作者： 高自成;赵凯杰;李立君;庞国友;王晓晨

期刊： 农业工程学报,2019年35(21):9-17 ISSN：1002-6819

通讯作者： Li, L.

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,长沙 410004;[李立君; 王晓晨; 庞国友; 高自成; 赵凯杰] 中南林业科技大学

通讯机构： College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

关键词： 采摘;机械化;油茶果;悬挂振动式;刚柔耦合模型;落果率;落花率

摘要： 为促进油茶果产业的健康发展,提高油茶果采摘效率,降低成本,该文设计了一款悬挂振动式油茶果采摘机。在分析采摘执行机构的机构组成和工作原理的基础上,建立了采摘执行机构-油茶果采收动力学模型,得出了该系统稳态响应下的振幅表达式以及影响因素。通过对油茶树实地尺寸测量,对油茶树进行三维建模,利用ANSYS对油茶树建立柔性体模型,运用ANSYS和ADAMS对采摘执行机构-油茶树采摘系统进行刚柔耦合仿真分析,得到侧枝加速度与夹持高度和频率之间的关系以及果树夹持位置的运动轨迹,分析表明,果树在受到双偏心块式激励时,侧枝加速度呈周期性变化,夹持位置做往复直线运动,和采收动力学模型分析一致。利用油茶果采摘机进行采摘试验,试验结果表明,激振频率和夹持高度对树干振幅有影响,落果率和落花率随着采摘频率增加而增加,落果率随着加持高度增加而增加,落花率随着夹持高度增加而减小,在15 Hz和夹持高度1 300 mm时,能得到较高的落果率和较低的落花率,分别为95.1%和4.8%。

语种： 中文

作者： 罗义;高自成;李立君;周方思;王远嵩;...

期刊： 机床与液压,2019年47(8):42-47 ISSN：1001-3881

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,湖南长沙,410004;[周方思; 王远嵩; 李立君; 高自成; 欧阳益斌; 罗义] 中南林业科技大学

关键词： 高速铣削;直驱式数控转台;结构设计;静态特性;有限元分析

摘要： 直驱式数控转台主轴对提升加工效率和精度、提高产品质量有着重要意义。对自主开发的MST210直驱式数控转台的原理和结构进行分析,建立直驱式数控转台的高速铣削模型。基于机械设计、材料力学、理论力学的分析方法及理论,根据主轴上的3个零件材料和受力形式的不同,采用对应的强度理论对其强度和刚度进行计算与校核,并用有限元分析来进行验算与比对。在主轴理论分析与仿真结果对比中,应力吻合度达92%,变形吻合度达85.7%,故转台主轴满足强度、刚度要求。

语种： 中文

作者： 李立君;刘涛;高自成;廖凯;李禹卓;...

期刊： 农业工程学报,2019年35(8):75-82 ISSN：1002-6819

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,长沙,410000;[廖凯; 李禹卓; 李立君; 刘涛; 高自成; 许世斌] 中南林业科技大学

关键词： 机器人;收获机;运动学;旋量理论;逆运动学;Paden-Kahan子问题;混联机械臂;林果采摘

摘要： 针对传统Paden-Kahan子问题求解机械臂运动学逆解时需确定关节轴线交点坐标的问题,对该子问题进行改进。利用末端执行器位姿信息获取轴线交点坐标,建立物体坐标与末端执行器期望位姿的映射关系,结合子问题求解6自由度林果采摘机械臂运动学逆解;根据主动关节变量取值范围分析所求逆解的可行性,得到可行封闭解,提高机械臂控制速度、稳定性和准确性。在实验室环境下利用所提出的算法求解10组工作目标位置信息对应的关节值,结果表明,所求逆解能使林果采摘机械臂到达正确位姿,末端执行器最大位置误差不超过夹持器最大开度的3.30%,最大姿态误差不超过1?,满足采摘要求。该算法为机械臂快速、稳定及精确地控制提供技术依据。

语种： 中文

作者： 胡磊;廖凯;李立君;高自成;柳建安;...

期刊： 材料热处理学报,2019年40(4):150-157 ISSN：1009-6264

通讯作者： Liao, K.

作者机构： [李立君; 柳建安; 高自成; 廖凯; 胡磊] School of Mechanical and Electronic Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, 410004, China;[龚海] School of Mechanical and Electronic Engineering, Central South University, Changsha, 410083, China

通讯机构： [Liao, K.] S;School of Mechanical and Electronic Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

关键词： 铝合金;喷丸;预测函数;表面应力;硬度

摘要： 研究了喷丸强化工艺对7075铝合金工件表面性能的影响,获得了材料表面应力、硬度特征和喷丸工艺参数之间的对应关系。通过Box-Behnken design(BBD)方法设计喷丸实验,研究了颗粒尺寸、空气压力、喷丸时间和距离等4个喷丸工艺参数对试样表面性能的影响,采用X射线衍射分析仪与表面显微硬度仪分析了试样表面硬度与应力的分布规律。在对喷丸处理数据进行归纳分析后,构建了喷丸工艺下表面应力与硬度的预测函数,该函数在给定的预期应力与硬度值前提下,可获得喷丸工艺参数组,以此进行实验和计算结果对比,并最后验证预测函数的可靠性。预测函数与实验结果对比表明:在给定一个预期-304 MPa表面应力时,函数给出了10组工艺参数,挑选出硬度期望值为211 HV0.5的那组工艺确定为目标工艺参数组,照此喷丸实验后,对3组试样的应力和硬度进行测量显示,实验与期望值偏差小于6%,说明函数预测与实验结果一致性较好。

语种： 中文

作者： 罗玉坤;周健;李立君;高自成

期刊： 机床与液压,2018年46(3):33-37 ISSN：1001-3881

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,湖南长沙,410004;[罗玉坤; 李立君; 周健; 高自成] 中南林业科技大学

关键词： Delta机器人;旋量理论;运动学分析

摘要： 研究机器人运动学较为传统的方法为D—H参数法，以4-R（SS）^2并联机器人为研究对象，基于旋量理论，根据指数积公式对该机器人进行正运动学分析，得到机器人的位姿变换矩阵。旋量法只需要建立惯性坐标系S和工具坐标系T，经过每一个关节变量之间的变换，最终可得到其运动学方程。与D-H参数法相比，此方法使运动学模型变得更为简单，并且具有更明确的几何意义。最后对并联机器人进行运动仿真，构建其仿真模型，确定机器人各结构的参数，输入随机关节变量，得到的结果与文中计算的结果进行对比，验证本文方法的准确性。

语种： 中文

作者： 王子健;万林林;高自成;周飞科

期刊： 热加工工艺,2018年47(9):219-221 ISSN：1001-3814

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院, 湖南, 长沙, 410000;湖南科技大学, 难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室, 湖南, 湘潭, 411201;[王子健; 高自成; 周飞科] 中南林业科技大学机电工程学院, 湖南, 长沙, 410000;[万林林] 湖南科技大学, 难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室, 湖南, 湘潭, 411201

关键词： UNS S32760超级双相不锈钢;氩弧焊;拉伸断口

摘要： 使用手工钨极氩弧焊和ER2594焊丝对UNS S32760超级双相不锈钢进行了焊接试验,测试了接头的拉伸性能、弯曲性能,分析了接头的显微组织和拉伸断口形貌。结果表明,焊接接头的力学性能良好,抗拉强度、弯曲性能满足使用要求。接头的拉伸断裂过程是一个准解理断裂过程,拉伸断口属于塑性断裂,具有较好的韧性。焊缝金属组织由铁素体、奥氏体和少量的σ相组成,其奥氏体含量达到50%~70%。

语种： 中文

作者： 汪洋;李立君;高自成;邹宇星

期刊： 计算机仿真,2018年35(9):369-372,430 ISSN：1006-9348

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,湖南长沙,410004;[汪洋; 李立君; 高自成; 邹宇星] 中南林业科技大学

关键词： 视觉系统;图像分割;光照不均匀;亮度均匀

摘要： 由于油茶果生长环境的复杂性,油茶果采摘机器人视觉系统获取的图像绝大多数都是光照不均匀的,对于这些光照不均匀的图像,用传统的图像分割方法不能取得满意的效果.针对上述问题,提出了一种亮度均匀化图像分割算法.上述算法对油茶果图像中不同亮度的区域块进行补偿,使得整个油茶果图像的亮度均匀化后再进行分割.仿真结果表明,改进算法对传统分割方法难以处理的光照不均匀的成熟油茶果图像能达到良好的分割效果,为采摘机器人视觉系统的后续处理工作奠定了基础,具有实用价值.

语种： 中文

作者： 贾国海;李立君;高自成;李际平;陈喜龙

期刊： 江苏大学学报(自然科学版),2018年39(6):653-658 ISSN：1671-7775

通讯作者： Li, L.

作者机构： [贾国海; 李立君; 高自成; 李际平; 陈喜龙] 中南林业科技大学机电工程学院, 湖南, 长沙, 410004

通讯机构： College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hunan, China

关键词： 回转燃烧器;生物质颗粒;湍流模型;流动特性;仿真

摘要： 以新型生物质颗粒回转燃烧器为研究对象,采用Pro/E软件对生物质颗粒回转燃烧器内流体进行几何建模,并用Gambit软件对模型应用非结构化网格生成技术划分网格,并进行有限元前处理.在采用k-ε湍流模型的基础上,应用计算流体力学软件Fluent模拟稳定工况下回转燃烧器内流体的流动特性,分析进气速度对回转燃烧器内的压力分布、速度分布以及湍动能分布的影响.结果表明:燃烧器内部的气体压力、速度和湍动能随风机引风速度的增大逐渐增大,风机出口到回转燃烧室之间的气体压力、速度和湍动能较大,在二次风口处达到最大值,回转燃烧室内气体的压力、速度和湍动能分布较为均匀.

语种： 中文

作者： 周飞科;高自成;李立君;王子健

期刊： 计算机仿真,2018年35(7):170-174 ISSN：1006-9348

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院 湖南长沙410004;[周飞科; 李立君; 高自成; 王子健] 中南林业科技大学

关键词： 油茶果;采摘机;负荷应力;执行机构;仿真

摘要： 随着油茶种植的规模化和产业化,实现油茶果机械化和自动化采摘成为急需解决的问题.针对上述现状,设计了油茶果采摘机.油茶果采摘机进行采摘作业时,其采摘执行机构中的关键零部件长期承受较大的周期性负荷.为确保采摘执行机构关键零件的安全性与可靠性,应对其进行力学验证.研究利用Inventor软件建立了采摘执行机构动力学仿真模型并进行了动力学仿真,得到了采摘执行机构的关键零件在振动采摘过程中的受力变化曲线.基于动力学仿真结果,建立了采摘执行机构关键零件有限元分析模型,开展了关键零件有限元分析工作.通过以上研究,发现采摘执行机构关键零件的最大应力均远小于零件材料的屈服极限,安全系数较大.分析结果表明,采摘执行机构关键零件满足安全性和可靠性要求.

语种： 中文

作者： 王子健;高自成;李立君;欧阳益斌;周方思

期刊： 林业工程学报,2018年3(4):118-124 ISSN：2096-1359

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,长沙,410004;[周方思; 李立君; 高自成; 欧阳益斌; 王子健] 中南林业科技大学

关键词： 履带式除草机;山地果园;甩锤式;双轴除草工作头;防缠绕

摘要： 为解决各种山地果园中除草难度大、除草效率低、难以实现机械化等问题,研制高效的新型除草机具有重大意义。为能够更好地适应南方果园的复杂地形,提高除草率,设计的除草机采用履带式行走机构和新型双轴式除草作业头机构;利用Inventor三维软件对除草机整机进行设计建模,并验证整机结构的合理性;对除草机关键零部件除草作业头进行设计,并通过力学分析验证了除草刀的适用性,确定除草作业头的关键性能参数。通过现场试验分析了除草甩刀的转速、甩刀质量以及底盘行走速度对除草机除草效率的影响,通过分析试验数据得出：当行走速度为0.5 m/s、转速为1 600 r/min、甩刀质量为0.347 kg时,除草效率以及防缠绕效果最好,除草率超过80%。该研究结果对后续除草机械的研制设计提供了参考。

语种： 中文

作者： 李翔宇;高自成;李立君

期刊： 计算机仿真,2017年34(12):221-224,317 ISSN：1006-9348

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,湖南长沙,410004;[李立君; 李翔宇; 高自成] 中南林业科技大学

关键词： 夹紧机构;动力学仿真;结构设计;贴插头

摘要： 随着SMT表面贴装技术的发展,电子元件贴装设备贴装精度与工作效率日益提高,然而贴装对象相对单一,贴装设备贴装对象范围的扩展成为了表面贴装行业热点关注的问题之一。针对以上需求,设计了一种平行夹持式贴插作业头,论述了贴插头的工作原理与结构,建立了贴插头夹紧机构动力学模型,开展了动力学仿真工作,利用ADAMS软件对仿真结果进行了验证。通过两种仿真方法的结果对比,验证了所建立动力学模型的正确性、仿真结果的准确性与贴插头夹紧机构的可行性,为后续的动力选型及误差分析提供参考。

语种： 中文

作者： 阳涵疆;李立君;高自成

期刊： 农业工程学报,2017年33(4):55-62 ISSN：1002-6819

通讯作者： Li, Lijun(junlili1122@163.com)

作者机构： [李立君; 高自成; 阳涵疆] School of Mechanical and Electrical Engineer, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, 410000, China

通讯机构： School of Mechanical and Electrical Engineer, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

关键词： 机器人;机械臂;算法;避障;混联;路径规划;关节构形空间

摘要： 针对混联采摘机器人在非结构性环境中进行避障采摘作业的要求,该文提出了一种基于关节构形空间的混联采摘机械臂避障路径规划算法。根据机械臂和障碍物的几何特征,对机械臂及障碍物模型进行合理简化,通过分析末端执行器目标点和串联机械臂结构参数选取合适的并联机械臂动平台目标点,然后采用遍历法构建串联机械臂关节构形空间,并利用快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法搜寻串联机械臂无撞路径,再通过同样的方法获得并联机械臂关节空间障碍物映射模型和无撞路径,最后综合串、并联机械臂的无撞路径,获得混联机械臂整体的避障路径。仿真和试验结果表明,文中所提出的算法搜索的避障路径能够驱动采摘机械臂避开工作空间内的障碍物,引导末端执行器到达目标点。

语种： 中文

作者： 祝强;李立君;高自成

期刊： 林业工程学报,2017年2(2):122-126 ISSN：2096-1359

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,长沙,410004;[祝强; 李立君; 高自成] 中南林业科技大学

关键词： 纸卷;张力控制;模糊系统;滑模控制;高频抖振;同步伺服试验平台

摘要： 张力控制技术在造纸与印刷设备运行中显得十分重要。针对非线性的张力控制对象,采用一般的滑模变结构控制方法难以避免系统抖振问题,使得目标跟踪精度存在较大误差。通过分析卷纸张力的动态卷绕特性,建立了收卷张力数学模型,并在滑模控制中引入模糊逻辑;采用模糊系统实现模型未知部分的自适应逼近,可有效降低模糊增益,从而消除抖振。以二轴张力控制系统为研究对象进行仿真分析,结果表明系统可以快速准确地跟踪阶跃与正弦信号,并能有效抑制简单滑模控制的抖振问题。为验证该控制系统的可行性,搭建了基于运动控制器的同步伺服试验台,实验结果表明系统在0.25 s以内达到稳定状态,纸卷张力能稳定地进行目标跟随,且只在较小的范围内波动,验证了控制策略的有效性。

语种： 中文

作者： 罗义;高自成;李立君;周飞科;闵淑辉

期刊： 自动化仪表,2017年38(3):18-21 ISSN：1000-0380

作者机构： 中南林业科技大学机电工程学院,湖南长沙,410004;[周飞科; 李立君; 高自成; 罗义; 闵淑辉] 中南林业科技大学

关键词： 点胶机;触摸屏;运动控制系统;人机界面;双工位;伺服技术;自动控制

摘要： 随着微电子产业的快速发展，相关产业对于点胶机的需求不断增长。针对当前人工经验型液晶显示屏点胶机存在的劳动强度大、效率低等问题，采用Inventor建模软件，设计了一种全自动、高效率的双工位点胶机，开发了一种基于PLC、触摸屏以及伺服控制技术的八轴运动控制系统。对该系统的工作原理及硬件组成进行了研究，分别对双工位点胶机的传感检测系统、电机控制系统、气动系统和人机交互系统的设计进行了介绍。根据工艺流程与机械结构，编写了控制程序；通过机械结构硬件与程序软件，实现了对设备与人员的保护。试验结果表明，该双工位点胶机规模较小、产量较高、价格便宜，能实现自动上下料和点胶，具有结构稳定町靠、生产效率高及控制系统易于操作的优点，满足了食业的点胶需求。

语种： 中文

作者： 阳涵疆;李立君;高自成

期刊： 农业工程学报,2016年32(9):53-59 ISSN：1002-6819

通讯作者： Li, Lijun(junlili1122@163.com)

作者机构： [李立君; 高自成; 阳涵疆] School of Mechanical and Electrical Engineer, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, 410000, China

通讯机构： School of Mechanical and Electrical Engineer, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

关键词： 机器人;运动学;模型;旋量理论;机械臂;混联机器人

摘要： 为满足油茶果机械化、自动化采摘的要求,避免利用传统的Denavit-Hartenberg（D-H）参数法对机器人进行运动学分析时的缺陷,提出了一种基于旋量理论构建混联采摘机器人运动学方程的方法。根据混联采摘机器人机械臂的结构特点进行简化;基于所提出的方法建立了机器人正运动学方程,获得末端执行器的位置正解;随机选取5组关节变量值,得出末端执行器在基础坐标系各坐标轴上的最大绝对位置误差为10.4 mm,远小于末端执行器200 mm的开度,满足该机器人末端执行器的采摘工作要求,验证了通过文中所提出的方法建立混联采摘机器人运动学正解方程的可行性及方程的正确性。该研究可为后续开展混联采摘机器人控制方法和轨迹规划研究提供参考。

语种： 中文

作者： 李立君;胡文宇;高自成;闵淑辉;王朋辉

期刊： 农业工程学报,2016年32(7):28-35 ISSN：1002-6819

通讯作者： Li, Lijun(junlili1122@163.com)

作者机构： [王朋辉; 高自成; 胡文宇; 闵淑辉; 李立君] Mechanical and Electrical Engineering Institute, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

通讯机构： Mechanical and Electrical Engineering Institute, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

关键词： 机械化;优化;计算机仿真;运动学分析;振动筛;曲柄摇杆机构;清选;油茶果

摘要： 为验证所设计的油茶果粗选机的合理性,该文首先对其进行简化,联系振动筛工作原理和受力分析对其运动参数进行分析,找出影响物料运动的因素,并验证其运动参数设计合理;其次利用ADAMS仿真软件对该机进行运动仿真,得到物料模型的振幅曲线图,通过使用振幅递减法分析曲线图的变化规律,验证其振幅设计合理;最后通过三水平三因素正交组合试验,得出各因素对茶籽保有率和筛分效率的影响显著性顺序。利用Design-Expert软件分析得出当粗选机曲柄转速、筛面倾角、筛面长度取值为276.12 r/min、6.69°、1 005.8 mm时,茶籽保有率和筛分效率均达最佳值(分别为96.84%和96.77%),验证了粗选机的设计满足工作要求。该研究结果为后期精选机的设计提供了参考。

语种： 中文

作者： 高自成;李立君;王朋辉;祝强;罗玉坤

期刊： 中南林业科技大学学报,2016年36(2):114-118 ISSN：1673-923X

作者机构： [高自成; 李立君; 王朋辉; 祝强; 罗玉坤] 中南林业科技大学机电工程学院, 湖南, 长沙, 410004

关键词： 采摘头;结构设计;力学分析;采摘机器人;油茶果

摘要： 油茶是一种重要的油料树种。随着我国油茶种植面积的增长,油茶果机械化与自动化采收成为人们关注的热点问题。本文论述了油茶果采摘机器人采摘头的结构设计,并利用Inventor软件对采摘头进行了力学仿真和关键零件有限元分析试验。试验结果表明,最大应力值随振幅和频率增大而增大;振动频率对采摘头关键零件最大应力值影响较大,短连杆和曲柄最大应力值最高,但仍小于材料的屈服强度,结合采摘头现场工作试验,验证了油茶果采摘机器人采摘头的可行性和安全性。

语种： 中文

作者： 高自成;李翔宇;李立君;肖诗慧;王朋辉

期刊： 农业工程与装备,2016年(10):20-22,30 ISSN：2096-8736

作者机构： 中南林业科技大学 机电工程学院,湖南 长沙,410004;[肖诗慧; 王朋辉; 李立君; 李翔宇; 高自成] 中南林业科技大学

关键词： 农业机械;螺旋循环;石灰播撒机;结构设计;试验分析

摘要： 中国酸性土壤分布广泛、土壤酸化严重,治理土壤酸化是环境保护的重要内容之一.施用石灰是一项传统而有效的酸性土壤改良措施,石灰可以中和土壤酸性,降低Al等重金属对作物的危害,提高作物的产量和品质,目前市场上还没有石灰播撒的设备.文章论述了螺旋循环式的石灰播撒机的工作原理和关键零部件的设计,在此基础上进行了播撒实验,实验得出,设计参数满足播撒量的要求.石灰播撒机的开发对于降低石灰播撒劳动强度、提高生产效率具有重要意义.

语种： 中文

作者： 李帅;周健;李立君;易春峰;高自成;...

期刊： 农机化研究,2015年(3):46-49 ISSN：1003-188X

作者机构： 中南林业科技大学 机电工程学院,长沙,410004;[李立君; 周健; 杨树松; 李帅; 高自成; 易春峰] 中南林业科技大学

关键词： 机械臂结构;运动学正解;仿真;油菜果

摘要： 为了强化油茶果采摘机器人工作的稳定性，以自行研制油茶果采摘机器人为研究对象，通过对采摘机械臂结构进行分析，综合运用D-H表示法和圆柱坐标表示法建立机械臂数学模型，应用MatLab求解以该模型为基础建立的机械臂正运动学方程，仿真得到油茶果采摘机械臂工作空间。

语种： 中文

作者： 高自成;李立君;阳涵疆;祝强;周鹰;...

期刊： 农业工程学报,2015年31(10):43-50 ISSN：1002-6819

通讯作者： Li, Lijun

作者机构： [高自成; 李立君; 闵淑辉; 阳涵疆; 周鹰; 祝强] Mechanical and Electrical Engineering Institute, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

通讯机构： Mechanical and Electrical Engineering Institute, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

关键词： 农业机械;机械化;设计;正反螺旋;石灰播撒机;功率计算

摘要： 为了提高石灰播撒的效率和精准控制播撒量,研制了正反螺旋式石灰播撒机,并与旋耕机组合成一体机,采用复合作业方式。该文论述了正反螺旋式石灰播撒机的结构和工作原理、灰量调节机构原理和调节方法,并对播撒机的出灰口尺寸和播撒辊的转速进行了试验设计,计算了播撒机的总功率;最后将石灰播撒旋耕机一体机在冬天的稻田进行石灰播撒-旋耕组合的田间试验。结果表明:当石灰播撒-旋耕一体机前进速度平均为5 km/h,播撒辊转速为80 r/min,调节机构档位处于最大播撒量的13档时,满足第1年的播撒量要求;当档位分别位于12档(或10档)和7档时,播撒量分别满足第2年和第3年的播撒量要求。该研究为改善农业作业条件、降低劳动力成本、提高石灰播撒效率提供了参考。

语种： 中文