设施农业科学与工程专业计算机辅助设计课程教学改革探索

计算机辅助设计是设施农业科学与工程专业的一门选修课程。为满足培养现代设施农业所需的多学科交叉融合的复合应用型人才的要求,本文分析计算机辅助设计课程在教学连续性、教学内容、教学教材和教学方式等方面的现状,结合培养设施农业设计施工管理人员的需求,通过衔接理论与实践教学、建立温室工程图案例库、增加学科前沿的辅助设计软件和改革创新教学方法4个方面,对设施农业科学与工程专业的计算机辅助设计课程教学进行改革与探索。旨在提升人才培养质量,为相关专业教学提供参考。

数字化与智能化在农业机械工程设计中的应用

农业机械化是农业产业发展的必然趋势,农业机械的功能和智能化水平直接决定了农业生产的水平。在分析农业机械工程设计中数字化与智能化技术应用价值的基础上,论述了数字化与智能化技术在农业机械工程设计中的应用,包括计算机辅助设计,计算机辅助制造M,人工智能技术,数学建模技术,农业机器人技术等。

基于物联网技术的农田机械智能调度系统设计

当前,我国农业正面临从传统农业向现代农业转型的关键时期,在农业机械保有量快速提升的同时,农机资源的有效利用率相对不足,农业机械存在长时间闲置导致的资源浪费问题。本文基于物联网技术开发设计了一种农田机械智能调度系统,设计了主要功能及软硬件适配,实现实时获取农田机械的位置、状态及作业进度等信息,促进农机资源精准调度,减少等待时间和空驶率,有利于为农业生产提供科学的决策支持,帮助农户和农机管理部门更好地规划农业生产,提高农业生产效益。

基于PLC的农业机械自动化控制系统设计与应用

该文研究了基于PLC的农业机械自动化控制系统设计与应用。首先介绍了农业机械自动化控制的背景和意义,分析了目前国内外农业机械控制技术的研究现状和发展趋势。其次,介绍了PLC技术的特点和应用优势,并详细阐述了PLC在农业机械控制中的应用方法和实现步骤。然后,设计了基于PLC的农业机械自动化控制系统,包括硬件电路设计和软件程序设计两个部分。最后,进行了田间试验验证,结果表明该系统具有较高的自动化控制精度和可靠性,可以提高农业机械的工作效率和生产质量,降低生产成本,具有较好的应用价值和推广前景。

感性工学在农业机械设计中的应用研究

随着科技进步,农业机械在现代农业中作用显著。传统设计重功能效率,却忽视用户感性需求,部分类型的农用机械存在使用不便和用户体验差等问题。为了改善农民的工作体验并提升农业机械的实用性,本研究运用感性工学理论,调查用户需求并评估其感性体验,探讨在农机设计中的应用效果。结果显示,考虑用户感性需求能提升农机用户体验和操作便捷性,为农机企业提供创新设计思路和发展机遇。

农业机械智能化设计技术发展现状与展望

我国地域差异大、农作物种类和种植模式多样,农业机械具有多功能、小批量、定制化及多样化的用户需求特征。当前国内农业机械制造企业产品研发普遍以跟踪、仿制为主,存在研发周期长、效率低、产品可靠性差等问题,企业和产品的竞争力低下、缺乏核心自主技术,已成为制约我国农业机械企业可持续发展的瓶颈。智能化设计技术以满足用户定制化、多样化需求为目标,以知识工程(KBE)、数据管理(DM)、人工智能(AI)、虚拟仿真等现代信息技术为手段,通过整合农业机械全生命周期过程中上下游相关企业已有资源,集成产品数据管理(PDM)和产品生命周期管理(PLM)的协同设计平台,实现农业机械设计过程的协同化、自动化和智能化,是提高我国农业机械设计水平的关键。本文针对农业机械特点,对农业机械智能化设计技术的定义、技术体系、关键技术及发展现状进行了深入剖析,重点总结了近年来计算机辅助设计(CAD)、模块化设计、知识工程、虚拟仿真、PDM/PLM协同设计等智能化设计关键技术的研究现状与发展趋势,并提出了农业机械智能化设计领域未来发展趋势,为农业机械设计技术发展提供参考。

免耕播种机圆盘破茬刀工作性能分析与试验

针对圆盘破茬刀切茬速度影响破茬质量、切茬阻力难以定性分析、缺乏破茬刀实际应用的工作参数等问题,该文分析了破茬刀滑移对切茬速度的影响,建立了破茬刀垂直阻力和牵引阻力模型,以破茬深度和牵引阻力为试验指标进行了田间试验。结果表明:破茬刀滑移对切茬速度产生不利影响,牵引阻力在切割土壤时变化不大,在切割根茬时呈先增加后减小的变化趋势,破茬深度随配重和机组前进速度的增加而增大,牵引阻力影响因素的主次顺序为:配重、机组前进速度、破茬刀类型。为了保证破茬深度达到80 mm,田间作业时分配到破茬刀的最小质量及牵引阻力和破茬刀类型有关:平面圆盘为148 kg,最小牵引阻力为2.52 N;波纹圆盘为172 kg,最小牵引阻力为2.75 N;涡轮圆盘为160 kg以上,最小牵引阻力为2.65 N。该研究可为圆盘破茬刀及免耕播种机的设计和应用提供参考。

农机自动导航控制决策方法与软件系统

为实现农机自动导航控制,兼顾系统成本和作业效率,对农机自动导航控制决策方法进行了研究,并设计开发了一种导航软件系统。首先,系统根据获取的农田边界、农田形状及作业需求进行路径规划。其次,采用简化二轮车运动学模型,采用模糊控制进行导航决策控制,模糊控制器的输入参数为农机横向偏差和航向偏差,输出参数为前轮转角信息。最后,导航系统根据转角信息,由PLC控制器控制方向盘转动,从而实现导航控制。导航软件采用模块化设计思想,由串口数据通讯、数据分析与处理、数据与图形显示和数据存储4个模块构成,基于C++/MFC语言编写实现。系统还可在导航结束后,对导航偏差数据进行保存,便于试验后进行误差分析。试验结果表明:农机自动导航控制决策方法可以实现较好的控制精度,软件系统界面友好、通讯稳定、功能较为齐全,满足农机田间自动导航作业的需求。

现代设计技术在农业机械工程设计中的应用

随着科学技术的发展,农业机械工程也必定注入新兴技术,来开发、利用和保护自然资源,以提高农业生产力和改善农村环境,推动农业现代化进程。农业机械工程设计的最终目的是创造满足用户需求的产品,而产品能否满足预想的综合指标主要取决于设计阶段。因此,针对我国农业机械工程的实际,论述了现代设计技术和方法在农业机械工程设计中的应用及其前景,指出了重视研究和充分利用现代设计技术对农业机械工程的发展具有十分重要的意义。

基于逆向数据的强制脱扣型方草压捆机打结器

通过逆向工程原理,以D型打结器为基础,设计了一种强制脱扣型打结器,并对打结器性能进行了Pro/E模拟仿真。设计的强制脱扣型打结器主要由摆动滚轮式凸轮机构,不完全鹰嘴齿轮机构,不完全初级夹绳锥齿轮传动机构,次级夹绳斜齿轮螺杆传动机构等组成。以测绘数据为基础,经运动学和齿轮啮合特性分析确定不完全鹰嘴锥齿轮机构轴交角Σδ′=96°,不完全夹绳锥齿轮轴交角Σδ″=96°,次级夹绳斜齿轮螺杆传动机构轴交角Σδ=80°。设计驱动齿盘凸轮结构的凸轮轮廓线由两圆及其切线组成,其中两圆半径R1=28mm,R2=18mm。Pro/E模拟仿真试验结果表明:强制脱扣型打结器平稳运动无干涉产生,驱动齿盘凸轮结构和机架凸轮结构曲面质量较好,凸轮从动件能按预定时间实现间歇,无跳跃现象产生;主要机构间动作时间配合恰当,保证了打结过程各动作依序顺利完成,能够满足打结器实际作业需求。

水平圆盘式苗间锄草装置的多目标优化设计及仿真

为获得理想的苗间机械锄草效果,在建立了机械锄草齿运动轨迹数学模型的基础上,结合农艺对机械锄草参数的限定及要求,建立了多目标优化模型,并利用Matlab7.0优化工具箱得到最优解。以作业速度、锄草齿数目、锄草齿在圆盘上均布半径和圆盘转速4个主要参数的最优组合为设计基础,通过Pro/E软件进行实体建模与仿真,验证了多目标优化设计的正确性,为大型中耕除草机的设计提供了理论依据。

机械设计软件在我国农业机械方面的应用

随着科学技术手段的不断发展,依靠计算机系统通过机械设计软件进行设计与分析的现代设计方法被广泛应用到农业机械设计当中,目前普遍使用的软件多种多样,文章对常用的二维和三维CAD软件、CAE软件和虚拟样机技术在我国农业机械设计方面的应用进行了介绍,并就目前软件在农业设计应用过程中存在的问题和今后的发展方向提出了自己的观点。

基于UG的犁壁式马铃薯培土器设计及试验分析

【目的】设计一种犁壁式、无级可调并具有一定翻土性能的马铃薯培土器,为山地型马铃薯培土器的设计与完善及马铃薯的实际生产提供技术参考与支持。【方法】采用UG软件进行马铃薯培土器的整体结构设计,并对其主要零部件进行应力分析,最后对该培土器进行田间试验以测定其工作技术参数。【结果】田间试验表明,设计的基于UG的马铃薯培土器的最大覆土厚度为11cm,杂草除净率达98%,伤苗率为1.5%。【结论】所设计的培土器符合马铃薯培土农艺要求,且结构紧凑,性能稳定,改善了培土效果。

农机产品造型设计研究

把价值工程理论引入到农业机械产品造型设计中,结合实际设计项目,从功能分析入手,对农机产品造型形态设计、色彩设计、造型成本等方面进行研究,为我国农机产品造型设计提供新的思路。

农业机械的绿色设计

随着我国经济的快速发展,资源和环境问题日益突出,实施可持续生存和发展的战略是解决问题的有效途径。为此,在简要分析目前农业机械设计中存在问题的基础上,介绍了农业机械绿色设计的概念,对农业机械绿色设计的主要内容进行了详细的论述;分析了绿色设计在实现农业机械可持续发展、提高农机产品竞争力、保护环境和振兴农机行业等方面的重大意义;指出绿色设计是农业机械发展的必然趋势。

牧草压捆机设计理论探索和Pro/Engineer仿真

根据自行设计的牧草压捆机样机现场试验,对牧草在压缩过程中的变化规律,以及压缩过程对压捆机设计的主要技术指标的影响进行了定性分析。为检查本机的关键装置—牧草喂入机构和压缩机构的运动是否发生干涉,采用了先进的工业设计软件Pro/Engineer对压捆机的设计进行了动态仿真,提高了设计的成功率,增加了农机设计的科技含量。

可重构制造系统可重构逻辑控制器设计与实现

针对可重构制造系统的逻辑控制问题,提出一种可重构逻辑控制器的解决方案.该逻辑控制器具有递阶分布式的控制体系结构,并根据模块化的设计思想设计成多个分离的功能模块.然后给出基于CORBA组件模型(CCM)的可重构逻辑控制器软件的开发过程.由递阶分布式体系、模块化设计和软件组件开发技术实现的可重构逻辑控制器具有快速动态重构的能力,能满足可重构制造系统逻辑控制的要求.

肩背式甘蔗收割机的设计

针对甘蔗产区蔗农种植和收割甘蔗的特点,设计出一种肩背式甘蔗收割机,重点分析了刀盘、割刀和软轴部件等重要组成部分的设计。

小型农业作业机产品快速设计方法研究综述

现有小型农业作业机产品中应用现代设计技术还不普及,产品设计方法有待改进。为此,通过分析归纳国内外现有小型农业作业机产品的设计方法,阐述了小型农业作业机产品快速设计方法研究的目的及意义。将快速设计中的CAD技术、知识重用、信息集成等关键技术应用于产品设计,提出了模板化产品快速设计方法及信息平台建设,并结合知识工程与人工智能对小型农业作业机设计方法的研究前景进行了展望。

农业机械色彩的应用设计

随着我国农业机械化水平的不断提高,各种造型优美、色彩缤纷的农机具陆续推出。为此,分析了农业机械色彩与环境色彩的关系,说明了农业机械色彩处理的效果,探讨了农业机械主体色彩与室内外环境色彩的应用与设计方法,最终达到人性化设计目的,为农机色彩的发展提供了参考。