摘要：设计了一种基于GNSS-RTK的水田平地机,并根据水田平整作业要求,设计了水田平地机的机械结构、液压及控制系统。控制系统基于GNSS-RTK卫星定位技术,采用Cortex M3系列控制器及RT-Thread嵌入式实时操作系统完成了平地铲高程的高精度检测,实现了平地铲高度的自动调节。田间试验结果表明:平地机机构设计合理,控制系统运行稳定可靠,平整精度满足要求。研究结果对水田平地机的设计具有一定的参考价值。

摘要：为了实现油茶果脱壳后果壳与茶籽的高效分选,进行了油茶果壳籽分选装置上料模块、视觉采集模块、执行模块和控制系统的设计。其中,整体装置采用一种阵列式凹槽传送机构,避免执行喷吹时产生对茶籽的带出干扰。利用有效的图像预处理方法获取壳籽目标,并提取目标图像的颜色及纹理信息共18个;考虑到分选的高效实时性,进一步对特征参数实施Spearman相关性分析,将特征减少至6个,建立随机森林分类模型,并与K最邻近分类算法(KNN)、支持向量机(SVM)及偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)模型进行对比,发现随机森林模型的分类效果最佳。试验中,分选系统识别准确率达到95.5%,平均检测时间为41.9ms,分选速率达20个/s,表明系统实现了油茶果的壳籽高效率实时分选。

摘要：研究马铃薯的力学特性,可以指导马铃薯收获、加工、运输装备的设计,有效减少机械损伤。传统的研究均将马铃薯作为线弹性材料,没有发现生物屈服点。为此,切取鲜食马铃薯圆柱形试样,使用质构仪进行压缩试验,通过马铃薯的力-位移关系,发现了马铃薯的弹塑性规律;同时,计算出马铃薯破坏应力、弹性模量、切线模量和泊松比,并据此进行了损伤的有限元分析。研究结果表明:马铃薯存在生物屈服点;试样压缩力达到生物屈服点后,压缩位移与塑性变形量近似呈正比例线性关系;马铃薯在受到碰撞作用时,塑性变形主要发生在以马铃薯碰撞点为切点的内切球范围内,即马铃薯内部。研究结果符合弹塑性材料的力学特性,与现有的损伤试验结果吻合。

摘要：为开发出适合山地油茶果园挖穴施肥覆土的机具,且具有结构简洁、质量小、功耗小的特点,针对挖穴施肥的方式,采用离散元法建立了螺旋钻头挖穴过程的仿真模型;并结合三因素三水平正交试验和响应曲面分析方法,仿真分析了进给速度、钻头转速和钻头螺旋升角对挖穴作业功率消耗的影响规律。结果表明:试验因素对消耗功率的影响从小到大依次为钻头螺旋升角、进给速度、钻头速度,进给速度和钻头转速组合、钻头转速和钻头螺旋升角组合交互作用对消耗功率的影响显著。进行了参数优化,确定最优组合为:在进给速度0.03m/s条件下,钻头转速180r/min、钻头螺旋升角15°时最小功率消耗为1.134kW。田间试验表明:优化组效率效果明显优于对照组,优化后单个坑作业时间12.1s、百坑油耗1.08L。

摘要：为提高船式拖拉机驱动性能,以单轮叶为研究对象,结合离散元法搭建了仿真模型与土槽试验平台,分析单轮叶与土壤的直线作业机理。验证仿真模型的有效性后,从单轮叶与土壤作业过程出发,对单轮叶直线作业过程受力进行了分析,发现单轮叶推进力和支撑力均随着转过角度的增加呈现先增加后降低的趋势变化。以单轮叶推进力和扭矩作为评价指标,探究单轮叶工作参数对驱动性能的影响规律,通过多因素法得到最佳的工作参数组合。研究结果表明:最优工作参数组合为入土角度11°、入土深度147mm、前进速度1.6m/s,此时轮叶推进力为172.51N、扭矩为69.82N·m,优化后的单轮叶推进力提高了40.82N,扭矩下降了34.77N·m。土槽试验表明:优化后的单轮叶损耗功率降低明显,驱动性能得到了有效提高,结果为船式拖拉机工作参数选择提供了理论依据。

摘要：针对丘陵山区油茶果园现有小型开沟施肥机具存在作业功能单一、运动不灵活、动力不足、耕作深度不稳定不合格等问题,开发研究出适合油茶果园挖穴施肥覆土的施肥一体机。介绍整机的参数和工作原理,对挖穴钻头进行设计,分析挖穴过程中杠杆式进给时机具运动状况,设计合理的机架和手扶架尺寸以便于人工操作;选择结构简单、排肥稳定的外槽轮式排肥并设计排肥器尺寸以满足农艺要求;设计可调高低和角度以更好贴合地面的覆土板,增加覆土率和覆土后的平整性。实验结果表明,施肥一体机整机作业性能良好,机具运动灵活、转弯性能良好,操作简单、劳动强度低;平均挖穴深度均值为203.1 mm,挖穴深度变异系数3.2%,外槽轮式排肥器排肥量理论与试验相对误差为1.7%,整体性能满足油茶果园追肥农艺要求。

摘要：随着无人驾驶技术的迅速发展,同步定位与建图技术因其精度高、稳定性好的优点备受人们关注。基于激光雷达传感器,选择主流的Gmapping和Cartographer算法,搭建实验环境,对两种算法进行对比仿真与实验建图,并对两种算法的建图效果进行深度的分析。基于滤波器的Gmapping算法计算量小,依赖于里程计信息,适用于小尺度、低特征环境中;基于图优化的Cartographer算法累计误差低,精度高,适用于精度和稳定性要求较高的场合。

摘要：为了解决克氏原螯虾加工过程中手动送料劳动强度高、效率低、虾肉易被污染等问题,该研究设计了一种克氏原螯虾头尾自动定向装置。通过统计分析克氏原螯虾样本的体型特征参数,阐述定向装置实现克氏原螯虾连续自动送料和头尾定向的工作原理,并设计电磁振动机构、螺旋轨道和头尾筛选结构等关键部件。以定向装置作业效率和头尾定向准确率为优化目标,选取工作振幅、频率和筛选口数量为主要影响因素,利用EDEM软件实现克氏原螯虾在定向装置中的运动仿真;通过仿真试验结果分析得到,影响作业效率的3个因素主次顺序为频率、筛选口数量、振幅;影响定向准确率的3个因素主次顺序为筛选口数量、频率、振幅。利用Design-Expert 11软件确定影响因素的最优参数组合:当振幅为0.3 mm,频率为65.16 Hz,筛选口数量为2个时,作业效率为1.88只/s,头尾定向准确率为92.52%。对比样机试验与仿真优化结果,仿真试验的作业效率和头尾定向准确率的相对误差为9.04%和2.45%,验证了该定向装置的可行性和有效性。该研究可为研发克氏原螯虾机械加工装备提供技术参考。

摘要：针对二维不规则零件下料生产线原材料利用率不高、作业效率较低等问题,提出一种复杂下料工艺约束下的二维不规则零件优化排样方法。以最大化原材料利用率为优化目标,建立了二维不规则零件下料问题的数学模型,利用一种图形碰撞算法实现零件的定位,提高了原材料利用率。通过零件图形的平移、旋转、镜像等操作动态构造排样单元,提高了连续切割和零件自动码垛的作业效率。算例对比分析验证了该方法的可行性和有效性。

摘要：故障样本获取困难导致的训练样本不均衡严重影响故障诊断模型的可用性及准确率,因此提出一种基于自适应辅助分类器生成式对抗网络的故障样本生成模型,通过度量判别器与生成器的相对性能自适应地调节生成器损失值,使训练收敛更快、生成数据质量更好。将所提方法、辅助分类器生成式对抗网络方法生成的数据,以及未经处理的试验原始数据作为BP分类模型的输入数据进行试验,结果表明所提方法生成数据训练的模型更优。所提方法与1D-CNN、e2e-LSTM、CFVS-SVM和FFT-CNN等方法的对比结果表明,所提方法的故障诊断准确率、信息处理时间均最优。