摘要：该文为了得到生产微酸性电生功能水最好的操作条件,采用4因素Central-Composite中心组合设计,研究了不同生产条件(电压、盐酸溶液的流量、盐酸溶液的质量分数和原水的流量)对微酸性电生功能水的有效氯浓度、pH值、氧化还原电位和电导率的影响。试验结果表明,电压、盐酸溶液的质量分数和原水流量对有效氯浓度影响极显著(p<0.01);盐酸溶液的流量、盐酸溶液的质量分数和原水流量对微酸性电生功能水的pH值影响极显著(p<0.01);盐酸溶液的流量、盐酸溶液的质量分数和原水流量对微酸性电生功能水的氧化还原电位和电导率影响极显著(p<0.01)。这些差异通过线性和二次性模型来描述。有效氯浓度、pH值、氧化还原电位和电导率的决定系数都大于0.95。生产微酸性电生功能水最佳的工作参数是电压4.4V、盐酸溶液的流量1.04L/h、盐酸溶液的质量分数2.8%、原水的流量210L/h。生产的微酸性电生功能水的指标为有效氯浓度(32±2)mg/L、pH值6.40±0.1、氧化还原电位(920±10)mV和电导率(1130±30)μS/cm。结果表明此方法可以得到生产微酸性电生功能水的最优的操作条件。

摘要：黄河三角洲地区莲藕种植深度为30~40 cm,其采收以人工为主,采收环境恶劣,劳动强度大。为解决莲藕采收问题,本文设计了一种智能、高效、低损伤的履带式自走水力采藕机。对采藕机整机结构、工作原理、各关键机构进行了设计和选型,并开展了田间试验进行验证。采藕机主要由底盘及履带式自走机构、水力系统、液压系统、动力系统和控制系统等组成。总动力由柴油机提供,行走机构为履带式,具有良好的稳定性和灵活的转向性能,能适应复杂的藕田作业环境;射流冲刷方式为摆动射流,由提升液压缸和摆动液压缸分别带动喷嘴阵列上升、下降和左右循环摆动作业;能进行坡度0°~40°的转场作业,作业幅宽为2.3 m,能够对莲藕表层以上淤泥快速有效冲刷。在3个不同藕田进行了莲藕采收试验,试验结果表明,该机器能适应100 cm以下不同水深的藕田,采藕机莲藕采净率大于等于95%,莲藕损伤率小于等于5%,作业油耗率小于等于215 g/(kW·h),作业时行驶速度和平均工作效率分别为3 m/min和0.04 hm^(2)/h,采收效率为人工采藕效率的4~5倍。采藕机工作性能稳定,能够射流冲刷掉莲藕表面淤泥且未损伤莲藕,满足莲藕采收要求。

摘要：针对向生猪饲料中添加颗粒药物时药物分布不均导致的药物利用率低的问题,设计了一种精准配比料药一体化饲喂器,以计量式斜槽轮为排料装置,并对排料斜槽轮、排药斜槽轮、饲料分流刀等关键部件进行了设计和仿真,实现给定质量比范围内的实时精准加药。用离散元分析软件EDEM进行排料稳定性分析,得出转速为40~60 r/min时排料槽轮的稳定性较好,根据(100~250)∶1的料药质量配比确定排药槽轮转速为10~20 r/min。用力链分析饲料颗粒和药物颗粒在斜槽轮排料装置工作时的受力情况,可知饲料颗粒和药物颗粒所受的外力小于破碎力,两种颗粒在整个运动过程中所受的外力不会造成颗粒破碎。通过样机试验测得在给定转速范围内,可实现的料药质量配比范围为(93.4~251.8)∶1,给定的料药质量配比在此范围内;进行料药配比混合台架试验,试验结果表明精准配比料药一体化饲喂器能实现向饲料中实时精准加药,解决了小粒径小流量的药物颗粒在大粒径大流量的饲料颗粒中分布不均匀问题。

摘要：针对勺链式大蒜播种机在取种过程中的漏取问题,该研究设计了一种以激光传感器、转勺式补种器、补种箱为核心的大蒜漏取种检测与补种装置,并搭建了试验台。利用漫反射激光传感器对取种情况进行检测,根据输出脉冲判断取种勺是否漏取种,设计了以STM32处理器、电磁离合器为核心的漏取种检测与补种控制系统。为得到取种勺漏取蒜种时的临界脉冲宽度,进行了取种勺遮挡脉冲获取试验,得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级金乡蒜种在正常提种速度范围内以不同姿态被取起时的脉冲范围。在0.09~0.15 m/s提种速度区间内,蒜种与种勺的最大脉冲宽度为440.6 ms、最小为121.6 ms;空勺时的脉冲宽度最大为87.9 ms、最小为53.3 ms,判断取种勺是否漏取蒜种的临界脉冲宽度定义为100 ms。为确定最佳补种时刻与控制脉冲宽度,实现精准投种,对取种与投种过程进行分析,在提种速度为0.12 m/s时,传感器检测到漏取种后延时625 ms电磁离合器通电工作,持续363 ms后电磁离合器断电停止工作,此时可保证蒜种正好落入导种筒内,完成补种。为验证系统整体性能,进行取补种试验。结果表明:针对不同提种速度,系统对漏取种检测的成功率均为100%,其中在0.12 m/s的提种速度下,经补种后金乡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级蒜种播种成功率分别从90.13%、93.13%、95.88%提高至99.25%、99.75%、100%。研究结果为研制具有补种功能的勺链式大蒜播种机提供了理论依据及技术支撑。

摘要：为满足大蒜定向播种的农艺要求,针对现有大蒜鳞芽调整方法对杂交蒜适应性差的问题,该研究设计了一种基于Jetson Nano处理器的大蒜鳞芽朝向自动调整装置。采用双卷积神经网络模型结构,其中一个神经网络模型对大蒜是否被喂入进行实时监测,检测到大蒜喂入调整装置后,一个ResNet-18网络模型对蒜种鳞芽朝向进行判断,当鳞芽朝上时大蒜鳞芽调整机构打开Y型料斗使大蒜以鳞芽朝上的姿态直接落下,当鳞芽朝下时大蒜鳞芽调整机构翻转180°带动大蒜一起翻转后以鳞芽朝上的姿态落下,实现大蒜鳞芽朝向实时调整。神经网络模型推理及舵机控制采用英伟达边缘计算处理器Jetson Nano进行处理。利用离散元分析软件EDEM结合正交试验方法对调整装置的关键结构参数进行优化,并以杂交大蒜为试验对象进行台架试验,试验结果表明:大蒜鳞芽调整成功率为96.25%,模型推理时间0.045 s,平均每粒大蒜调整时间为0.785 s,满足大蒜播种机播种要求。该文研究结果可为解决杂交大蒜直立播种问题及边缘计算在精密播种设备中的应用提供有益参考。

摘要：铸造表面合金化工艺制备的合金层存在着硬度高,机械加工困难及合金层与基体结合强度较低而易剥落的缺陷,该研究针对这些缺陷进行研究,采用梯度成分设计原则,制备出不同组分及含量的梯度合金粉剂层膏块,在HT200铸铁件表面制备出硼化物梯度耐磨材料,对该材料的形成过程、微观组织及显微硬度进行了研究,发现该合金层由过渡区→中间耐磨层→表面铸铁烧结层3部分组成,中间层的微观组织为硼化物,其基体上散布着高碳铬铁颗粒,且颗粒粒径影响其与梯度材料的熔合性,并在实际农机铸铁件犁锺上进行了现场应用,结果表明,与未处理零件相比,犁锺使用寿命提高2.5倍以上。

摘要：在分析现代工厂化育苗技术的基础上,提出并设计了智能化设施育苗机。整机采用PLC技术、传感器技术、异步电动机变频调速等控制技术,能够实现精量播种作业。以白菜种子为试验对象,选取吸孔直径、真空度、种箱移动速度作为试验因素,进行吸种性能的正交试验,经试验得出最优因素参数组合为真空度7 k Pa、吸孔直径0.8 mm、种箱移动速度0.03 m/s,最优因素参数组合下单粒率93.82%、空穴率3.71%、重播率2.47%;在吸种性能最优因素参数组合下,对不同的播种效率做进一步播种性能试验,当播种效率为400盘/h,单粒率达到92.63%,可以满足蔬菜精量播种农艺要求。

摘要：针对目前市场上缺少甘薯横向水平移栽机的问题,该研究根据横向水平栽插法移栽甘薯苗的农艺要求,设计了甘薯横向水平复式移栽机的栽苗装置。首先,通过理论分析栽苗装置栽插运动,确定影响甘薯苗移栽质量的主要因素为机器前进速度、链条速度、入土深度及栽苗爪高度等。再基于EDEM-RecurDyn耦合仿真建立栽苗装置-柔性甘薯苗-薯垄耦合作用模型,模拟栽苗作业过程,确定栽苗爪运动轨迹为长摆线,栽苗爪高度为50 mm,确定甘薯苗最终位姿和甘薯垄形态符合甘薯水平栽植农艺要求。最后采用Box-Behnken试验设计方法,以机器前进速度、链条前进速度和入土深度为试验因素,以栽植深度合格率、栽植株距合格率、移栽效率为评价指标,进行了响应面试验,构建优化模型。试验确定移栽机最优工作参数组合为:机器前进速度0.4 m/s,链条前进速度0.2 m/s,入土深度46 mm。该参数组合下栽植深度合格率为92%,栽植株距合格率为92%,移栽效率为263株/min。研究结果可为甘薯横向水平移栽机设计及优化提供参考。

摘要：循环球变比转向器中具有变化传动比齿廓的螺母是实现变比转向的关键部件,螺母变比齿廓为与之啮合的齿轮渐开线齿廓按照变比传动关系包络运动后形成的包络面,因包络过程较为特殊,导致了其建模困难,由此阻碍了变比齿廓数控加工的实现。作者研究一种面向数控加工的变比齿廓数值建模方法,实现变比齿廓的数控端铣加工。该方法将转向器变比齿扇螺母副中的渐开线齿扇,看作无数无限接近且垂直于其轴线的平面与其截交后截交线的集合,与螺母齿条变比齿廓相交且平行于螺母齿条长度方向的计算直线,随螺母变比传动,与对应截交线渐开线齿廓的交点中,长度值取得极值的点为变比齿廓点。建立了变比齿廓求解数学模型,开发了求解算法,通过设置计算直线间距,生成了直接用于数控端铣等残留高度刀具路径规划的变比齿廓点云,规划了刀具路径;并且采用生成的齿廓点云,实现了刀头半径选择以及刀位点刀杆矢量的计算,实现了变比齿廓的数控端铣加工。从变比齿廓的关键设计参数"变比曲线"和"变速传动特性"入手,提出了变比齿廓设计的验证方法,通过试制样件的测试,验证了方法的正确性。该方法克服了采用啮合原理设计变比齿廓时,建立的啮合方程的解不唯一;无法获得变比齿廓齿顶、齿根边界点的精确值;有些出于解析需要选择的参数不直接对应数控加工,数据转换时会引入原理性误差等弊端,实现了循环球变比转向器变比齿廓的数字建模和数控端铣加工。

摘要：为优化拖拉机驾驶室座椅设计,减轻驾驶员作业负担,提高作业效率,解决我国拖拉机在驾驶室座椅舒适性方面技术基础研究不足的问题,提出一种基于骨骼关节识别的拖拉机驾驶室座椅舒适度评价方法。首先,在对拖拉机座椅舒适性影响因素分析的基础上选取人体坐姿关节角为研究因素,在配备不同座椅的两种拖拉机上利用消费级深度相机Kinect v2进行8组驾驶动作捕捉试验,获得了在不同驾驶动作下精确度为0.01°的关节角信息;然后,将关节角数据导入人体建模仿真分析软件Jack中得到人体模型,根据不同的驾驶动作进行了关节力矩仿真及下背部受力仿真,分析得到人体舒适度结果;最后,基于层次分析法构建了拖拉机座椅舒适度评价指标层次结构模型,确定各指标权重并进行一致性检验,对涉及的所有指标的原始数据进行处理并计算得到座椅舒适度的综合评价结果。仿真结果表明,相比于普通座椅的拖拉机,在配备基于人机工程学座椅的拖拉机上作业时,人体模型动作完成能力增加10个百分点且无关节不适的情况,其腰部关节处的压力在驾驶姿势下可以有效减少80 N,在扭转姿势下可以有效减少370 N,并且腰部所受的侧向剪力也有所减小,证明了人体模型在此拖拉机座椅上的舒适度更高。通过分析座椅舒适度评价矩阵,可以得到根据人机工程学设计的座椅舒适度优于普通座椅。依据骨骼关节识别方法的评价结果与根据层次分析法分析的结果一致,证明了基于骨骼关节识别的拖拉机驾驶室座椅舒适度评价方法的可行性与有效性。该评价方法可为拖拉机驾驶室座椅人机工程学研究及准确高效地优化拖拉机座椅设计提供参考依据与指导对策。