摘要：为降低破篼刀具的工作能耗及解决破篼刀具工作半径不可调的问题,设计一种工作半径可调以实现从竹篼内部破篼的刀具。首先在ANSYS中建立竹篼-破篼刀具有限元模型,然后进行破节、破壁仿真并做试验分析,最后构建试验平台加以验证。结果表明:所研制的破篼刀具可清理外径为110~130 mm的竹篼;破节最优的刀具参数组合为:轴向刀后角角度为30°、刀盘转速为5 000 r/min;破壁的刀具参数组合为:径向刀后角角度为20°、刀盘转速为5 000 r/min。

摘要：微生物燃料电池(microbial full cell,MFC)是利用微生物作为生物催化剂将碳水化合物转化为电能的装置。针对MFC输出电压低、功率小、内阻大的特点,该文研制了一种具有最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)功能的能量收集电路和两级升压电路;基于MSP430和CC2500芯片设计了环境温度传感系统。测试结果表明,MFC的输出电压维持在316~390 mV范围内,实现了最大输出功率的跟踪,MPPT电路和升压电路分别输出1.1和3.5 V电压;无线温度传感器以每13 ms的周期将环境温度无线传输到远程终端,验证了环境温度传感系统在最大功率点处对无线传感器网络节点供电工作的可行性,可为实现MFC主动式能量收集提供参考。

摘要：为提高苗木的存活率和生长速度,基于传感器技术和WinCE嵌入式系统设计一种智能苗木培养箱。苗木培养箱主要由箱体和控制系统组成,其中控制系统主要有传感器、采集卡、WinCE工业平板、继电器和各执行器件组成,具备信息采集、信息传输、信息处理和培养箱环境参数调控等功能。对传感器和硬件位置进行优化布局,提高控制精度。该培养箱进行一个月的运行测试,湿度控制精度为±5%RH,温度控制精度为±0.5℃,CO2浓度控制精度为±20 ppm,均能达到控制要求并稳定运行。

摘要：为提高教学效果和质量,培养学生创新设计能力及将理论知识与实际应用相结合的能力,以实现温室环境中作业平台的自主移动为研究目标,作为《农业机器人应用技术》等课程的实验教学平台。教学过程中以基于ROS与STM32的同步定位与地图构建(SLAM)移动机器人平台为对象,融合应用激光雷达、摄像头等多传感器采集环境信息,由浅入深地介绍农业机器人的控制方式。采用模块化设计,方便对系统功能进行增减和修改。开源的导航算法,极大降低软件设计成本,便于开发人员之间的交流。使学生对"人工智能+农业"方向有清晰认知,将枯燥的纯理论教学和实践应用结合起来,提升学生的学习主动性,增强学生的沟通协作能力和创新设计能力,同时锻炼学生的实践能力和动手能力。

摘要：为探清甘蔗渣冷压成型的可行性及其影响因素,利用万能试验机和专门设计的压缩模具对甘蔗渣进行冷压成型试验,探究蔗渣粒径、含水率、压缩速率和保压时间对最大成型压力、压缩能耗、松弛密度以及成型颗粒耐久性的影响。结果表明:含水率、粒径和保压时间对试验指标均具有显著性影响,而压缩速率的影响不显著。综合分析得到甘蔗渣冷压成型的最佳工艺参数为:含水率10%~15%,粒径小于5 mm,压缩速率50~75 mm/min,保压时间30 s。该研究为甘蔗渣的固化成型和资源化利用奠定了基础。

摘要：为提高原木锯切装备的自动化程度和加工效率,同时保证原木锯切的出材率,设计了基于红外检测的原木自动化锯切翻转概念样机,分析了原木锯切策略和锯切角度算法,并搭建了原木外轮廓检测装置试验台来对上述计算算法进行验证。原木外轮廓检测装置采用红外测距传感器检测原木任意横截面外轮廓上均匀分布的8点位置参数,这8个点组成的多边形可近似表征原木截面的外轮廓,轴向不同截面的近似八边形轮廓用Weiler-Atherton算法裁剪,并进一步用最小二乘法将裁剪得到的多边形拟合成椭圆形的有效利用区域。结果表明,拟合椭圆与原木小头截面外轮廓形状的吻合度较高,依据该拟合椭圆提出的锯切策略和锯切角度计算方法,对于弯曲度和锥度较小的原木锯切分析具有可行性。

摘要：基于分模块控制系统理论,设计锯材分拣检测装置,以单片机为主控单元,多传感器和触点开关为反馈信息输入,协调控制多个电机,实现锯材的输送、分拣和检测。样机试运转表明,装置对锯材分拣、颜色和厚度异常检测等性能可靠,有助于提高锯材分拣、检测的自动化程度和生产效率。

摘要：为解决制备牡蛎采苗串人工强度大、劳动力成本高等问题,设计牡蛎采苗串自动生产装备控制系统。以PLC为控制核心,控制步进电机以及气缸工作,实现收串、冲孔、顶绳、送丝、裁丝、打结、裁片七个主要功能的运作。通过人机交互界面,实现实时监控设备工作状态,实时修改工艺参数,实时数据库、报警等功能。通过样机试验,该控制系统功能完善,设备运行稳定可靠,实用性强,能有效提高牡蛎采苗串生产效率,降低操作人员劳动强度,有良好的应用效果。

摘要：为改善现有实验平台实验项目综合性不强等问题,满足理论与实际应用相结合的实验教学及科研的要求,研制移动机器人协作实验平台。以牧草捡拾堆垛协作机器人为载体,采用机电一体化设计理念和模块化设计思想,以STM32为控制系统核心,结合光电传感技术和多传感器融合技术确保机器人行进路径及检测结果的精准性。学生可以灵活重组不同功能模块,完善软件编程,完成多个捡拾堆垛目标、多种路径控制综合实验。此外,在改善牧草业领域人工捡拾堆垛牧草劳动强度大的现状,提高牧草捡拾的生产效率及经济效益方面具有一定的实际应用价值。

摘要：【目的】为了提高机械式毛边锯材清边机及人工检测手动进给的生产效率,降低加工成本,设计了基于视觉检测的毛边锯材智能加工装备的控制系统。【方法】通过分析毛边锯材智能加工装备的结构特点和控制要求,确定了基于工业以太网的总体控制框架,明确控制系统的研究方向。设计了基于工业以太网的通讯硬件平台,实现S7-200PLC的以太网通信设置。利用OPC通讯技术在计算机上搭建OPC服务器实现PLC与计算机数据通讯,从而实现整套控制系统的联网功能。在现场控制系统中利用三台S7-200PLC分别对上料、锯切、分拣设备进行独立式控制设计。在集中管理层中,主要实现系统的智能控制、数据存储和人机交互功能,系统中采用LabVIEW作为毛边锯材上位机的集中控制平台的开发平台,通过LabVIEW与OPC服务器的数据交互,间接实现LabVIEW对S7-200PLC设备系统智能控制;利用Access数据库软件为LabVIEW上位机建立毛边锯材数据库系统,以实现设备运行数据的科学管理。【结果】通过对毛边锯材智能加工装备控制系统试验平台的调试与试验表明:以太网通信稳定,LabVIEW上位机控制系统的各项功能正常,能实现对PLC的控制,数据库系统能够实现对数据的记录和查询。【结论】基于工业以太网技术的毛边锯材智能加工装备控制系统,可实现毛边锯材装备自动化、信息化、智能化的生产。