基于圖像法的清糧室中顆粒運動規(guī)律的研究.pdf

1、隨著市場對高品質谷物需求的增加和谷物種植面積的擴大，研制適合谷物生產收割、脫粒分離以及清選的高效收獲機械是當今農業(yè)生產中亟待解決的重要問題。其中，谷物清選裝置是聯(lián)合收獲機械的重要組成部分，它直接影響到整機的工作性能。風篩式清選裝置的應用已有悠久的歷史，但這種裝置仍然存在著很多問題：如潮濕物料的清選損失率大；清選效率不能適應聯(lián)合收割機高速、高效、高性能、高可靠性的發(fā)展要求等。究其原因，到目前為止，該裝置的設計主要靠經驗進行，振動篩分時物料

2、顆粒運動規(guī)律的理論研究還不成熟，為此，開展農業(yè)物料顆粒運動規(guī)律的研究非常必要。 本文從氣固兩相流的角度分析物料顆粒在清糧室中的運動狀態(tài)，總結了關于氣固兩相流中粒子速度檢測的方法，充分掌握高速攝像法在農業(yè)領域的研究方法，確定了用高速攝像法來研究清選篩上物料的運動規(guī)律。 首先，本論文分析了清選裝置內脫出物在氣流場中的運動，通過研究脫出物在氣流場中的運動微分方程，建立了脫出物在氣流場中的運動模型，并利用ADAMS軟件研究了氣流

3、參數(shù)變化對脫出物運動狀態(tài)的影響，依據(jù)仿真分析結果合理選擇了清選的氣流參數(shù)。同時，分析了脫出物在清選篩面上的運動規(guī)律，推導出脫出物在篩面上各種運動條件下的運動方程。 其次，建立了本課題的試驗系統(tǒng)，包括小型清選試驗臺和圖像采集系統(tǒng)。試驗臺主要包括清選篩，電動機、風機以及變頻器，圖像采集系統(tǒng)主要包括攝像機，鏡頭、傳輸線和計算機；并且對攝像機進行了標定，得到了攝像機的隱性參數(shù)。 最后，采用高速攝像機拍攝了物料在不同參數(shù)下的運動狀

4、態(tài)，參數(shù)主要包括振動篩的振動頻率、篩面傾角、氣流速度和氣流角度等。然后對所得到的圖片進行處理，識別出圖像中的物料顆粒，并且得到了顆粒的運動軌跡圖和速度圖。試驗證實了用高速攝像法分析物料運動規(guī)律是可行的，通過研究物料在不同參數(shù)情況下的運動軌跡和運動速度，發(fā)現(xiàn)在影響物料運動狀態(tài)的各個參數(shù)中，氣流速度的變化對物料運動狀態(tài)的影響要顯著于其他參數(shù)的變化對物料運動狀態(tài)的影響，其次，篩面的傾角對物料運動狀態(tài)的影響也比較明顯。 本文在物料顆粒運