摘要：针对云南山地种植的深纹核桃树体高大造成现有机械难于采收,而人工爬树用竹竿击打采收成本高且伤亡大的问题,提出了搭载无人机的气振式核桃采收原理及方法,基于深纹核桃成熟果实的果柄连接强度的测试与分析结果,进行了核桃脱落的气振流动仿真分析,设计了搭载于六旋翼农业植保无人机上的气振式核桃采收机,分析了气振式核桃采收机在发射气振时的反冲稳定性,实施了气振式核桃采收机搭载无人机进行采收的试验验证,按效率优先和采净率优先两种采收模式,对气振式核桃采收机的采收效率和采净率做了预测分析。研究结果表明,核桃成熟度为80%、90%和100%时,使核桃果柄断裂实现落果的气振临界流速分别为77.5、69.0、58.5 m/s;气舱容积为20 L且气压为1 MPa时,气振式核桃采收机的气动喷口至核桃挂果位置的最佳距离为0.5 m,单次气振流动采收的最大有效面积的仿真值和试验值分别约为0.09 m^(2)和0.10 m^(2),最大有效采收面积随着到气动喷口距离增大而减小。

摘要：针对二层及三层筛式花椒筛选机筛选摆动频率、筛净率及筛选效率低等问题,设计了四层筛式花椒筛选机,利用顶层筛与第2层筛连接、第3层筛与底层筛连接,两套连接装置由偏心轮驱动和连杆牵引摆动时互为反向运动,从而减小摆动不平衡力矩,提升筛选最高摆动频率。开展了整机结构与关键部件设计,机架及四层筛的振动模态仿真,分析了机架与筛面稳定性、摆动机构参数、筛面倾角与摆角,进行了筛选稳定性和筛选性能试验。结果表明:筛选机机架、顶层筛、第2层筛、第3层筛和底层筛的1阶振动频率分别为9.7、9.9、11.7、9.3、9.4 Hz,整机固有振动频率约为11.8 Hz;筛选频率越高则最大喂入量和筛选效率越大;筛选机摆角为2.77°、顶层及底层筛倾角分别为6.95°和8.12°时,最优筛选频率为9.0 Hz,最大喂入量达792 kg/h,筛选效率为559 kg/h,花椒壳筛净率和损失率分别为98.1%和3.1%,花椒籽筛净率和损失率分别为94.1%和4.2%。

摘要：针对我国沙化地区普速铁路和高速铁路人工清扫积沙劳动量大且搬运困难的问题,研发出一种安装在轨道车上的气力吸取式轨道吸沙机,并进行最大吸沙量、沉降沙粒的最小粒径等性能参数的理论计算、参数分析和试验验证。结果表明:在现有轨道和轨道车安装空间及供电条件下,推荐轨道吸沙机的风量为0.22m^3·s^(-1),最大风压60 000Pa;吸沙管内径38mm;贮沙筒内径按照车辆限界空间限制尽量取最大值0.9m;旋风分离筒排风管直径150mm;滤网过滤网孔直径0.2mm。依据推荐设计参数和选型,气力吸取式轨道吸沙机最大吸沙量约1.76m^3·h^(-1),贮沙筒内沉降沙粒最小粒径约0.06mm,旋风分离筒分离出沙粒的最小粒径、最大粒径和分割粒径分别为0.025,0.45和0.10mm,过滤筒内过滤出的最小沙粒粒径约0.15mm。研究结果可为吸沙部件的设计和选型提供依据。

摘要：针对鲜花椒采摘技术装备缺乏,人工采摘效率低、成本高、劳动强度大且采摘人员手臂易受伤等问题,基于枝采花椒的方法设计一种鲜花椒枝穗分离机。采用切割分离原理,设计2组有齿开刃型环形切刀,内径分别为18,23 mm;设计夹持输送轮直径和宽度均为30 mm的圆弧形轮毂,输送轮上弹簧钢丝直径为1.2 mm,钢丝长度为30 mm,钢丝端面均呈弧形设置。仿真结果表明,弹簧钢丝最大应力为1045.5 MPa,满足设计和使用要求,机具能实现枝采花椒后果穗与枝干的分离作业。研究为花椒采收机具的研究与设计提供一种新的参考方案。

摘要：分析国外常用的除雪犁和旋抛式除雪装置的工作原理以及存在的缺点,研发集滚刷扫雪和吸雪风机吸抛积雪功能于一体的自主化轨道除雪装置。对该装置的滚刷扫雪能力、吸雪风机的吸雪输送能力及抛雪高度和距离进行理论分析,建立该装置的除雪能力计算模型;对按照给出的除雪能力计算模型设计和试制出的自主化轨道除雪装置进行试验验证。结果表明:自主化轨道除雪装置能够将轨面下至轨枕板间的积雪清扫干净,除雪后可使钢轨和扣件露出,极大方便了工务人员进行线路检修作业;当除雪装置的移动速度为11km·h-1时,最大除雪量达到4 000m3·h-1,最优抛雪角度为33°;抛雪的高度和距离主要取决于雪粒粒径,粒径越大,抛射的高度越高、距离越远,当雪粒粒径为10mm、输送速度为20.9m·s-1时,最大抛雪高度和最远抛射距离分别达5.5和10.0m,试验测试结果与理论计算结果基本吻合。

摘要：针对大型铁路工程机械两输入两输出走行系统存在最大轮周起动牵引力、牵引功率不足及最高牵引走行速度较低的问题,研究设计新型闭式液压驱动六输入两输出走行系统,即6个液压马达作为动力输入点驱动走行齿轮箱,经走行齿轮箱变换后形成2个动力输出点,用来驱动车轴和车轮。通过建立该系统的牵引特性理论计算分析模型,计算分析其最大轮周起动牵引力、轮周牵引功率和最高牵引走行速度;并在1台轨道除雪车上安装了2套该系统进行测试。结果表明：这种新型走行系统的最大轮周起动牵引力实测值为116kN,较理论计算值仅低2.6%;轮周牵引功率实测值在380~410kW范围内波动,平均值约为390kW,较理论计算值仅低2.0%;最高牵引走行速度实测值为132km·h-1,较理论计算值略高;该新型走行系统不但能够向多个作业装置提供充足的作业动力,还能够输出较高的牵引走行速度和较大的轮周牵引力,且走行较为平稳。

摘要：针对直径4英寸碲锌镉单晶材料生长的需求,在研究国外碲锌镉晶体材料生长取得的成果基础上,自主设计了一种基于移动炉体技术的碲锌镉晶体生长炉。炉体由4种规格的六段温控加热单元组成,采用工控机控制伺服电机来驱动滚珠丝杆直线导轨实现炉体升降,炉体内腔设置有刚玉陶瓷管及高温金属热管组成的加热炉管,通过高精度铂铑铂热电偶、欧陆、变压器及可控硅控制加热单元,基于模糊+PID控制算法和策略来控制加热炉温的温度分布。开展了加热温度稳定性和加热控温性能实验,结果表明:炉体内腔加热温度持续控温200 h,相同位置的温度波动±0.005℃,加热温度偏差≤±0.1℃;炉腔上、下部恒温区长度分别为400 mm和240 mm,中部温度梯度区长度约136 mm,加热温度1098℃附近的温度梯度为0.92℃·mm^(-1)。上述参数满足碲锌镉晶体生长炉的自主设计与控温性能要求。

摘要：针对现有原位剪切装置不具备防水功能,试验时难以保证推力匀速进给和推力及对应位移数据的同步采集等问题,为了能在水下进行原位剪切试验来测定植物水下根系的固土能力,结合水下原位剪切的特点,设计一种水下根土复合体原位剪切装置。剪切装置由剪切系统、液压系统、数据采集系统和取样框等组成。该装置能在水下正常工作,试验时推力进给匀速,速度可调可控,能同步自动实时采集、读取、记录、存储数据,并绘制剪应力—位移关系曲线。野外试验表明水下素土的抗剪强度为4.23 kPa,是陆上的74.9%,风车草、花叶芦竹根土复合体的水下抗剪强度分别为17.52 kPa和14.38 kPa,是陆上相同RAR根土复合体的56.7%、44%。仿真分析及试验结果表明该剪切装置强度、刚度、精度、稳定性和可靠性均满足使用要求,且能较好的测定水下根系的固土能力。

摘要：基于气流流动和传热冷却的工作原理,设计一种吸风口与排风口距离较长且射流排风风速较高的新型散热系统,建立包括燃烧热与输出功率、机体辐射与废气排放热量及冷却系统性能的散热模型;在内径5.2 m、长12 m的隧道内进行散热性能的计算与试验对比验证的基础上,仿真对比系统工作时该试验隧道与高海拔长隧道内的冷却气流流动情况。结果表明:新型散热系统散热性能的理论计算值与试验值基本一致;试验环境下,冷却气流的排风风速为12 m·s^(-1)、风量为14.5 m3·s^(-1)和吸热前后温差为28 K时,新型散热系统能满足发动机输出480 kW的散热需求;仿真条件下,在海拔4300 m和长30.4 km的隧道内,冷却气流的排风风速为12 m·s^(-1)、风量为21.0 m3·s^(-1)、吸热前后温差为40 K时,新型散热系统能满足发动机在隧道内低速移动作业输出550 kW的散热需求。

摘要：针对人工切割石英管效率低,且容易破碎断裂的问题,基于环形切割均匀方法,设计出一种石英管环切机。该机通过高速旋转的环切砂轮,绕石英管外圆旋转进行切割,由伺服进给机构调节环形切割砂轮的进给量。从而实现石英管均匀环切,避免石英管切割时破碎断裂。本文开展了石英管环切机的设计要求分析和切割效率计算,确定了环切机设计方案,研制出环切机。环切机切割外径Φ40mm和壁厚3.0mm石英管时,环切进给量小且均匀可调,单个切口需要切割时间约为3.5min,满足设计要求。