲结构设计与试验

针对现有深松铲存在的耕作阻力较大及能耗较高等问题,利用仿生学原理将狗獾爪趾的曲线应用到深松铲的结构设计中,设计了一种铲柄刃口为多项式曲线、铲尖为圆弧形的新型深松铲。为研究其耕作效果,将所设计的深松铲与国标深松铲进行了室内土槽对比试验。试验结果表明:在相同的深松试验条件下,仿生深松铲比国标深松铲的耕作阻力减小了13.33%~21.72%,仿生深松铲减阻效果明显;仿生铲柄与国标铲尖组合比国标深松铲耕作阻力减小了3.01%~7.61%,仿生铲尖与国标铲柄的组合比国标深松铲耕作阻力减小了7.67%~16.9 7%,仿生铲尖的减阻效果显著于仿生铲柄的减阻效果。

小型柴油机电动临时增压系统性能试验

为解决小型柴油机在短时间超负荷工作时动力不足和冒黑烟的问题,设计了一种电动临时增压系统。该系统由压气机、直流无刷电动机、车载电源和开关组成,采用24 V车载蓄电池供电,在发动机超负荷工作时在短时间内进行电动增压,蓄电池能量消耗少。台架试验表明,该增压系统增压比在1.014～1.020之间时,柴油机功率提升5.0%～9.1%,燃油消耗率下降8.5%～14.0%,增压效果明显,排气烟度有所改善,压气机的启动瞬态响应时间在6 s之内,满足小型柴油机克服临时动力不足的需要。

果园采摘平台振动性能试验

以果园采摘平台为研究对象,建立了人-采摘平台两个自由度的振动模型,并在不同路况、不同车况下进行低速振动试验,且通过快速傅里叶变换(FFT)进行频谱分析。试验结果表明:不同路况和车况对采摘平台振动有不同程度的影响,路况对采摘平台的振动影响更明显;采摘平台的振动是低频振动,主要频率集中在0~1 6 Hz,在果品采摘运输作业中容易对果品造成损伤,应对其结构进行改进设计。

可调百叶窗式风机工况调节装置的研究设计

在风机性能测试中,风机工况调节一直是制约着风机性能参数自动和重复获取的主要原因之一。应用可调百叶窗网栅开度来代替原有形式的工况调节装置,克服了筛网叠加和贴纸条法的难以重复及锥形节流器的气流不均匀等问题,同时结合先进的测控技术、传感器等技术,从而便于实现风机工况调节的自动控制。