【论文精选】三维空间中油葵籽粒恢复系数变化规律探索

科技工作者之家 2020-05-25

来源:农业工程学报


《农业工程学报》2020年第36卷第4期刊载了华中农业大学刘羊、黄小毛、马丽娜、宗望远、李茂与唐灿的论文——“采用高速摄影技术测定油葵籽粒三维碰撞恢复系数”。该研究由国家重点研发计划-油葵智能化高效联合收获(项目号:2016YFD0702104)等资助。



油用向日葵(简称油葵)是一种重要的优良油料作物,既可食用又可以榨油。油葵籽外壳是黑色,和常食用的瓜子类似,油葵个头虽然较短小,但它的含油率高达40%~55%。中国是世界向日葵第四大生产国,但现阶段中国油葵机械化生产相关研究工作明显滞后于同类作物,尤其是影响机械化作业性能的一些基础研究领域几乎空白,油葵籽粒的恢复系数是收获、输送、播种等环节相关工作部件进行参数设计和性能分的一个关键参数,该参数的准确性会影响油葵机械化作业相关环节的效果。


为了探索油葵碰撞恢复系数这一基础物理特性变化规律,本文选择收获期的油葵为研究对象,利用镜面反射原理和运动学理论,设计了一款可以测量三维空间坐标系中油葵籽粒恢复系数变化数值的装置。考虑到碰撞过程中存在油葵籽粒动能的变化,因此从能量角度来求解恢复系数。


试验结果表明,相同条件下,基于古典牛顿法恢复系数的求解值小于能量角度求解的恢复系数值;三维碰撞条件的籽粒恢复系数求解的数值高于二维碰撞条件下求解的数值,且三维碰撞法计算出的预测反弹高度值更接近油葵籽粒实际反弹高度值。试验结果和试验方法以期为油葵播种油葵机械化生产关键部件优化设计提供参考,为农业物料参数求解提供新思路。


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来源:gh_c45100f8f9c0 农业工程学报

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三维空间 恢复系数

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