基于CompactRIO的小麦精播机器人控制系统

小麦单粒精播技术能够增加产量,节省良种,但是其推广的关键在于开发合适的小麦精密播种机械。本文围绕小麦精播机器人的要求,设计了一个四轮驱动四轮转向移动平台,以NI CompactRIO为核心开发了小麦精播机器人控制系统。本文基于PID控制算法,设计开发了变参数PID控制器,实现精播机器人的精确转弯、行走和排种等动作的自动控制,最后通过实验对设计的控制系统进行了验证,播种精度达到93%。

新型小麦粒播器吸种性能研究

设计了一种新型小麦粒播排种器,阐述了其结构形式及工作原理。针对排种器排种过程中充种区的复杂情况建立了数学模型,分析了充种过程的影响因素和具体数值关系。通过试验分析了真空室的真空度对排种器合格率的影响。

TC4铣削切屑形态与表面形貌特征

目的 对TC4铣削过程中锯齿状切屑的形成与对应产生的加工表面形貌特征进行研究,掌握钛合金TC4高速铣削加工切屑形态随铣削速度的变化规律,从而提高加工表面质量和效率。方法 基于有限元软件,建立钛合金TC4二维变厚度切削模型,通过仿真和铣削试验分析铣削速度对切屑形态的影响规律。利用超景深显微镜和PS50表面轮廓仪对TC4铣削过程中形成的切屑形态及工件加工表面形貌进行观测和分析,确定铣削加工TC4过程中铣削速度与切屑形态、工件表面形貌和表面粗糙度之间的关系。结果 铣削试验验证得出铣削力仿真值与试验值最大误差为9.86%,验证了二维变厚度切削模型的准确性。随着铣削速度从40 m/min增大到120 m/min,切屑形态由带状转变为锯齿状,且铣削力逐渐减小。同时,铣削速度由80 m/min增大到240 m/min时,切屑的锯齿化系数和剪切带内的剪切角均增大,而剪切带间距减小,TC4加工表面波纹加深、波纹间距变宽,并且伴随有大量韧窝出现,导致表面粗糙度值增大。结论 掌握锯齿状切屑几何特征与工件表面形貌随铣削速度的变化规律,以便在铣削加工TC4过程中对锯齿状切屑进行控制,对于提高工件加工表面质量和加工效率具有重要的指导意义。

铜基超疏水表面制备方法的研究进展

铜及其合金因具有良好的热物理性能,在海洋工程、能源、航空航天、电子器件等领域有广泛的应用前景。制备铜基超疏水表面能够提高铜及其合金在各领域的应用性能,降低铜基金属的损耗,减少资源浪费。因此,超疏水表面在铜及其合金表面的制备和应用方面成为了研究热点。首先简单介绍了超疏水表面的相关理论,主要包括Young氏方程、Wenzel模型和Cassie-Baxter模型。其次,基于制备铜基超疏水表面的2个条件(提高材料表面粗糙度以及降低材料表面能),详细综述了铜基超疏水表面制备方法的研究进展,讨论了自组装、刻蚀、电化学沉积、激光复合加工等方法在制备铜基超疏水表面时存在的优势和主要问题,分析了制备方法对铜基超疏水表面应用性能的影响,列举了铜基超疏水表面在自洁、耐腐蚀、油水分离等方面的应用。最后,指出了铜基超疏水表面未来的发展方向,即通过制备具有自修复功能的超疏水表面或通过改变材料表面微纳米结构,提高铜基超疏水表面的耐磨性和稳定性。除此之外,工艺简单、成本低的铜基超疏水表面制备方法仍具有广阔的应用前景。

应用差分GPS实现小麦精播机器人定位

应用差分GPS(Global Positioning System,全球定位系统)进行小麦精播机器人的定位,结合NI公司研发的Lab-view图形化编程软件开发了小麦精播机器人定位系统。首先分析了相对定位和绝对定位各种方法的优缺点;然后介绍了小麦精播机器人定位系统具体的工作流程,详细叙述了GPS数据的接收和提取、经纬度坐标转换为平面直角坐标系的方法;最后介绍了小麦精播机器人的路径规划和轨迹跟踪。