摘要：根据雷达昆虫学中农业低空飞行昆虫监测的工程需要,研究了一种基于对数周期天线阵的超宽带昆虫雷达。首先,设计了对数周期天线环形阵,采用各阵元天线虚顶点共圆的空心环;然后,设计了兼具环形阵优点的伞形阵,通过调节控制杆的高低组成不同直径的立体阵,有利于在固定基座上变距变焦、更多维地监测目标;最后,利用相应的空间谱估计算法,形成了低空飞行昆虫监测的基本理论。计算机仿真分析表明,结果与理论要求相符。

摘要：【目的】为满足土壤环境信息的自动监测,适时了解土壤环境情况,及时分析土壤温湿度、光照等对农作物生长发育的影响,实现土壤环境信息的快速检测,设计一种基于蓝牙技术的土壤环境信息传感器。【方法】以STM8L051F3P6单片机为控制芯片,利用平行板电容探针、温度传感器、空气温湿度传感器、光敏电阻作为主要检测部件设计检测电路,分别检测土壤湿度、土壤温度、土壤周围的空气温湿度和光照强度,采用单节锂离子电池作为供电电源,同时将单片机与蓝牙通讯技术相结合,实现对被测区域土壤环境信息的实时监测。根据农业标准土壤水分测定法,配备不同土壤湿度样品,标定土壤湿度。【结果】完成土壤环境信息传感器的软硬件整体设计与土壤湿度标定试验:(1)信息采集,即土壤环境信息传感器通过各个模块的硬件检测电路实现土壤环境信息包括土壤温湿度、土壤周围空气温湿度、光照情况的实时采集;(2)数据处理,即该传感器将采集的原始信息数据经过单片机处理后实现土壤环境信息检测;(3)数据发送,即通过蓝牙技术将检测结果发送至用户端显示;(4)土壤含水率的标定,即采用设计的土壤环境信息传感器进行了土壤湿度标定试验,在土壤湿度0%~25%内建立输出电压值与土壤湿度之间的关系模型,模型的决定系数为0.9352。【结论】设计的土壤环境信息传感器系统运行良好,能准确顺利地发送检测数据。土壤湿度标定试验结果表明,土壤环境信息传感器检测电压值对土壤湿度之间有良好的线性关系。整个传感器系统成本较低,易于制作,能保持长时间的使用。该传感器的测量范围也能满足大部分农业生产的需求,具有一定的实用价值。

摘要：伺服电机的控制通常需要检测其转速、位置以及方向信息,同时还需要检测用于电机启动控制的磁极绝对位置信息。文中设计了一种新型混合式光电检测电路,输出A(/A)、B (/B)、Z(/Z)用于检测电机的转速、位置以及方向信息;U(/U)、V(/V)和W(/W)用于检测电机磁极的绝对位置信息。通过设计分析,该电路具有结构简单、精度高、响应频率高、功耗低以及成本低等优点。为混合式光电编码器的研制提供一种有效的解决方案。

摘要：为提升联合收割机燃油总能转换效率,设计一种基于气-气式热管换热器的联合收割机尾气余热回收谷物干燥系统,建立以换热器换热量最高和排气系统背压增量最小为目标的优化设计模型,运用带精英策略的无支配排序遗传算法程序(NSGA-II)对热管换热器的无缝钢管选型、翅片厚度以及翅片间距则进行多目标优化,获取该换热器的最优结构参数组合,并采用数值模拟方法对优化前后的换热性能进行对比验证。结果表明,经过优化后的热管换热器在系统整体压力降相差不大的情况下,遗传算法优化结果换热器总换热量提升约1.5%,仿真试验也表明换热量提升1%。

摘要：针对大客车空气悬架关键结构件C型梁的轻量化设计问题。首先,基于参数化计算系统建立起符合实际工况的有限元模型,并完成最大等效应力、弯曲刚度和疲劳寿命分析,然后,采用中心复合设计试验方法,并基于全二阶多项式对响应面模型拟合,根据灵敏度分析筛选设计变量。最后,以质量最小和弯曲刚度最大为目标函数,同时以最大等效应力和疲劳寿命50万次循环为约束条件,采用非支配排序多目标遗传算法对C型梁进行优化设计,得到Pareto非劣前沿,根据实际设计需要选取妥协解。结果表明:轻量化设计后的C型梁在不改变原材料且满足约束条件的前提下,弯曲刚度与优化前基本保持一致,实现减重2.68 kg,减重比达3.6%。

摘要：设计一种新型光电耦合旋转连接器。通过复合光场实现360度双通道信号连续传输。给出了连接器的设计原理,并通过试验测试了信号传输性能,验证了连接器的实际可行性。试验结果表明,该连接器能够实现相对旋转的机构之间的非接触通信,结构简单,机械加工精度要求低,某些场合下可以代替光纤连接器实现多路多通道数据传输。

摘要：为降低山地低矮树型用立式微耕机前端高度,减轻微耕机的重量,保证减速器传动性能,设计一种新型立式微耕机减速器,建立以该减速器传动齿轮的体积最小和重合度最高为目标的优化设计模型,运用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)获取该变速器中各传动齿轮的最优结构参数。优化结果表明:相比于传统经验设计方法,该新型减速器经过优化之后齿轮重合度基本不变,齿轮总体积和总重量均减小了20.3%。

摘要：针对目前油茶果采摘机花苞损伤率高的问题,设计了一种油茶果分层采摘机构。利用Adams软件对油茶果与胶辊的接触碰撞进行仿真分析,得到油茶果的临界脱落速度为105mm/s;根据油茶花苞的生长特性,建立花苞与胶辊相互作用的有限元模型,在ANSYS Workbench软件中仿真分析了花苞与胶辊的碰撞过程。研究结果表明:在油茶果临界脱离速度条件下,花苞与胶辊发生碰撞接触后等效应力和等效应变的值随着胶辊速度和胶辊直径的增加而增加,随着胶辊间距的增加先增加后减小,且花苞均未与果柄发生分离;分层采摘机构室内试验结果与仿真结果基本吻合,研究结果可为油茶果采摘装置的设计提供参考。

摘要：为满足菜田土壤温湿度监控的需要,针对当前蔬菜种植过程中信息化、可视化程度不高等问题,围绕物联网三层架构模型,开发一套可用于菜田的土壤温湿度在线监测系统。该系统由无线土壤温湿度传感器、LoRa协调器主汇聚节点和Web物联网开发平台组成。无线土壤温湿度传感器可实时快速采集土壤温湿度信息,在软硬件上具体阐述低功耗的设计理念,采用模块化的供电方式和分时节能算法提高节点能量有效性,采用数据融合算法及自定义数传协议提高数据传输可靠性;LoRa协调器主汇聚节点实现中短程数据汇总,继而通过4G网络远距离传送至服务器;服务器部署有MySQL数据库、Socket网络端口监听工具以及Web物联网开发平台,用户可通过手机APP或PC浏览器查看实时或历史报表。对传感器数据准确性、通信可靠性和Web物联网开发平台进行测试,测试结果表明:该传感器温度及湿度标定曲线决定系数分别为99.54%和94.59%,整机通讯平均丢包率为4.73%,待机功耗小于11.28 mW,发射瞬时功耗小于662 mW。整个系统稳定可靠,具有成本低、测量精度高、实时性强等优点,可用于菜田中土壤温湿度的实时在线监测。

摘要：针对机械收割碾压再生稻导致稻茬损伤倒伏,抑制再生季腋芽萌发和降低产量的问题,设计一种再生稻机收碾压稻茬扶正装置。首先,开展齿爪式扶正器运动分析,构建运动过程速度方程,明确影响扶正性能的关键因素;其次,以装置前进速度、扶正速比和齿爪入茬角度为试验因素,扶正成功率为评价指标,开展全因素台架性能试验。试验结果表明:装置前进速度和齿爪入茬角度均显著影响稻茬扶正成功率,且随着装置前进速度和齿爪入茬角度的增加,碾压稻茬扶正成功率有增大的趋势;影响碾压稻茬扶正成功率的因素主次顺序为齿爪入茬角度、装置前进速度、扶正速比;扶正装置最优运行参数组合为:齿爪入茬角度=70°、装置前进速度=0.75m·s^(-1)、扶正速比=2,扶正成功率可达91.17%;并建立了碾压稻茬扶正成功率的多元线性回归方程,拟合度为0.85,在最优运行参数组合下,理论扶正成功率与实际试验结果基本一致。试验结果可为研制机械收割碾压稻茬扶正装置提供理论及试验依据,对促进再生稻生产全程机械化的发展具有重要现实意义。