基于堆积试验的小麦离散元参数分析及标定 被引量：133

1

作者 刘凡一 张舰 +1 位作者 李博 陈军 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期247-253,共7页

为确定小麦离散元仿真参数,以真实试验及不同参数组合下仿真得到的小麦颗粒堆休止角为响应值,基于响应面优化标定了小麦离散元仿真参数。研究应用Plackett-Burman试验对8个初始参数进行筛选,发现小麦-小麦静摩擦系数、小麦-有机板静摩... 为确定小麦离散元仿真参数,以真实试验及不同参数组合下仿真得到的小麦颗粒堆休止角为响应值,基于响应面优化标定了小麦离散元仿真参数。研究应用Plackett-Burman试验对8个初始参数进行筛选,发现小麦-小麦静摩擦系数、小麦-有机板静摩擦系数以及小麦-小麦滚动摩擦系数对颗粒堆休止角影响显著。在通过最陡爬坡试验确定显著性参数最优值区间的基础上,根据Box-Behnken试验结果建立了休止角与显著性参数的二阶回归模型并对其进行优化,得到显著性参数的最佳组合为:小麦-小麦静摩擦系数0.58、小麦-有机板静摩擦系数0.61、小麦-小麦滚动摩擦系数0.08。最后将最佳参数组合下仿真得到的休止角与真实试验值进行对比验证,发现二者无显著性差异(P>0.05),表明应用响应面优化标定小麦离散元仿真中所需的参数是可行的;同时,标定所得的最佳参数组合可为小麦离散元仿真参数的选取提供参考。 展开更多

关键词 离散元 优化 标定 仿真参数 休止角

下载PDF 职称材料

深松铲耕作阻力影响因素的离散元法仿真分析 被引量：17

2

作者 李博 刘凡一 +1 位作者 陈军 史江涛 《农机化研究》 北大核心 2015年第2期71-74,共4页

在建立了三维土壤颗粒模型的基础上,应用离散元法研究了耕深及耕速对深松铲耕作阻力的影响。在0.4~0.8 m/s的耕速变化范围内,耕深分别为180、220、260 mm的条件下,进行了仿真,并对接触力场和速度场进行了分析。结果表明,随着耕深及耕速... 在建立了三维土壤颗粒模型的基础上,应用离散元法研究了耕深及耕速对深松铲耕作阻力的影响。在0.4~0.8 m/s的耕速变化范围内,耕深分别为180、220、260 mm的条件下,进行了仿真,并对接触力场和速度场进行了分析。结果表明,随着耕深及耕速的增加,耕作阻力均会增大,与理论研究相符。本研究可为今后进一步优化深松铲提供依据。 展开更多

关键词 深松铲 耕作阻力 离散元法 仿真分析

下载PDF 职称材料

小麦籽粒振动筛分黏弹塑性接触模型构建及其参数标定 被引量：16

3

作者 刘凡一 张舰 陈军 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第15期37-43,共7页

为更好地模拟小麦籽粒(麦粒)振动筛分过程,该文在现有离散元接触模型基础上,通过EDEM软件应用程序编程接口,构建了一种麦粒黏弹塑性接触模型。该接触模型法向方向通过将Kuwabara and Kono非线性黏弹性接触模型中的黏性耗散项引入Thornto... 为更好地模拟小麦籽粒(麦粒)振动筛分过程,该文在现有离散元接触模型基础上,通过EDEM软件应用程序编程接口,构建了一种麦粒黏弹塑性接触模型。该接触模型法向方向通过将Kuwabara and Kono非线性黏弹性接触模型中的黏性耗散项引入Thornton滞回接触模型进行构建;切向方向采用简化Thornton切向接触模型;滚动摩擦力矩计算同Hertz-Mindlin(no slip)接触模型。法向模型参数标定采用单轴加载-卸载试验、碰撞试验,分别构建了模拟-试验接触力误差平方和与麦粒屈服重叠量、恢复系数与法向阻尼系数的二阶回归方程,得到麦粒屈服重叠量为7.63×10-6 m,麦粒-麦粒/钢板法向阻尼系数分别为190.68和306.65。切向模型参数利用旋转鼓试验进行标定,得到最佳麦粒-麦粒/钢板静摩擦系数组合为0.40和0.44。最后利用振动筛分试验对所标定参数进行验证,模拟与试验所得筛下麦粒质量分数最大误差为8.97%,模拟中筛下物分布规律与试验结果无显著性差异,表明所建立的接触模型及标定的参数能够很好地模拟麦粒振动筛分过程。该文也可为其他农业物料黏弹塑性接触模型构建及其参数标定提供参考。 展开更多

关键词 计算机仿真 模型 农作物 离散元 小麦籽粒 黏弹塑性 接触模型 参数标定

下载PDF 职称材料

基于激光导航的果园移动机器人自动控制系统 被引量：10

4

作者 戚树腾 聂森 +2 位作者 陈军 王荣 刘凡一 《农机化研究》 北大核心 2015年第10期8-12,共5页

以实现果园作业自动化为目的,开发了一种履带式移动机器人作为作业移动平台。机器人采用激光测距仪实现对果树位置信息实现实时的采集,采用霍夫变换规划机器人导航路径,实现了树行直线方程的提取。机器人的航向偏差和横向偏差作为比例... 以实现果园作业自动化为目的,开发了一种履带式移动机器人作为作业移动平台。机器人采用激光测距仪实现对果树位置信息实现实时的采集,采用霍夫变换规划机器人导航路径,实现了树行直线方程的提取。机器人的航向偏差和横向偏差作为比例控制器的输入量,以机器人实际偏转的角度为输出量,实现机器人沿导航路径自动直线行走。机器人以0.14m/s速度直线行驶25m,最大横向偏差0.26m。试验结果表明,该系统导航控制算法性能良好。 展开更多

关键词 果园 移动机器人 激光导航 霍夫变换

下载PDF 职称材料

基于DEM的谷物清选筛振动筛分虚拟试验研究 被引量：7

5

作者 张舰 刘凡一 陈军 《农机化研究》 北大核心 2019年第2期187-191,共5页

为了研究筛分过程中筛面结构和物料形状对筛分效率的影响,基于离散元法对5个不同筛面开孔率下的圆孔筛﹑方孔筛的筛分效率和复杂粒形物料在圆孔筛﹑方孔筛上的筛分效率进行了虚拟试验研究。结果表明:物料的的筛分效率随筛面开孔率的增... 为了研究筛分过程中筛面结构和物料形状对筛分效率的影响,基于离散元法对5个不同筛面开孔率下的圆孔筛﹑方孔筛的筛分效率和复杂粒形物料在圆孔筛﹑方孔筛上的筛分效率进行了虚拟试验研究。结果表明:物料的的筛分效率随筛面开孔率的增加而逐渐增加,且在筛面开孔率相同时圆孔筛的筛分效率高于方孔筛的筛分效率;3种典型农业物料形状的颗粒在两种筛面上筛分时,小麦形颗粒筛分效率最高,大豆形颗粒筛分效率其次,玉米形颗粒筛分效率最低;圆孔筛更易于3种颗粒的透筛,筛孔形状对于玉米形颗粒的筛分效果影响最大,小麦形颗粒次之,大豆形颗粒最小。 展开更多

关键词 振动清选筛 清选装置 离散元法 筛面开孔率

下载PDF 职称材料

西南丘陵山区马铃薯全程机械化生产现状及存在的问题 被引量：6

6

作者 刘伟 谢守勇 +2 位作者 李明生 刘凡一 孙玉华 《农业工程》 2022年第5期10-13,共4页

西南地区地处丘陵山区,地理环境复杂,薯类种植面积和产量占比大,但生产机械化水平低。针对西南地区薯类生产机械薄弱和农机农艺不协调的问题,从马铃薯品种、生产现状、国内外生产装备方面综述西南丘陵山区马铃薯生产机械化现状,从播种... 西南地区地处丘陵山区,地理环境复杂,薯类种植面积和产量占比大,但生产机械化水平低。针对西南地区薯类生产机械薄弱和农机农艺不协调的问题,从马铃薯品种、生产现状、国内外生产装备方面综述西南丘陵山区马铃薯生产机械化现状,从播种作业、生产模式、生产技术等方面分析西南地区马铃薯生产机械应具有小型化、低功耗、挖掘减阻、收获低损伤等关键技术,并针对西南丘陵山区马铃薯全程机械化生产的问题提出对策与建议。 展开更多

关键词 丘陵山区 马铃薯 全程机械化

下载PDF 职称材料

重心平衡履带式山地烟田深耕机设计与试验 被引量：1

7

作者 李钠钾 徐光泽 +4 位作者 冉茂 江厚龙 张小亮 刘凡一 谢守勇 《农业工程》 2023年第12期83-89,共7页

丘陵山区烟田普遍使用微耕机进行耕地作业,长期浅耕作业使烟田土壤耕层变浅、土壤板结、犁底层变厚,严重影响烟叶生产质量。针对垄作模式下丘陵山区烟田的特点,设计了一种重心平衡履带式山地烟田深耕机,主要由行走装置、动力系统、旋耕... 丘陵山区烟田普遍使用微耕机进行耕地作业,长期浅耕作业使烟田土壤耕层变浅、土壤板结、犁底层变厚,严重影响烟叶生产质量。针对垄作模式下丘陵山区烟田的特点,设计了一种重心平衡履带式山地烟田深耕机,主要由行走装置、动力系统、旋耕装置及重心平衡机构等组成,设计了关键结构,对旋耕装置旋耕过程进行了运动学分析,确定了整机行走速度和旋耕刀转速。采用“回”字型耕地法,设计一种垄上作业重心平衡机构,运用离散元的方法对深耕机垄上作业进行了分析。垄作烟田耕地试验结果表明,深耕机作业性能较好,耕后土地较平整,整机平均耕深合格率95.4%、平均碎土率91.9%,满足烟草种植的整地要求,验证了履带式烟田深耕机理论分析与设计的准确性及合理性。研究结果可为丘陵山区烟田深耕机的研究提供参考。 展开更多

关键词 丘陵山区 深耕机 离散元 烟草种植机械 重心平衡 履带式

下载PDF 职称材料

四行荞麦精量播种机设计与试验

8

作者 李明生 谢守勇 +3 位作者 刘凡一 叶进 孙玉华 刘伟 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期219-228,共10页

针对荞麦种植地小且分散的特点,根据荞麦精少量播种的农艺要求,研制了四行荞麦精量播种机,并根据国标设计进行了排种性能离散元仿真优化验证、台架试验和田间试验.设计了外槽轮式荞麦精少量排种器、单组仿形开沟器、船铲式开沟铲、整体... 针对荞麦种植地小且分散的特点,根据荞麦精少量播种的农艺要求,研制了四行荞麦精量播种机,并根据国标设计进行了排种性能离散元仿真优化验证、台架试验和田间试验.设计了外槽轮式荞麦精少量排种器、单组仿形开沟器、船铲式开沟铲、整体刮板式覆土器、整体仿形机架和传动系统.排种器台架试验表明,各凹槽中荞麦种子平均填充数量为6.6颗,不同转速下排种器每旋转一周平均排出荞麦种子133颗.整机台架试验表明,排种器排量随槽轮工作长度增大而线性增加,不同工作长度下各行排种量一致性变异系数均小于3.9%,总排量稳定性变异系数小于1.3%.田间试验表明,覆土率为96.4%,平均覆土厚度为2.3 cm,覆土厚度合格率为84%,平均播深为7.1 cm,播深合格率为100%,最大播种量为9.15 g/m2,播种均匀性变异系数为9%.以上性能指标均满足国家标准要求.该研究可为荞麦精量播种机具的研发提供参考. 展开更多

关键词 机械化 播种机 荞麦 精量 田间试验

下载PDF 职称材料

整排夹茎式穴盘苗取投苗系统设计与试验

9

作者 张小亮 谢守勇 +3 位作者 苑晓亮 邓成志 刘凡一 王鹏 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第6期42-47,共6页

针对现有穴盘苗取投苗系统结构复杂、对根系损伤大的问题,综合夹茎式和整排取苗的特点,设计一种整排夹茎式取投苗系统。该系统通过移盘机构实现穴盘苗的进给,采用往复机构和夹苗机构实现取苗、投苗作业,使用柔性链输苗机构实现分苗和送... 针对现有穴盘苗取投苗系统结构复杂、对根系损伤大的问题,综合夹茎式和整排取苗的特点,设计一种整排夹茎式取投苗系统。该系统通过移盘机构实现穴盘苗的进给,采用往复机构和夹苗机构实现取苗、投苗作业,使用柔性链输苗机构实现分苗和送苗作业。对取苗过程进行静力学分析,同时对投苗过程进行运动学分析,确定取投苗机构结构参数。以取苗成功率、投苗成功率和茎叶损伤率为试验指标进行取投苗试验。试验表明:在番茄钵苗苗龄为45 d、基质含水率为63.47%、取投苗频率为90株/min时,平均取苗成功率为96.1%,平均投苗成功率为94.3%,平均伤苗率为3.9%。研究结果可为全自动化取投苗装置研究提供参考。 展开更多

关键词 移栽机 取投苗系统 夹苗机构 运动分析 取投苗成功率

下载PDF 职称材料

山地烟田遥控履带式深耕机设计与试验

10

作者 李钠钾 徐光泽 +4 位作者 冉茂 江厚龙 张小亮 刘凡一 谢守勇 《中国农机装备》 2023年第2期14-18,共5页

针对丘陵山区烟田采用现有微耕机作业耕深浅不能满足烟草种植技术要求和操控性差等问题,结合烟田保护性耕作需求,设计了一款适宜于丘陵山区烟田耕作的遥控履带式深耕机。对整机结构进行了设计,并阐述了其工作原理,对深耕装置进行了设计... 针对丘陵山区烟田采用现有微耕机作业耕深浅不能满足烟草种植技术要求和操控性差等问题,结合烟田保护性耕作需求,设计了一款适宜于丘陵山区烟田耕作的遥控履带式深耕机。对整机结构进行了设计,并阐述了其工作原理,对深耕装置进行了设计,利用数值模拟的方法对旋耕刀进行优化设计。创新性地提出了一种基于滚珠丝杆带动同步器换挡的变速器,并对其结构进行了设计,对其工作过程进行了分析,开展了智能化传动及机器控制系统研究,实现手机或遥控方式远程实时控制机器作业,以降低操控劳动强度,提高生产效率和效果。以耕深合格率为评价指标,在丘陵山区试验田内进行了耕地试验,结果表明深耕机作业性能较好,变速器换挡平顺,平均耕深合格率为93.3%,满足烟草种植的整地要求,验证了研制的履带式烟田深耕机理论分析与设计的准确性及合理性。研究结果可为丘陵山地烟田深耕机的研究提供参考。 展开更多

关键词 丘陵山地 深耕机 遥控 变速器 试验

下载PDF 职称材料

低功率烟叶烘烤甲醇燃烧器引射性能分析

11

作者 冀新威 张海明 +3 位作者 杨枕霏 官群荣 刘凡一 谢守勇 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第6期97-104,共8页

甲醇作为液态清洁能源,是实现烟叶等农副产品智慧绿色烘烤的有效途径,但在烟叶烘烤的不同阶段热量需求变化大,导致现有低功率甲醇燃烧器稳定性及环境温度适应性差。为此,以低功率烟叶烘烤甲醇燃烧器为研究对象,采用数值模拟方法分析甲... 甲醇作为液态清洁能源,是实现烟叶等农副产品智慧绿色烘烤的有效途径,但在烟叶烘烤的不同阶段热量需求变化大,导致现有低功率甲醇燃烧器稳定性及环境温度适应性差。为此,以低功率烟叶烘烤甲醇燃烧器为研究对象,采用数值模拟方法分析甲醇燃烧器引射性能,研究不同燃料质量流量下,喷嘴直径、喷嘴位置、扩压管长度、喉管长度、一次风入口直径对燃烧器引射性能的影响。研究发现,引射器摩尔引射系数与喷嘴直径呈负相关,与一次风入口直径呈正相关。基于对各结构参数的分析,得到甲醇燃烧器引射器的改进结构参数。当燃料入口质量流量在0.68~9.20 kg/h之间时,改进后的燃烧器摩尔引射系数维持在1.95~4.41之间。与改进前相比,引射器平均摩尔引射系数提升49.7%。同时,改进后的引射器具有较好的温度适应性,在较低燃料温度和环境温度时,仍能确保引射器出口温度高于甲醇燃料露点温度,有利于甲醇燃料的稳定燃烧。 展开更多

关键词 甲醇燃料 烟叶烘烤 引射器 摩尔引射系数 结构改进

下载PDF 职称材料

密集烤房倾斜旋转式装烟机设计与试验 被引量：3

12

作者 张小亮 李生春 +3 位作者 钟仁杰 谢守勇 刘军 刘凡一 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第11期90-97,共8页

针对密集烤房鲜烟叶装炕劳动强度大、用工难、安全隐患突出等问题,结合密集烤房结构和烟叶烘烤技术要求,设计一种倾斜旋转式装烟机。主要由动力平台、升降装置、水平移动装置、倾斜旋转装置及PLC控制系统构成。通过对烟叶装炕过程的分析... 针对密集烤房鲜烟叶装炕劳动强度大、用工难、安全隐患突出等问题,结合密集烤房结构和烟叶烘烤技术要求,设计一种倾斜旋转式装烟机。主要由动力平台、升降装置、水平移动装置、倾斜旋转装置及PLC控制系统构成。通过对烟叶装炕过程的分析,对链条提升机构和油缸举升机构进行设计,确定其结构参数。为保证装烟机具有良好的装烟效果,对旋转机构和倾斜机构运动过程进行分析,得到载烟杆长度为650 mm,载烟杆与锥齿轮连接轴两轴线距离为13 mm,烟夹倾斜角度为23°,并通过遗传算法对锥齿轮进行优化设计。以装烟成功率和烟叶损伤率为评价指标,在密集烤房内进行装烟试验,试验结果表明:倾斜旋转式装烟机工作性能可靠、稳定,平均装烟成功率为96.7%,烟叶平均损伤率为7.8%。研究结果可为密集烤房智能装烟设备研究提供参考。 展开更多

关键词 装烟机 升降装置 倾斜旋转装置 运动分析 装烟成功率

下载PDF 职称材料

烤房装烟机双旋转式烟叶装卸装置设计与试验 被引量：3

13

作者 谢守勇 张小亮 +3 位作者 刘军 唐裕忱 邓成志 刘凡一 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期26-35,共10页

针对鲜烟叶装炕劳动强度大,用工成本高,安全隐患突出等问题,设计了一种烤房装烟机双旋转式烟叶装卸装置,主要由载烟机构、双旋转机构、倾斜机构及PLC控制系统构成。提出了一种由锥齿轮组构成的主、副旋转机构,解决烟叶装卸中脱落、刮伤... 针对鲜烟叶装炕劳动强度大,用工成本高,安全隐患突出等问题,设计了一种烤房装烟机双旋转式烟叶装卸装置,主要由载烟机构、双旋转机构、倾斜机构及PLC控制系统构成。提出了一种由锥齿轮组构成的主、副旋转机构,解决烟叶装卸中脱落、刮伤、干涉等问题。利用投影法和遗传算法对机构进行设计,确定了该机构结构参数。为保证装置具有良好的装卸效果,对载烟机构、倾斜机构进行空间力系和运动学分析,确定了其结构参数。以烟夹倾斜角、空心轴转速和载烟杆长度为试验因素,以烟叶装卸成功率为评价指标,进行正交试验。试验结果表明,当烟夹倾斜角为23°、空心轴转速为12 r/min、载烟杆长度为650 mm时,烟夹装卸效果最优,此时烟叶脱落率为1.5%,烟夹偏移率为1.4%,烟叶损伤率为2.1%,烟叶装卸成功率为95%,装置可靠性高。 展开更多

关键词 装烟机 双旋转 设计 正交试验

下载PDF 职称材料

葡萄园喷雾机风机蜗壳结构改进与性能试验 被引量：3

14

作者 王荣 党革荣 +3 位作者 祁正梅 刘凡一 戚树腾 陈军 《农机化研究》 北大核心 2015年第8期170-173,共4页

葡萄园风送式喷雾机采用离心风机对雾滴进行"二次雾化"和输送,但离心风机不同同心圆风速变化很大,风机功率不能有效利用。本研究选用的恒功率横流风机不满足风量置换原理,为使其达到喷雾机需求,对风机结构进行改进。同时,以... 葡萄园风送式喷雾机采用离心风机对雾滴进行"二次雾化"和输送,但离心风机不同同心圆风速变化很大,风机功率不能有效利用。本研究选用的恒功率横流风机不满足风量置换原理,为使其达到喷雾机需求,对风机结构进行改进。同时,以参数β、d、α、L为改进后结构变量,以距离出风口150mm处风速值为测量目标,对风机进行单因素风速试验,并对β和d变化情况进行数值计算分析。由试验结果和数值分析可知:改进后风速最大提高61.5%,角度α对风速影响最大,长度L次之,角度β和长度d对风速影响不大。此结果可为风机结构改进提供理论依据。 展开更多

关键词 葡萄园 喷雾机 风机 蜗壳 数值分析

下载PDF 职称材料

基于钵苗力学特性取投苗装置动力学分析与试验 被引量：2

15

作者 谢守勇 张小亮 +4 位作者 刘凡一 刘军 苑晓亮 刘伟 王鹏 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3293-3304,共12页

针对现有蔬菜移栽机自动取投苗装置结构复杂、存在对根系损伤等问题,提出了一种基于滚珠丝杆及直线滑轨机构的往复夹茎式取投苗装置,分析了该装置的组成及工作原理,建立了取投苗过程的钵苗动力学模型,进行了钵苗茎秆的抗压力学特性试验... 针对现有蔬菜移栽机自动取投苗装置结构复杂、存在对根系损伤等问题,提出了一种基于滚珠丝杆及直线滑轨机构的往复夹茎式取投苗装置,分析了该装置的组成及工作原理,建立了取投苗过程的钵苗动力学模型,进行了钵苗茎秆的抗压力学特性试验,为机构设计提供参考依据。为保证装置具有良好的取投苗效果,通过对夹苗过程进行夹苗力学分析,确定了不同茎秆位置下的夹苗高度,同时对取苗和投苗过程进行动力学分析,确定苗夹间距与投苗位置,并得出不同取投苗速率下各机构电机的转速。以辣椒穴盘苗为试验对象,以取苗成功率、投苗成功率、基质破碎率和茎叶损伤率为试验指标进行了取投苗台架试验。试验结果表明:当取投苗频率为90株/min时,取投苗效果最佳,此时取苗成功率为96.8%,投苗成功率为96.8%,基质破碎率为4.0%,伤苗率为1.6%,装置可靠性较高。研究结果可为全自动化取投苗装置研究提供参考。 展开更多

关键词 农业工程 自动移栽机 取投苗装置 动力学分析

原文传递

茎瘤芥种子离散元模型参数标定 被引量：1

16

作者 黎展鹏 刘凡一 +3 位作者 魏志强 邓成志 王善文 谢守勇 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第2期83-90,共8页

为解决茎瘤芥种子离散元模拟中缺乏准确仿真参数的问题,通过直接测量和虚拟标定方法确定“涪杂2号”茎瘤芥种子离散元参数。利用数显游标卡尺、电子秤等物理机械特性测定工具,得到茎瘤芥种子的三轴尺寸、等效半径、千粒重和密度;通过斜... 为解决茎瘤芥种子离散元模拟中缺乏准确仿真参数的问题,通过直接测量和虚拟标定方法确定“涪杂2号”茎瘤芥种子离散元参数。利用数显游标卡尺、电子秤等物理机械特性测定工具,得到茎瘤芥种子的三轴尺寸、等效半径、千粒重和密度;通过斜面碰撞法、三点滑动法和斜面法分别得到茎瘤芥种子与有机玻璃之间的恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.561、0.420、0.155;采用旋转鼓试验和圆筒提升试验结合MATLAB图像处理技术获得茎瘤芥种子的动态堆积角和静态堆积角分别为35.235 2°和14.483 0°。基于Plackett-Burman试验筛选出对动态堆积角和静态堆积角影响显著的参数因子均为种子与种子间的滚动摩擦系数、种子与种子间的静摩擦系数;通过中心复合设计分别获得显著性因子与动态堆积角、静态堆积角的二次回归方程,并以动态堆积角和静态堆积角的实测值为目标,基于回归模型对因子参数组合进行优化,得到两组种子与种子间的静摩擦系数、种子与种子间的滚动摩擦系数最优参数组合为0.666 1、0.023 7以及0.341 6、0.036 0。对两组最优参数组合进行仿真验证,结果显示两组参数组合下动态堆积角、静态堆积角的仿真值与实测值相对误差分别为0.477%、3.590%和1.820%、4.950%。结果表明,仿真中种子与种子间的静摩擦系数、种子与种子间的滚动摩擦系数分别为0.666 1、0.023 7时,更符合茎瘤芥种子实际的物理特性。本研究能为茎瘤芥播种过程及相关装置设计优化提供参考。 展开更多

关键词 茎瘤芥种子 离散元 堆积角 参数标定

下载PDF 职称材料

丘陵山地移栽机自动调平系统设计与试验 被引量：1

17

作者 柯超 谢守勇 +2 位作者 邓成志 刘凡一 刘军 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第8期17-26,共10页

针对丘陵山地移栽机车身在移栽时容易发生倾斜导致移栽效果差的问题,设计一种由状态测量单元、单片机嵌入式系统、电动传动系统组成的移栽机车身自动调平控制系统。首先,综合考虑位置误差调平和角度误差调平优劣势,提出一种多传感器耦... 针对丘陵山地移栽机车身在移栽时容易发生倾斜导致移栽效果差的问题,设计一种由状态测量单元、单片机嵌入式系统、电动传动系统组成的移栽机车身自动调平控制系统。首先,综合考虑位置误差调平和角度误差调平优劣势,提出一种多传感器耦合调平策略。其次,采用模糊PID控制器对执行机构中的电动推杆进行控制,并利用卡尔曼滤波器滤除移栽机底盘所受到的发动机振动干扰。然后,通过MATLAB/Simulink对所设计的模糊PID控制器及卡尔曼滤波器进行仿真分析。仿真结果表明,在相同初始参数条件下,模糊PID控制相较于传统PID具有更好的控制性能,系统调节时间缩短62.86%,上升时间缩短47.64%,峰值时间缩短45.54%,最大超调量减少12.23%。卡尔曼滤波器能有效抑制干扰和抖动信号。最后,对车身自动调平控制系统进行静态试验和动态试验。试验结果表明,当车身倾斜角在-8°~8°范围内时,该自动调平系统的调节时间小于3.5 s,最大调平误差小于0.5°。当移栽机以3.6 km/h的速度行驶时,在起伏较大的路面下车身倾斜角控制在±3°以内,起伏较小的路面下车身倾斜角基本维持在0°,调平速度较快,效果较好,对提高移栽机的移栽效果具有重要意义。 展开更多

关键词 移栽机 自动控制 调平系统 卡尔曼滤波 模糊PID

下载PDF 职称材料

基于图像重建的黄连根系-土壤复合体力学特性仿真与试验 被引量：1

18

作者 曾百功 李敏 +5 位作者 姚亮华 赵世龙 陈迅 王跃 刘凡一 谢守勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期75-84,共10页

针对黄连(Coptis chinensis)收获过程机械化程度低,根土复合体力学特性研究缺乏的问题,该研究以收获期黄连为研究对象,运用增量式运动恢复结构(incremental structure from motion,ISFM)和多视图立体(multi-view stereo,MVS)算法,通过... 针对黄连(Coptis chinensis)收获过程机械化程度低,根土复合体力学特性研究缺乏的问题,该研究以收获期黄连为研究对象,运用增量式运动恢复结构(incremental structure from motion,ISFM)和多视图立体(multi-view stereo,MVS)算法,通过多视角图像三维重构,将建立的高保真根系形态模型应用于不同条件下的根系-土壤复合体力学特性研究中。首先,通过田间采样和室内力学特性试验,得到根茎的平均剪切模量和泊松比,并测得不同深度的土壤和根土复合体的平均抗剪强度等物理力学参数。再以试验获得的入土深度为0~30 mm的土壤和根土复合体的平均抗剪强度作为响应值,采用Plackett-Burman试验和Central Composite试验等进行离散元仿真参数标定,并在EDEM软件中进行不同深度的土壤和根土复合体直剪试验数值模拟。结果表明:当土壤含水率在49.58%~62.96%、根系含水率在80%~230%的范围内时,在不同入土深度下,收获期黄连根土复合体离散元模型的内聚力和内摩擦角与试验结果的平均误差分别为3.48%和5.21%,标准差分别为3.44%和1.63%,验证表明通过图像重建根系模型可靠,并可用于模拟根土复合体力学行为。模拟方法可为黄连机械化收获关键工作部件设计和工作参数优化等提供理论依据。 展开更多

关键词 图像重建 模型 仿真 根土复合体 直剪试验 黄连

下载PDF 职称材料

青菜头缩短茎滑切刀研制

19

作者 向旺 孙玉华 +4 位作者 刘凡一 李明生 谢守勇 柯超 黄窈 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期266-275,共10页

青菜头机械化收获水平低下是制约青菜头产业发展的重要原因之一。为解决青菜头机械化收获过程中缩短茎切割难度大和农机与农艺融合程度低等问题,该研究提出了一款滑切式青菜头收获机并对其滑切刀作业参数进行分析与试验。首先,基于青菜... 青菜头机械化收获水平低下是制约青菜头产业发展的重要原因之一。为解决青菜头机械化收获过程中缩短茎切割难度大和农机与农艺融合程度低等问题,该研究提出了一款滑切式青菜头收获机并对其滑切刀作业参数进行分析与试验。首先,基于青菜头收获农艺要求阐述青菜头收获机整机及其切根装置的结构及工作原理,根据受力分析确定滑切刀安装方式。然后,对紫色土壤和滑切刀的接触参数进行标定并基于EDEM建立土壤-滑切刀互作模型,仿真分析不同作业速度、刀具夹角对滑切刀作业阻力的影响。结果表明:1)相同速度下,滑切刀交叉夹角与作业阻力负相关;2)相同滑切刀角度下,滑切刀作业阻力与作业速度正相关。以滑切刀切削阻力为评价指标,作业速度、刀具夹角、切割距离为影响因素进行切割试验并对试验参数进行优化,结果表明:滑切刀作业速度与切削阻力呈正相关,切割距离与切削阻力呈负相关,刀具夹角从60°到120°,切削阻力先减小再增大。影响切削阻力大小的主次因素顺序为作业速度、刀具夹角和切割距离。优化圆整后的滑切刀作业速度为0.1 m/s,刀具夹角65°,切割距离20 mm,3次重复试验得到的切削阻力依次为141.24、156.32和150.65 N,与理论切削阻力128.63N相对误差分别为9.8%、21.53%和17.12%,较Box-Behnken试验平均切削阻力分别下降44.30%,38.35%和40.59%,验证了滑切刀作业参数优化的有效性。研究结果可为青菜头机械化收获提供参考,具有重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 农业机械 试验 离散元 滑切刀 土槽试验 青菜头

下载PDF 职称材料

丘陵山地耕作装备发展现状及展望

20

作者 王元俊 李明生 +3 位作者 谢守勇 刘凡一 孙玉华 刘军 《农业工程》 2023年第9期12-19,共8页

土壤是农业发展的基础,土壤的好坏直接影响农业经济效益,受地形影响,丘陵山地耕作装备的研发发展缓慢,机械化程度低,丘陵山地耕作机械化水平严重制约我国农业的发展。归纳了国内外丘陵山地耕作装备的发展现状,包括旋耕机、微耕机、深耕... 土壤是农业发展的基础,土壤的好坏直接影响农业经济效益,受地形影响,丘陵山地耕作装备的研发发展缓慢,机械化程度低,丘陵山地耕作机械化水平严重制约我国农业的发展。归纳了国内外丘陵山地耕作装备的发展现状,包括旋耕机、微耕机、深耕机和深松机等耕作机械,针对其存在问题提出了发展建议。 展开更多

关键词 农业 丘陵山区 耕作装备 耕作方式

下载PDF 职称材料