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垄沟马铃薯膜际除草培土机的研制

垄沟马铃薯膜际除草培土机的研制

作者：张瑞甘肃农业大学

学位级别：硕士

机械除草不仅替代了以往用化学药剂除草的做法,减少了农药施用量,控制了农业水环境污染,符合今后我国农业发展“一控两减三基本”目标,而且工作效率比人工除草提高5倍。因此机械除草被视为作物中耕过程中的重要作业方式,在全球旱作农业... 详细信息

机械除草不仅替代了以往用化学药剂除草的做法,减少了农药施用量,控制了农业水环境污染,符合今后我国农业发展“一控两减三基本”目标,而且工作效率比人工除草提高5倍。因此机械除草被视为作物中耕过程中的重要作业方式,在全球旱作农业生产中得到广泛应用。目前,国内中耕除草培土作业机械的电动化研究尚处于起步阶段,大多数中耕机械采用传统的燃油机,噪音大、振动强且尾气污染严重。此外,除草和培土工序分开独立完成,增加了生产成本和功耗。本文针对马铃薯垄作覆膜种植模式下膜际处杂草茂盛,土壤板结严重,不易保墒蓄水,且人工除草雍土作业强度大、作业效率低等问题,设计了一种垄沟马铃薯膜际除草培土机。本文主要从以下几个方面进行了研究:(1)根据马铃薯垄沟覆膜栽培技术要求、中耕作业的农技要求及中耕机具的性能要求,设计了一种垄沟马铃薯膜际除草培土机,并对中耕除草培土机的主要结构、工作原理进行阐述,确定其主要技术参数。(2)基于现有除草铲和培土器的基础上,设计了一种中耕除草培土铲,并对其结构及工作原理进行阐述,确定其主要结构参数,运用楔原理对铲子进行分析;借助ANSYS Workbench对铲柄进行有限元静力学分析,铲柄的最大变形出现在与铲体连接的螺纹卡铁处,其最大变形量为0.12 mm。铲柄与机架连接的第三个螺纹孔处应力最大,最大应力值为9.28 Mpa,但远远小于铲柄材料的屈服应力355 Mpa,说明铲柄有足够的强度和刚度储备,满足生产需要;通过有限元模态分析确定机架的固有频率和振型,分析结果表明,该机架的固有频率能够有效避开外界激振频率,保证了整机在工作过程中安全稳定地运行。(3)根据除草培土机作业时所需实际功率大小,选择与之匹配的驱动电机和蓄电池,并计算相关性能参数,进而设计整机的传动方案并计算相关参数。(4)在理论分析的基础上,对垄沟马铃薯膜际除草培土机进行田间试验,对整机的工作性能及各部件的配合、运作情况进行试验验证,全面观察各项作业质量,从而对整机结构进行优化改进。田间试验结果表明该机可一次完成松碎土壤、除草、培土等作业工序,各项作业指标均达到设计要求,除草培土效果良好。

关键词：农业机械马铃薯垄沟覆膜种植除草培土

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基于六自由度平台的轨迹优化

基于六自由度平台的轨迹优化

作者：严昊上海工程技术大学

学位级别：硕士

随着生产力的发展,用人劳动成本的提高,简单繁复的劳动越来越多的被机器人所取代。机器人作为生产流水线上的一环相比人力劳动有精度高、效率高使用成本低等诸多优点。国家也出台了2025战略,将大力发展机器人产业作为国家产业发展的九... 详细信息

随着生产力的发展,用人劳动成本的提高,简单繁复的劳动越来越多的被机器人所取代。机器人作为生产流水线上的一环相比人力劳动有精度高、效率高使用成本低等诸多优点。国家也出台了2025战略,将大力发展机器人产业作为国家产业发展的九大战略之一。机器人取代人工需要在单位时间内有更多的产出,从技术层面可以通过对机器人运行轨迹进行时间上的优化,让机器人在单位时间内有更多的产出。对机器人运行轨迹进行优化可以进一步的挖掘机器人的潜能,提高生产效率,为社会创造更多的价值。本文以Stewart平台作为研究对象,针对其在并联机床上的应用场景对其运行轨迹进行时间和运行平滑性上的优化。对运动平台的轨迹点进行三次样条插值,并通过运动学反解求解出各个驱动的位移量,各个驱动臂在空间上做相对的直线运动故采用五次多项式对其进行插值。建立非线性的优化模型,采用遗传算法对驱动臂运行的轨迹点进行速度、加速度的求解,达到时间最优轨迹平滑的优化目标。本文的主要研究内容:(1)对Stewart的正向运动学和逆向运动学进行了分析,利用空间上齐次变换理论和螺旋理论对Stewart平台进行运动学模型的搭建。对Stewart平台奇异点产生的原理进行了探究,对奇异位型进行了分析。(2)从数值迭代结合运动学正解求解工作空间的数值法中得到启发,采用仿真软件对驱动臂运动进行迭代,仿真模型输出运动平台的空间坐标,仿真运行完毕后求解出运动平台的工作空间。(3)在工作空间内Stewart的运动运行的轨迹进行规划,将规划的轨迹方程离散为轨迹点采用三次样条插值对轨迹点进行插值密化,通过运动学反解求出轨迹点所对应的一组驱动臂长度,将驱动臂的轨迹采用五次样条插值进行密化。(4)建立工作时间最短的优化目标函数,同时考虑到机器人的速度、加速度、加加速度和轨迹运行平滑作为结束条件,通过遗传算法对离散的轨迹区间内的速度、加速度进行求解,并求得优化后的运行时间由原来的3.186159减少到2.708309s,运行时间上优化了14.9%,且优化后的加速度曲线相比优化前更加平滑。(5)对Stewart平台进行动力学分析,并在ADAMS中搭建Stewart平台的动力学模型,并在驱动臂上建立位移、速度测量,模型力和力矩的控制策略,输入优化得到的关节力样条数据,将得到驱动臂的位移测量与求解出的数据进行对比,二者之间无明显差异。

关键词： Stewart平台工作空间求解轨迹规划轨迹优化

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新型高速旋转接头的结构优化设计及性能研究

新型高速旋转接头的结构优化设计及性能研究

作者：马思轩上海工程技术大学

学位级别：硕士

现代制造业中,高压气、流体从相对静止的管路进到旋转体部件的过程都会选择旋转接头作为气、流体介质输送接头装置。本文对一非接触式密封旋转接头进行结构设计及优化。研究分析顺序分别是旋转接头的芯轴结构设计、密封件的选择、轴承... 详细信息

现代制造业中,高压气、流体从相对静止的管路进到旋转体部件的过程都会选择旋转接头作为气、流体介质输送接头装置。本文对一非接触式密封旋转接头进行结构设计及优化。研究分析顺序分别是旋转接头的芯轴结构设计、密封件的选择、轴承的选定、旋转接头动力学建模及仿真、芯轴的静、动力学分析等。具体工作如下:（1）通过对传统旋转接头的结构进行分析并改进。建立本文的旋转接头的结构和设定的工况要求。设计芯轴本身结构的同时对密封装置进行了设计和计算,采用O型圈和格莱圈组合作为浮环和壳体间的密封件。对芯轴的材料进行选择,并选用40Cr作为芯轴材料。介绍了静压轴承和调心滚子轴承的理论和技术背景,创新地采用了可在高速转动下配合芯轴的调心滚子轴承,利用其调心性能,使芯轴寿命更加长久;并让静压轴承作为支撑,让芯轴更加稳定,从而让旋转接头运转时也更加稳定,起到延长其使用寿命的作用。（2）对设计的旋转接头进行动力学数学建模。再利用MATLAB软件对这个动力学方程组求解。从而得到转子、浮环运动轨迹和相对位移;不同间隙下转子和浮环的轴心轨迹和相对位移;转子、浮环运动幅值随转速变化规律,转子、浮环运动幅值随着密封圈刚度变化规律。明确了在选择时候,应该找间隙比较小,这样可以控制转子的运动幅值和介质的泄漏量,还能知道旋转接头在需要选择密封件的时候,考虑适合刚度的、量体裁衣的密封圈来进行选择。这些都对本文的旋转接头设计和优化以及关键参数的设计的确定具有指向作用。（3）利用ANSYS Workbench对旋转接头的芯轴做静力学分析,通过先对静力学基础理论的分析,再对旋转芯轴的三维模型的建立,材料参数的添加、网格的划分等求得旋转接头芯轴的最大变形位移、等效最大应力、等效最大应变等和它们的云图。并依据得到的分析结构,可以对原来设计的尺寸进行优化,最后得到芯轴的静刚度,这样对产品强度的提高、刚度的增大以及寿命的延长具有很大的指导意义。（4）对旋转接头的芯轴做了模态分析和谐响应分析。分别在静力学分析的基础上（同样要对三维模型进行材料的添加和网格的划分）对芯轴进行了自振频率的求解,得到其固有频率和振型,改善芯轴的结构,并让芯轴避开可能造成的共振的情况,继而算出芯轴的临界转速。在通过芯轴频率一定范围做谐响应分析,得到在这个频率之间的动态响应和云图,这样对旋转接头的整体变形做了计算。以上的工作最终确定了旋转接头芯轴的尺寸,验证了芯轴的可靠性,提高了芯轴的寿命并且达到最初设计时的要求。

关键词：旋转接头有限元静力学模态谐响应

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小型分离轮式马铃薯挖掘机的设计

小型分离轮式马铃薯挖掘机的设计

作者：李辉甘肃农业大学

学位级别：硕士

本文通过对甘肃省地理环境、马铃薯种植模式和小型马铃薯挖掘机存在的问题进行分析,得出甘肃省马铃薯种植地块小、坡地多、川地少、机械化作业程度低。长期以来,各地马铃薯生产大部分以人蓄力为主,机收面积的比例非常小,只有2.67万hm2,... 详细信息

本文通过对甘肃省地理环境、马铃薯种植模式和小型马铃薯挖掘机存在的问题进行分析,得出甘肃省马铃薯种植地块小、坡地多、川地少、机械化作业程度低。长期以来,各地马铃薯生产大部分以人蓄力为主,机收面积的比例非常小,只有2.67万hm2,仅占甘肃省马铃薯播种面积的5%。现有的马铃薯挖掘机种类多,但大多数不适合小地块和水平梯田的作业,严重制约了甘肃省马铃薯产业的发展。因此,为满足马铃薯产业发展的需要,在综合考虑甘肃省马铃薯种植模式、现有手扶拖拉机拥有量(2008年甘肃省拥有手扶拖拉机153628台)、马铃薯挖掘机存在的缺点和借鉴国外马铃薯挖掘机优点的基础上,研制了一种与手扶拖拉机配套的适合甘肃省旱作农业区垄作马铃薯种植模式的马铃薯挖掘机。主要在以下几个方面进行了较为深入的研究:(1)根据马铃薯挖掘机的设计要求,确定了挖掘机的功能和整机结构方案;(2)通过对挖掘铲的种类、功能以及现有挖掘铲性能的分析,设计了一种栅条式挖掘铲;(3)在综合考虑现有分离装置的种类、功能和优缺点的基础上,设计了一种分离轮式分离装置;通过理论分析和计算确定了关键参数:分离轮直径为270mm,分离弹指长度为80mm;(4)结合机组作业时分离轮的转速、拖拉机动力输出轴的位置及转速,确定了动力传动方案,并对其关键部件进行了详细的设计和理论计算;(5)在PRO/E中建立样机的三维实体模型,并将其转化成二维图形,进行样机试制;(6)采用正交试验设计方法,对影响样机的明薯率、伤薯率的主要因素(分离轮转速、挖掘铲长度、铲轴与分离轮轴之间的纵向距离)进行试验研究,得出最优的作业参数是:分离轮转速140r/min、挖掘铲长度480mm、铲轴与分离轮轴之间的纵向距离为300mm。

关键词：马铃薯挖掘机挖掘铲分离装置设计试验研究

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深松灭茬镇压联合整地机设计与研究

深松灭茬镇压联合整地机设计与研究

作者：康迪鑫甘肃农业大学

学位级别：硕士

目前我国土壤肥力逐步退化,作物产量低下,经济效益降低。为保证作物产量,现代农业技术未来发展方向应该在保护性耕作方面得到加强,而深松、灭茬、镇压技术是保护性耕作方式不可或缺的组成部分。通过上述技术不仅可以使秸秆有效还田和土... 详细信息

目前我国土壤肥力逐步退化,作物产量低下,经济效益降低。为保证作物产量,现代农业技术未来发展方向应该在保护性耕作方面得到加强,而深松、灭茬、镇压技术是保护性耕作方式不可或缺的组成部分。通过上述技术不仅可以使秸秆有效还田和土壤肥力增加,同时能够打破多年传统耕作所形成的坚硬犁底层,而且镇压后在铅垂面土壤形成上松下实,水平面虚实相间的土体结构,起到保土保肥、增产增效的效果。为解决现有保护型整地机功能单一、进地次数多、功率消耗大等问题,设计了一种深松、灭茬、镇压联合作业机。本文阐述了整机结构和工作原理,并对深松、灭茬、碎土、镇压的作业装置进行了设计和理论计算,确定了结构形式和参数。对深松铲建立有限元模型,并进行仿真分析,找出设计中存在的问题,设计了弹簧缓冲装置。设计了一种圆盘灭茬刀,并利用有限元仿真对材料进行强度分析。设计了镇压辊,建立镇压碎土辊与土壤接触过程模型并进行有限元仿真模拟分析,得出设计的镇压辊存在壅土现象,而设计的防粘土装置可有效解决这一问题。加工样机并进行试验,试验结果证明该机能够较好满足设计要求,为联合整地作业机提供了参考。本论文完成的工作及结论如下:(1)确定了深松、灭茬、镇压联合整地机的整机结构及技术参数,阐述了其工作原理。设计了深松、灭茬、镇压联合整地机的机架,并对整机稳定性进行了计算,结果显示该机稳定符合要求。(2)确定深松装置结构及参数,对深松铲铲尖和铲柄的进行力学分析,计算出铲尖的水平受力为1400N,竖直受力大小为3297N。铲柄的水平受力为3985N,竖直受力大小为3297N。对深松铲进行了有限元静力学分析,深松铲最大应力为209.91MPa,最大应力均小于材料许用应力,但最大变形量较大,故加装护板,同时在螺栓连接处设计弹簧缓冲装置,保护深松铲,从而达到设计需求。(3)设计一种圆盘灭铲刀,确定圆盘刀设计结构及结构参数。对普通平面圆盘刀的运动轨迹进行分析,确定普通平面圆盘刀的直径,通过力学分析,得出普通平面圆盘刀受力大小,确定材料为65Mn钢。在普通平面圆盘刀选用65Mn钢材料的情况下进行有限元静强度分析,从整个圆盘灭茬刀的应力分布来看,最大压应力为150.92 MPa,由于圆盘刀的材料为65Mn钢,其屈服极限强度为430MPa,大于圆盘灭茬刀的最大应力,得出普通圆盘刀材料强度满足设计要求。(4)设计镇压装置,确定镇压辊的宽度与直径。确定得有限元模型中需要的土壤参数:摩擦角、粘聚力d和泊松比ν。在有限元软件ANSYS中建立了镇压辊与土壤相互作用的三维模型。设定一个工作循环,通过在不同载荷步下土壤应力与镇压辊压力变化,得到仿真结果,及镇压辊在前进时会存在一定的壅土现象。模拟结果中,镇压辊的牵引阻力和下陷量的模拟值和试验值吻合很好,从而验证了所创建模型的可靠性。镇压辊初步接触土壤及第10个载荷步下,接触应力为0.03MPa,土壤压力为26.9MPa,随着辊子的前行,其与土壤接触面积增大,应力逐渐增大,且土壤压力也增大,当完成一个工作周期及在80载荷步下时,接触应力为43.3MPa,土壤压力为94.9MPa,由ANSYS有限元模拟仿真得出镇压碎土辊在工作过程中会出现土壤壅土现象,设计了防粘土装置,保证镇压碎土辊的正常工作,提高作业质量。(5)进行了田间性能试验。试验作业质量测试结果平均值与标准NY/T 741-2003《深松、耙茬机械作业质量》和DG/T 026-2012《农业机械推广鉴定大纲》中的技术要求对比,深松灭茬镇压联合整地机田间作业试验表明,深松深度为(489.3±8.6)mm,深松稳定性为(94.6±3.6)%,根茬粉碎率为(90.3±4.9)%,碎土率为(89.3±1.4)%,土地平整度(30.8±6.7)mm。各项指标能够较好地满足设计要求。

关键词：整地深松灭茬镇压有限元分析

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《龙性堂诗话》研究三题

《龙性堂诗话》研究三题

作者：夏新秀江苏师范大学

学位级别：硕士

叶矫然是明末清初一位独具眼光的诗歌批评家,他的诗歌理论主要集中于《龙性堂诗话》一书,其中许多富有创新性的理论观点在当今仍具有积极意义。本文从三个方面对《龙性堂诗话》中的诗歌理论和诗人批评状况展开论述。第一章论述了《龙性... 详细信息

叶矫然是明末清初一位独具眼光的诗歌批评家,他的诗歌理论主要集中于《龙性堂诗话》一书,其中许多富有创新性的理论观点在当今仍具有积极意义。本文从三个方面对《龙性堂诗话》中的诗歌理论和诗人批评状况展开论述。第一章论述了《龙性堂诗话》的创作论。作为诗歌批评家的叶矫然本身也是一名杰出的诗人,他从自身的创作经验出发,结合前人诗论,提出了创作主体应具备的基本条件,强调学识与“诗心”,苦学与多师两大方面的内容。同时,叶矫然指出诗歌创作应具有严谨的态度,提出严格的锤炼要求和重要的创作方法与技巧。第二章探讨了《龙性堂诗话》的诗美论。叶矫然在《龙性堂诗话》中以范畴的形式提出了对诗歌审美的要求,主要包括“自然”、“天趣”、“有神”等,这些观念既包含前人理论中的合理成分,又被赋予了更为深刻的理论内涵。叶矫然主要阐述了熟与生、密与疏、巧与拙、形与神等诗歌美学的辩证关系,巧妙融入书法理论的审美追求,对传统诗学产生了巨大的推动作用。第三章探讨了《龙性堂诗话》的诗人评。叶矫然在《龙性堂诗话》中以宏阔的眼光选取西汉至清初共计一百一十九位诗人,体现出浓郁的诗学批评史意识。本章前两节着重阐释叶矫然所评之杜诗和“唐宋四公诗”,指出了五人诗歌的独到之处。第三节以列表的形式对叶矫然所评众家诗进行整理,直观展示出叶矫然对所评诗人的基本态度,揭示出其所评时间跨度之久长,所评诗人范围之宏阔以及评诗方法之多样。

关键词：叶矫然《龙性堂诗话》创作论诗美论诗人评

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南朝诗、画理论命题比较研究

南朝诗、画理论命题比较研究

作者：刘疏影江苏师范大学

学位级别：硕士

“命题”是古代诗、画理论的重要表现形式，通过运用大量命题来表述思想观点，进行理论体系建构，是古代诗、画理论的一个重要特色。南朝是古代诗、画理论发展的重要时期，标志着古代诗、画理论的渐趋成熟。这一时期的诗、画理论有一个... 详细信息

“命题”是古代诗、画理论的重要表现形式，通过运用大量命题来表述思想观点，进行理论体系建构，是古代诗、画理论的一个重要特色。南朝是古代诗、画理论发展的重要时期，标志着古代诗、画理论的渐趋成熟。这一时期的诗、画理论有一个显著特点，即以命题形式来表达理论观点。南朝诗、画理论命题是目前学术界研究的薄弱环节，本文正是针对此薄弱环节而展开的研究，共分为四部分。第一章主要由两部分组成，一是“命题”释义，这一部分详细阐释了命题的定义、分类及其与范畴的关系;二是南朝诗、画理论命题的基本情况，由南朝诗、画理论的发展概况和所涉及的理论层面两部分构成。本章对南朝诗、画理论的所有命题进行了全面归类并作简要论述。第二章论述了南朝诗、画创作论命题及其关系。本章以创作本源和创作方法为中心，着重阐释了南朝诗、画创作论命题中的代表观点，比较分析了南朝诗、画创作论命题，指出了南朝诗、画理论家对诗、画创作问题的共同观点和不同看法。第三章论述了南朝诗、画审美特征论命题及其关系。本章论述了南朝诗、画审美特征论命题中的代表观点，展现了南朝诗、画理论家对诗歌、绘画的审美追求以及他们的审美理想，并比较分析了南朝诗、画审美特征论命题的异同，不仅总结了南朝诗、画理论家对诗、画审美特征问题的共同看法并分析其原因，也论述了南朝诗、画审美特征论命题的不同观点，反映了南朝诗、画理论家的不同审美标准。第四章论述了南朝诗、画功能论命题及其关系。本章从政教功用和审美娱乐功能两个角度对南朝诗、画功能论命题进行论述，追溯了这两种艺术功能观的历史渊源，展现了南朝诗、画功能论由政教功用转向审美功用的过程，论述了南朝诗、画功能论命题的理论意义及其对后世艺术功能论产生的影响，分析了南朝诗、画功能论命题的异同。

关键词：南朝诗论画论命题