试析清选装置中籽粒透筛过程运动信息的研究

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1、江苏大学硕士学位论文清选装置中籽粒透筛过程运动信息的研究姓名：张文斌申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：李耀明20080605江苏大学硕士学位论文摘要目前联合收割机清选过程中，物料颗粒在筛面上的运动及透筛过程，主要以单个颗粒的理论分析与模拟仿真为主，对物料颗粒实际透筛过程的研究还处于起步阶段，为此对整个筛分过程进行深入的理论分析与试验研究尤为重要。首先，通过对物料透筛概率的理论分析，得出透筛过程的影响因素：相对粒度大小、下落倾角及在筛面上的跳动次数等。针对目前采用的求物料下落倾角理论很难求出实际筛分过程中物料下落倾

2、角的问题，提出了采用图像法来实现对下落倾角的测量。搭建高速摄像系统，结合DFxQ一5小型物料清选仿真装置，对物料筛分过程进行试验研究。在单因素试验的基础上，确定试验因素：筛面倾角、振幅、曲柄转速。通过对下落倾角的实际测量得出随着曲柄转速的增大，对于相对粒度大的物料颗粒，其下落倾角呈现先变小后变大的趋势，而相对粒度小的物料颗粒下落倾角则呈现先变大后变小的趋势。通过对试验结果的极差分析得出：相对粒度较大的物料颗粒，其在筛面上的跳动次数受筛面振幅及筛面倾角的影响较大，而曲柄转速的影响较小；对于相对粒度较小的物料颗粒受筛面振幅及曲柄转

3、速的影响较大，筛面倾角的影响较小。其次，物料颗粒透筛概率与颗粒在筛面上的运动状态有着密切的联系。本文采用非线性运动理论，对单颗粒物料在筛面上的运动进行了理论分析，得出物料颗粒在筛面上的运动遵循定常运动和非线性运动规律。通过搭建高速摄像系统并结合数字图像处理的方法，获取物料颗粒在筛面上的实际运动轨迹，发现确实存在非线性运动。最后，采用MeanShfit算法实现对多颗粒中着色籽粒的跟踪，根据Bhattacharyya系数的大小判定跟踪目标是否被遮挡，同时引入Kalman滤波器设计对被遮挡的着色籽粒运动进行预测，从而实现对目标的持续

4、稳定跟踪。通过本课题的研究，结合高速摄像系统对物料透筛概率进行了理论分析和试验研究，为联合收割机清选装置的优化设计提供了理论和试验依据。关键词：透筛概率，非线性运动理论，图像处理，MeanShfit，Kalman滤波江苏大学硕士学位论文ABSTRACTDuringthecleaningprocess，materials’motiononvibrationsieveandthepassageprocessmainlydependonsinglegranule’Stheoryanalysisandnumericalsimulati

5、on．It’Sstillonstartingstagetostudythepractical’Spassageprocess，SOit’Sveryimportantt0dofurthertheoryanalysisandexperimentresearchonthewholescreeningprocess．Throughthetheoryanalysisaboutmaterials’passageprobability,wecouldgettheinfluencingfactors：relativesize，fallingi

6、nclination，flouncefrequencyonscreensurface．Forthepresenttheorytocalculatethefallinginclinationisverydifficult，inthispaperweputforwardusingimageprocessingmethodtomeasurethefallinginclination．Putuphigh-speedvideosystemcombinewithDFXO-5cleaningmechanismtostudythescreen

7、ingprocess．Theresultshowsthatwithcrankrollingvelocityincrease，iftheparticle’Srelativesizeisbigthenthefallinginclinationpresentakindoftrendfromlargetosmall，ontheotherhandiftheparticle’Srelativesizeissmallthenthefallinginclinationpresentakindoftrendfromsmalltobig．Thro

8、ughtherangeanalysiswecouldgetthat：iftherelativesizeisbigthenthemaininfluencingfactorsonflounce丘equencyareamplitudeandinclination，iftherela