摘要：针对标准型往复式切割器切割棉秆过程中动刀片磨损严重以及易出现棉花秸秆被动刀片前桥向前推倒、劈裂等问题,该文在分析往复式切割器切割图的基础上,提出了切割有效率的概念,并以切割有效率为研究目标,采用仿真技术和响应面法,研究了动刀片的结构参数(动刀片宽度、刀刃高度、前桥宽度)对切割有效率的影响,同时利用高速摄像系统观察分析了动刀片前桥形状对棉秆切割质量的影响;通过响应面分析,优化了动刀片的结构参数,建立了目标值与各影响因素之间的回归模型,并对模型进行了验证;通过高速摄像技术优化了动刀片前桥的形状,提高了棉秆切割质量。试验结果表明,动刀片宽度、刀刃高度、前桥宽度以及两两之间的交互作用对切割有效率都具有显著影响,动刀片前桥形状对棉秆切割质量有重要影响。优化设计的动刀片的结构参数是:动刀片宽度为90 mm、刀刃高度为52 mm、前桥宽度为15 mm、前桥形状为圆弧型,此时的切割有效率为96.148 2%。利用优化设计的动刀片,在棉花秸秆切割试验台上进行了棉秆切割试验,试验结果表明,新型动刀片的棉花秸秆割茬高度的平均值比标准型动刀片割茬高度的平均值低5.9 mm,棉花秸秆单位面积切割功的平均值降低了6.1%,棉花秸秆割茬截面平整率提高了12%。研究结果可为高效、低耗的棉花秸秆往复式切割器的设计提供参考。

摘要：为改善高速凸轮机构动力学性能,首先采用非均匀有理B样条(NURBS)重构凸轮廓线,建立高速凸轮单自由度弹性动力学模型,进行高速凸轮机构多目标动力学优化设计。然后利用改进人工鱼群算法求解该模型,获取系统Pareto最优解从而得到优化后的NURBS廓线。最后,分析和比较高速凸轮机构在NURBS和修正正弦两种廓线下的动力学响应。结果表明:改进人工鱼群算法可以有效解决多目标优化问题,优化后NURBS廓线运动学特性与修正正弦廓线相差不大,在一定程度上降低了高速凸轮机构的残余振动幅值,提高了高速凸轮机构的定位精度和动力性能,减少了振动和冲击的噪声。

摘要：在现代工业设计、人工智能、软件设计等领域,三维模型正展现强劲需求与活力,传统三维模型特征提取方法仅能提取模型表面特征,难以满足复杂模型特征提取需求,为提高三维模型的特征提取精度,基于光谱分析以及可见光传播特性,提出一种具有高区分度的三维模型特征提取方法。首先利用光散射系数、吸收系数、各向异性等光学特性参数,量化分析光在不同介质中透射、散射、反射概率,并确定最佳光谱模拟波段;其次采用Monte-Carlo法模拟光子束在三维模型中的传播历程,获得光子束传播轨迹的角度、距离、能量等多种统计量,计算不同统计量权重,经过统计分析后完成特征提取;然后在ESB国际通用三维模型库中,测试不同光子束数量、约束空间形状对特征提取效果影响,从而确定最佳模拟参数;最后使用多种特征提取方法与光传播模拟法进行特征提取效果比较,并采用查准率、查全率以及E测度评价指标对特征提取效果进行定量测试。实验结果表明,三维模型特征提取准确度对光传播约束空间形态较为敏感,光子传播的最佳约束空间为球体;三维特征提取效率随着光子束数量升高而降低,在保证特征提取精度的前提下,10000~25000区间是光子束模拟数量的最佳取值范围;基于光传播模拟的特征提取准确度高于小波变换、距离夹角以及D2分布方法,能够满足三维模型检索需求,更适合复杂三维模型的离线特征提取与应用。结合光谱分析与可见光传播特性的模型特征提取法拓宽了光谱分析的应用范围,能够提取出融合三维模型表面特性与内部形态的有效特征,为高精度特征提取技术研究注入新动力。

摘要：为了解决目前谷物联合收割机切割器设计周期长、效率低、产品性能差等问题,以及更好的评价其平顺性,提出一种基于ADAMS的谷物联合收割机切割器与整机平顺性仿真分析方法。基于ADAMS建立切割器的驱动机构模型并进行仿真分析,求得切割器关键参数的时间变化曲线,为驱动机构的改进提供参考;基于ADAMS建立谷物联合收割机车体模型并进行复杂障碍路面上的动力学仿真,为收割机平顺性的改进提供有利的理论支持。仿真结果表明,该方法能较好的求解谷物联合收割机切割器的设计优化问题及完成整机平顺性的仿真分析,可以有效地支持农业机械设计领域的先进设计方法的应用。

摘要：针对设计的高枝修剪机械臂定位过程易产生振动,难以快速、准确地将待修树枝对入锯切口的问题,分析大臂展、高负载自重比臂架系统的柔性特征,在此基础上研究末端修枝锯的抑振控制方法,实现末端修枝锯的快速精准定位。首先介绍了高枝修剪机械臂结构和工作原理,分析了臂架系统的柔性特征对末端修枝锯定位产生的影响;其次通过结构关系推导和有限元方法建立了机械臂的数学模型并进行动力学分析,并设计基于改进粒子群离线优化的模糊PID控制方法,实现了对末端修枝锯的主动抑振控制;最后分别在Simulink环境中和样机系统上进行了数值仿真和试验验证。综合仿真和试验结果表明:该文设计的控制方法可以实现末端修枝锯的主动抑振,定位过程中修枝锯能够在短时间内进入稳态,超调量不足开环状态下的50%,震荡调整时间小于1 s,经1 s后振幅衰减至峰值的5%以下,从而达到了较好的末端抑振效果,改善了修枝锯的定位性能,提高了高枝修剪机械臂的作业效率。相关研究可为其他具有一定相似柔性特征的机械提供末端抑振和精准定位的控制经验参考。

摘要：大蒜机械化播种的植入环节中,在蒜种-土壤-触土部件强耦合作用下,正头后的蒜种直立度极易变低,如何“保姿植入”成为亟待解决的关键技术。针对此问题,该文以行星轮式大蒜插播机为研究对象,对插播鸭嘴的尖部运动轨迹进行分析,明晰了影响植后蒜种直立度的关键因素为插播鸭嘴的线速度、开启相位角及插播鸭嘴张开角度与凸轮凸起段对应的圆心角之比(开口速比)。运用Box-Benhnken中心组合试验方法对插播鸭嘴的线速度、开启相位角、开口速比进行三因素三水平二次回归试验设计,进行了插播试验,采用Design-expert软件建立响应面数学模型,对影响直立度的关键参数进行了综合优化,求解出最优工作参数组合为插播鸭嘴的线速度200 mm/s,开启相位角20°,开口速比2。大田试验结果表明,最优参数作业的蒜种直立度均值为63.2°,较优化前提高了21.8%,满足大蒜种植的蒜种直立度要求。

摘要：针对目前我国山核桃破壳机适用机型少、大部分地区山核桃破壳仍以手工为主的破壳方式的现状,设计并试制了一种自分级击打式山核桃破壳机。首先对山核桃的力学性能进行了分析,然后设计了分级机构和击打机构。同时,对关键的零部件进行有限元仿真分析,并通过试验验证。结果表明:样机的破壳率在99.24%左右,果仁损伤率在6.47%左右。击打式山核桃破壳机破壳率高,果仁损伤率在合理区间,是一种新型高效的山核桃破壳机械。

摘要：针对大型油罐的除锈工作一直是国内外面临的难题,由于受油罐进出口狭小条件的限制,喷砂除锈机器人整体采用了便于拆装的组合结构,利用机械手、机械手行走小车、珩架、上支架、下支架等结构设计,并使用高效的喷砂除锈技术,解决了大型油罐的除锈难题。

摘要：为减少播种机的漏播现象,提高播种机械作业质量和自动化水平,研制了基于单片机的播种机工况自动补播式监控系统。该系统以AT89C51单片机为核心,采用汇编语言编制了系统监控程序,设计了相应的处理电路和补播排种机构。当监测到由于排种器故障或种子箱排空而造成"断条性"漏播时,在声光报警的同时,系统自动启动微型步进电机,带动补播排种器继续排种,直到停车检修。试验结果表明,0.3s的系统灵敏度可将播种机漏播断条长度减小到最低限度。

摘要：根据火车定量配煤装车特点,利用高可靠性AB PLC系统及Anybus Communicator串行网关设计定量配煤装车自动控制系统硬件,基于卡尔曼滤波(Kalman filtering)算法对落煤产生的冲击数据进行去噪处理,研制出一套集配煤逻辑控制,信息数据采集、处理与传递,运行监控为一体的定量配煤装车控制系统。现场测试和数据分析表明:该系统单车厢配煤误差小于0.1%、整列车配煤误差小于0.01%,装卸煤能力1万t/h,具有较高控制精度和工作效率。