摘要：针对作者自行研发的一款木材应力分等系统进行抗干扰设计,抑制电网电源、传输通道、电磁辐射等不同干扰因素对木材应力分等系统的影响。结果表明:每增加一项抗干扰措施,都会得到更好的抗干扰效果;线性电源比开关电源抗干扰效果好;采用线性电源、前端加置低通滤波器和隔离变压器、有效接地的方案,得到的抗干扰效果最好。

摘要：鉴于串联机构难以实现复杂的空间曲面轨迹运动,提出了一种应用在沿空间曲线及曲面进行作业的6-HUS并联运动平台。对6-HUS并联运动平台进行动力学分析,并采用拉格朗日法建立其动力学模型。结合给定的运动算例,通过Matlab软件编程对所建立的动力学模型进行求解,得到了各个驱动杆的驱动力变化曲线。再采用Adams软件对6-HUS并联运动平台虚拟样机进行动力学仿真,虚拟仿真得到的驱动力曲线与数值仿真结果基本一致,证明在机构模型进行适当简化的基础上,采用拉格朗日法建立的动力学模型是可行的,这为后续的动力学优化与控制系统设计提供了理论依据。

摘要：为进一步合理设计钻头结构,采取理论与试验相结合的研究方法,对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力,将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上,利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明:钻头的最大等效应力为111.0MPa,位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上;最大变形位移为0.68mm,位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中,除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外,其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作,应尽量避免。

摘要：便携式风力灭火机是我国用于森林消防的重要设备,然而,其噪声会严重影响操作人员的生理和心理健康。本文采用FLUENT气动噪声场仿真和噪声测试试验相结合的方法,确定风力灭火机的主要气动噪声源,同时提出灭火机降噪优化的设计建议。结果表明:二维模型和大涡模拟(配合FW-H方程)结合的方法可以用于风力灭火机气动噪声的仿真,但在仿真过程中需考虑消声器的影响;风力灭火机主要气动噪声源为叶轮和涡舌,风筒噪声对其总噪声贡献较小;建议增加导流器等,以降低风力灭火机工作过程中操作人员的耳旁噪声。

摘要：为提高果园高位作业平台自动调平控制系统性能,该研究基于已开发的果园高位作业平台调平机构,提出了前馈PID控制的自动调平控制方法。首先对果园高位作业平台自动调平控制系统进行动力学分析,建立被控对象数学模型。然后在数学模型的基础上设计前馈PID控制算法,并对控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,前馈PID较传统PID的控制性能更优,系统上升时间缩短18%,调节时间缩短19%,稳态误差控制在0.6%以内。最后,搭建果园高位作业平台自动调平控制系统,并对调平系统进行静态与动态试验。试验结果表明:前馈PID控制的调平性能优于传统PID控制,静态调平中,前馈PID上升时间平均缩短20%,调节时间平均缩短30%,稳态误差控制在0.6%以内;动态调平中,果园高位作业平台以2 km/h的速度行驶于起伏较大的路面,工作台俯仰角绝对值差最大为3.0°,平均绝对误差为0.79°,均方根误差为0.58°,工作台倾角稳定在±3°以内,较好地实现了果园高位作业平台自动调平控制,满足果园作业需求。

摘要：为提高多级离心式森林消防泵的使用性能,延长其工作寿命,针对离心泵内可能产生的汽蚀现象,设计了森林消防泵的汽蚀实验。实验在自行搭建的开式汽蚀实验测试系统上进行,测试系统主要由交流电力测功机、测控系统和水泵实验台组成。交流电力测功机提供系统动力,带动森林消防泵工作,并将实验数据传输到测控系统实时读取。通过采集包括额定工况在内的3个不同工况点下泵的流量、转速、进口压力值、首级叶轮压力值、大气压力值、实验水温等各项数据,计算得到各个工况点下泵的汽蚀余量与首级叶轮扬程值。以首级叶轮扬程值下降到无汽蚀现象扬程值的3%时的汽蚀余量作为临界汽蚀余量的判别标准,绘制3个工况点下的临界汽蚀余量判别曲线,进而绘制出森林消防泵的汽蚀特性曲线,并根据吸水管线的水力损失计算泵的许用安装高度。本实验为多级离心式森林消防泵汽蚀性能的研究和改进提供了依据。

摘要：针对接触式土壤水分传感器存在对土体破坏大及使用安装、更换困难等问题,设计了一种基于电容法的非接触式土壤水分传感器。借助网络矢量分析仪对传感器环形探头在不同介电常数的有机溶液中进行测量,确定了传感器环形探头电容变化范围为7.08~22.75 p F。选取11种不同电容值高频瓷片分别与102 n H的绕线电感进行并联谐振试验,得到的测试结果与仿真结果的决定系数达到了0.98,检测电路的测量精度能够满足传感器的设计要求。以北京地区粘壤土作为测试样本,对传感器输出与对应的测量值进行了多项式拟合,决定系数达到了0.995 9,系统的稳态与动态性能均能满足土壤水分的检测要求。通过试验分析了温度对传感器输出的影响,将传感器输出结果与温度进行线性拟合,决定系数达到了0.987 9。进一步提出了能量指数Ka,通过试验的方式确定了传感器的纵向影响范围为10 cm,横向影响范围为5 cm。最后对比试验表明,所设计的土壤非接触式水分传感器与国外同类产品性能相当,能够满足土壤非接触式测量的要求,但具有更高的性价比,为同类产品的国产化奠定了基础。

摘要：针对目前基于圆锥指数的土壤紧实度测量中,无法消除土壤摩擦力对紧实度测量的影响,要求检测传感器匀速贯入土壤,因此存在使用不便、精度不高的难题。为了提高土壤紧实度实时测量方法的精度及可操作性,在圆锥指数方法基础上,设计了土壤紧实度实时检测传感器,并加入了加速度的同步测量,消除了使用过程中金属杆插入速度不均造成的误差,提高了土壤紧实度测量精度。通过大量试验验证了自制传感器具有较好的静态性能和动态性能,其测量范围为0~900 k Pa,灵敏度为0.041 896,稳定性测量标准差为5 k Pa,测量精度为±0.02%FS,超调量为7.81%,过渡时间为0.632 s。与美国SC-900型土壤紧实度仪对比其准确性的线性拟合决定系数均达到0.96以上,结果表明设计的土壤紧实度传感器与SC-900型土壤紧实度仪在实际测量中性能相当,且使用更方便、价格更低廉。为农林生产、环境保护及生态监测提供了一种具有自主知识产权、精准获取土壤紧实度的有效手段。

摘要：为对层积材强度进行无损在线检测,设计了一种基于时域和频域分析法的层积材强度检测系统,并阐述了该系统的检测原理、系统构成和软件实现。该系统采用研华开发的PCI-1710HG采集卡进行数据采集,以工控机为数据处理核心,通过提取振动信号对数衰减率和试件各阶固有频率实现层积材强度的检测。最后通过验证实验证明,该系统设计是可行的。

摘要：【目的】我国林区地形较为复杂,林地底盘性能决定了林地装备能否"上山入林",是林业现代化进程中需要解决的基础问题。相比轮式和履带式底盘,足式底盘腿部独立运动使得足式底盘在林区复杂地形环境中工作具有更强的灵活性和适应性。因此,研发针对我国林区环境的林地足式底盘对我国林业发展有重要意义。【方法】针对林地底盘步态规划的研究,首先分析山羊一般的行进步态,得到行走迈步顺序、各关节角关系以及变化范围。设计一种林地底盘,对其左前腿结构简图进行运动学分析,利用蒙特卡洛方法计算底盘足端的工作空间,是否能满足要求。根据实际需求,确定林地底盘的步态和关节驱动,使用ADAMS仿真软件设计简化林地底盘虚拟样机模型,进行对角小跑步态仿真,通过林地底盘质心的位移和速度变化曲线分析林地底盘的运行性能。【结果】平面运动的林地底盘质心在前进方向上位移变化稳定,前进速度0.2 m/s左右;底盘质心横向偏移程度较小,基本沿着设定轨迹前进;质心在竖直方向存在上下波动的情况,波动范围约占底盘总高度的1.04%,林地底盘在前进过程中没有发生跳跃情况或倾翻情况。【结论】仿真结果表明,步态规划可以满足林地底盘的运动要求,可以提升林地底盘的运动稳定性和地形适应能力,安全可靠,适用于林业动力底盘。