农机农艺融合的高效割胶技术优化设计与应用

割胶是橡胶树收获胶乳的重要途径,便携式机械化割胶是实现产业升级和节本增效的途径之一。为进一步提高机械割胶效果,根据采胶生理特殊性、割胶工况复杂多变性、橡胶树收获物胶乳黏弹特性、橡胶树生长差异性、割胶形式多样性等农机农艺融合问题对割胶机械的设计需求,优化设计便携式电动割胶装备的切割刀片、电子调速器、导向器等零部件。优化结果表明:采用刃高≥10 mm的刀片割胶,可以轻松切断旧胶线;电子调速器在电机转速为3 201~8 459 r/min区间调速时,灵敏度高,单次割胶轨迹连续平稳;导向器形状从“L”型优化为“T”型,减少旧胶线对割胶机械的干预。优化后的技术,提高便携式割胶机械对割胶农艺的适应性,降低操作技术难度和单株割胶时间,胶工更容易快速掌握。

基于改进决策树的高速公路施工机械设备故障检测研究

目前高速公路施工机械设备故障检测主要采用聚类算法,但此方法易受到高频特征信号波动性的影响,导致检测准确性较低.为此,提出一种基于改进决策树的高速公路施工机械设备故障检测方法.首先,根据高速公路施工机械设备正常运行与异常运行的差异性,提取设备的故障信号特征;然后,基于信号特征的不同属性,引入增益率对高频信号进行分割,以平抑信号波动性,并以故障特征数据为输入,引入改进决策树算法,通过节点分裂计算与代价复杂度计算构建故障检测模型;最后,以此模型为依据,结合分类误差率对故障概率进行计算,实现施工设备故障检测.实验结果表明,所提方法能够有效且准确地检测出设备故障类型,检测效果较好.

桉树速生林机械修枝现状分析及展望

修枝对桉树速生林的无节材培育具有重要作用,也是桉树大径材培育的重要影响因素之一。针对桉树速生林修枝的作用及修枝机械发展现状进行了论述,分析了桉树速生林的生长特点,以及修枝对桉树速生林优质木材培育的作用和修枝机械的发展现状。提出桉树速生林修枝机械存在的问题和不足,建议借鉴机器人等相关领域的人工智能、信息融合、互联网、大数据和云计算等先进技术,研制适合桉树速生林修枝的高性能修枝机。将对桉树速生林修枝培育及高性能的修枝机研制提供借鉴与参考。

基于ID3-CNN的旋转机械故障诊断研究

为解决旋转机械故障类型多、等级不均衡的故障诊断难题,构建了一种基于ID3决策树与卷积神经网络(ID3-CNN)的故障诊断模型。首先对原始信号进行人工时域特征提取,使用t-SNE降维可视化提取出特征混叠的故障,而后利用卷积运算对特征混叠的故障进行二次特征提取,提高模型的特征表达能力,最后使用ID3决策树和卷积神经网络对不同等级的故障进行分类。在轴承数据集上对模型进行了验证,结果表明,严重故障的诊断准确率达到100%,轻微故障的诊断准确率达到95%。与传统的支持向量机及二维卷积神经网络比较,提高了模型的诊断准确率及特征提取能力。

故障树分析法在工程机械发动机故障诊断中的应用

本文建立工程机械发动机的故障树,对发动机故障进行了系统分析,以发动机不能正常工作为顶事件,逐级分析了导致该项事件发生的各级因素,包括燃油系统故障、点火系统故障、进气系统故障和冷却系统故障,将每个因素细分为更具体的问题,建立故障树,清晰展示各级故障之间的逻辑关系,快速定位故障原因。结果表明,故障树分析法能够有效提高故障诊断准确度,缩短维修时间,降低维修成本。

基于优化故障树模型的液压机械可靠性评估

针对现有液压机械可靠性评估方法存在的评估时间过长、评估结果精度较差等问题,提出基于优化故障树模型的可靠性评估方法。确定液压机械全部故障类型及逻辑关系,建立液压机械故障树模型,采用T-S模糊门取代逻辑门优化故障树模型。利用层次分析法(AHP)测定中间事件重要度,应用T-S模糊门规则对底事件故障概率与模糊数进行设定与计算,获取液压机械故障概率,从而计算出液压机械可靠性评估结果。实验结果显示:该方法的评估时间为4.8 s,液压机械可靠性评估结果与实际结果相同。

复杂工况下油田机械设备运行状态监测方法

提出一种复杂工况下的油田机械设备运行状态监测方法,采用EMD方法对油田机械设备的振动信号进行去噪处理,结合ITD算法提取油田机械设备振动信号幅频特征,输入Teager能量算子获得振动信号幅频特征,运用SOFM网络分析该信号的幅频特性,得到特征聚类结果,在此基础上建立二叉树支持向量机,将特征聚类结果输入进去,完成油田机械设备运行状态的监测识别。实验结果表明,所提方法的监测性能良好,具有较高的监测效率。

循环双谱及其在齿轮箱故障识别中的应用研究

基于对循环累积量的分析 ,提出一种表示信号在一定循环频率集的循环双谱表示方法。齿轮箱振动信号的三阶循环平稳性通过对齿轮的传递误差、齿轮的动力学和振动信号的三阶循环矩的分析来证明。齿轮箱振动信号的循环双谱将齿轮箱的状态特征比较清晰地表示为频率的循环双谱大小分布 。

工程机械复杂系统可靠性设计的模糊故障树方法

针对工程机械系统结构复杂且故障特征和原因具有模糊性的特点,将模糊集引入其故障树分析当中,并确定了模糊故障树分析的步骤、原则与方法。通过对工程机械典型发动机系统的功能结构和故障判据进行分析,建立了工程机械某典型发动机系统的模糊故障树,应用模糊数学理论对其进行了模糊故障分析,并应用模糊重要度分析的中值法对重要度进行了计算。分析结果表明,该方法可以较好地解决故障树分析中部分事件故障判据及数据的模糊性问题,为工程机械复杂系统的可靠性设计提供了有价值的参考。

树木栽植与养护机械发展概况

树木栽植与养护作业中使用的机械类型比较多,专用的包括挖坑(穴)机、植树机、树木移植机、枝桠和绿篱修剪机等。文中着重介绍了这些机械的类型、技术特点、常用型号和生产企业以及国内外的发展趋势。

世界采运机械的采伐方式及发展进程

介绍了林业发达国家林业生产中的采运工艺及相应的配套设备、机械化发展的历史进程及全树利用的科学理念,指出了我国林业采运机械现存的问题及发展的方向。

气动果树剪枝机的设计与研究

随着我国退耕还林的力度逐渐加大,为了减轻农户修剪树枝的劳动强度,设计了一种新型气动果树剪枝机。该机结构简单、质量轻,通过加装延长杆可以扩大该机的作业范围,该剪枝机主要由气缸、活塞、刀片、连杆和复位弹簧组成。田间试验表明:该机能够修剪25mm以下的果树树枝,作业质量完全符合农艺要求。

基于模糊故障树分析法的装载机液压系统故障诊断系统

在故障树分析法的基础上,建立了ZL50G装载机工作液压系统故障树模型,编写了专家系统规则库,确定了优选搜索策略,设计了由知识库和推理机构成的故障诊断模块,并建立起完整的液压故障诊断系统。利用嵌入式技术将该系统在临工ZL50G装载机上进行了实际应用,结果表明:该系统使用简单方便,性能稳定可靠。经过相关改造,该系统也可以在其他相关产品中应用。

林果树苗栽植开沟装置有限元分析与结构改进

根据现代林果树苗大面积栽植的农艺需求,设计了一种林果树苗开沟栽植机。在初始样机田间试验中,开沟装置侧面的沟型保持板发生较大变形。为了增强开沟装置的结构强度,避免作业阻力过度增加,利用有限元法对开沟装置进行了结构分析。利用AIP软件建立了原始开沟装置的三维装配体模型,并根据林果树苗栽植作业的实际工况定义其约束条件和受力载荷,结合开沟装置的材料属性进行有限元计算。同时,通过参数驱动机制变换开沟装置模型尺寸,获得了开沟装置的多组应力、变形和安全系数等数据,依据计算结果改进了开沟装置的结构和参数。试验结果表明:改进的开沟装置没有出现变形现象,作业机组工作状态良好,达到了林果树苗栽植作业的农艺要求。

基于装配特征图树的装配模型与建模方法

通过研究设计信息的映射机理 ,提出了一种基于装配特征图树的装配模型 ,并且用符号对其进行了表示。通过建立的特征基本操作的映射算法 ,可以方便地建立装配模型 ,实现从功能到结构的映射 ,而且避免了约束求解中出现的闭环求解的现象 。

ZS-45多功能植树机的研制

荒漠化是当今威胁人类生存的严重问题之一,植树造林、种草恢复植被是目前防止荒漠化的最有效手段。为此,设计研制了一种ZS-45多功能植树机。该机具有结构简单、性能稳定、工作可靠等特点。实验结果表明,该机作业速度为2～6km/h,有效度≥85%,作业生产率≥1.8hm2/h。

基于双树复小波的重叠块阈值降噪方法

针对机械早期故障信号受到强背景噪声影响导致故障特征不明显的问题,提出一种基于双树复小波包的重叠块阈值降噪方法。利用有限冗余双树复小波包变换对信号进行具有平移不变性的稀疏分解,结合双树复小波包变换系数所具有的稀疏集簇和邻域相关性特点,建立重叠块阈值估计模型,通过最小化包含块稀疏模型的适应度函数获得估计信号,分析了重叠块阈值降噪各参数对降噪效果的影响和参数优化原则,仿真与实测信号实验结果表明,该方法在不同信号和不同噪声水平下均有效地抑制了噪声干扰,提高了信噪比。

基于决策树技术的智能植保机械决策支持系统

针对智能植保机械构建了包括气象数据库、林木病虫害管理数据库和植保机械数据库在内的专题数据库,运用影响喷施农药的温度、湿度、风速和农药剂型等4个主要因素设计了基于归纳式学习方法的决策树。利用VB(VisualBasic)语言开发,实现了对数据库的调用,建立了基于不同空间、时间和实际条件的植保机械作业决策支持系统,分析了植保机械作业生产对空间、时间、药剂类型、防治成本和实际条件的要求与反应。通过该系统可合理利用气候条件提高林木病虫害防治效果。

数据挖掘技术在农业机械质量控制中的应用

针对传统质量信息分析方法只能获得产品故障表层信息这一问题,对数据挖掘技术在农业机械产品质量控制管理系统中的应用进行了研究,提出了以产品故障信息为基础的外部质量控制和分析的方法。经过运行测试证明:将决策树算法应用到系统中,可以为产品故障现象到故障原因的分析提供比较客观的决策支持。

基于局部线性模型树模型的柴油机进气系统漏气和堵塞故障诊断

柴油机进气系统漏气和堵塞等性能退化型故障将会导致排放恶化和经济性下降。针对进气系统具有较强的非线性,难以建立精确的数学模型问题,提出基于局部线性模型树(LOLIMOT)模型的故障诊断方法,为在线故障诊断提供一种思路。提取进气压力波的一次谐波信号幅值与相位、充量系数为故障特征,采用LOLIMOT方法对充量系数、进气压力波动幅值与相位信号建立基于发动机转速和进气密度的参考模型;采用奇偶方程生成3个残差信号,计算各个残差信号的阈值;分析残差信号和故障类型的映射关系。结果表明:所建进气压力波动幅值LOLIMOT模型、进气压力波动相位LOLIMOT模型、充量系数模型验证数据与模型仿真数据具有较高线性相关度;采用充量系数、进气压力波幅值与相位为故障特征值建立的LOLIMOT模型生成残差信号的故障诊断方法,可诊断进气系统漏气故障和中冷器堵塞故障。