现代设计方法综述及在农业机械领域的应用
机械毕业设计番茄打浆机设计
机械毕业设计番茄打浆机设计随着社会的发展和生活水平的提高，人们对食品加工的需求也日益增长。
其中，番茄打浆机作为一种重要的食品加工设备，其设计及性能优化具有重要意义。
本文旨在设计一款高效、稳定且易操作的番茄打浆机，以满足市场需求。
市场需求：在食品工业中，番茄打浆机的需求量较大。
市场上的番茄打浆机主要存在破碎不均匀、产量低、易堵塞等问题。
因此，设计一款性能优良的番茄打浆机具有很好的市场前景。
用户需求：本设计将充分考虑用户需求，以操作简便、安全可靠、维护方便为基本原则，力求满足不同用户的实际需要。
技术需求：在机械设计过程中，需要考虑到设备的结构、材料、工艺等多方面因素。
同时，需要结合现代机械设计理论和方法，以提高设备的性能和可靠性。
总体方案：本设计的番茄打浆机主要包括破碎装置、榨汁装置和分离装置三部分。
其中，破碎装置采用刀式破碎器，榨汁装置采用螺旋榨汁机，分离装置采用离心分离器。
破碎装置设计：破碎装置的设计重点在于破碎器的结构和破碎力的大小。
在设计中，我们将采用刀式破碎器，其优点是破碎效果好、产量高且不易堵塞。
同时，我们将通过优化破碎器的结构和破碎力的大小，以实现均匀破碎。
榨汁装置设计：榨汁装置的设计重点在于榨汁机的结构和榨汁效率。
在设计中，我们将采用螺旋榨汁机，其优点是榨汁效率高、出汁率高且易于维护。
同时，我们将通过优化榨汁机的结构和榨汁效率，以提高设备的整体性能。
分离装置设计：分离装置的设计重点在于分离器的结构和分离效果。
在设计中，我们将采用离心分离器，其优点是分离效果好、效率高且易于维护。
同时，我们将通过优化分离器的结构和分离效果，以实现更好的分离效果。
材料选择：本设计的番茄打浆机主要采用不锈钢材料，以提高设备的耐腐蚀性和卫生性能。
同时，对于一些易磨损的部位，我们将采用耐磨材料进行处理。
制造工艺：在制造过程中，我们将采用先进的机械加工技术和焊接技术，以确保设备的精度和稳定性。
同时，我们将进行严格的质检和测试，以保证设备的质量和性能符合要求。
现代设计技术在农业机械工程设计中的应用
现代设计技术在农业机械工程设计中的应用
1. 三维建模技术：利用现代计算机软件，设计师可以将农业机械的各个组成部分通过三维建模方式进行设计，使得设计更加直观、准确。
通过三维建模技术，设计师可以更加方便地对机械进行模拟分析和测试，提前发现问题并进行优化，从而提高农业机械的效率和性能。
2. 仿真技术：通过利用计算机软件进行仿真设计，可以有效地减少农业机械的试验成本和试验周期。
通过仿真技术，设计师可以模拟机械在不同工况下的运行情况，研究机械的动力学性能和热力学特性等。
通过仿真技术设计出来的机械在实际生产中更加可靠，性能更优。
3. 虚拟样机技术：传统的农业机械设计需要制作大量的样机进行试验，这不仅耗费时间和金钱，而且效率低下。
现代设计技术可以利用虚拟样机进行设计，通过计算机模拟机械的运行过程，不仅可以快速设计出满足要求的机械，还可以在设计过程中对机械进行优化和改进。
4. 自动化控制技术：现代农业机械的设计中，自动化控制技术得到广泛应用。
通过自动化控制技术，可以实现对机械运行过程的精确控制和监控，提高农业生产的自动化水平和生产效率。
6. 互联网技术：通过互联网技术，农业机械可以与其他设备进行联网，实现信息的共享和数据的交互。
通过互联网技术，可以实现对农业机械的远程监控和管理，提高农业生产的管理水平和效率。
现代设计技术在农业机械工程设计中的应用可以提高农业机械的效率和性能，降低生产成本，提高生产效率和质量，推动农业现代化进程，促进农业可持续发展。
这些技术的应用也可以为农民和农业生产者提供更好的工具和方法，提高他们的生活质量和工作效率。
现代机械设计方法与农机设计
把 现 代 设 计 方 法应 用 到 机 械 设 计 中 来 ，则 称 其 为 现代 机 械 设 计 方 法 。 目前 ，经 常 采 用 的 是 上 述 方 法 论 中 的技 术 预 测 法 、创 造 性 设 计 法 、 系 统 设介 绍了现代机械设计 方法及 其在农业 机械设计 中的应 用 ，并 以设计实例 来说 明 现 代 设 计 方 法 在 农 业 机 械设 计 中 的应 用 。
械 的 发 展 息 息 相 关 ，农 业 机 械 的发 展 又在 很 大 程 度
上 制 约 着农 业 的 发 展 。
分 析 ，可归纳为下列具有普遍 意义的方法 ：一 是信 息 方 法 论 ，如 信 息分 析 法 ，技术 预 测 法 等 ，它 是 现 代 设 计 方 法 的前 提 ；二 是 系 统论 方 法 ，如 系 统 分 析
这 种 状 况 。运 用 现代 设 计 技 术 可 以使 产 品开 发 周 期 大 大地 缩 短 ，提 高 设 计 的精 度 ，改 善 产 品质 量 ，增
论 方法 ，如 模 糊 评 价 和 决 策等 ；十 是 突 变 论 方 法 ， 如 创 造 性 设 计 等 ，它 是 现代 设 计 法 的 基 础 ；十 一 是
成本高 、周 期长 、设计 粗糙 、精度低 ，很多机构参 数 只能 靠 设 计 人 员 根 据 经 验 进 行 确 定 ，从 而 严 重 地 制 约 了产 品 质 量 的 提 高 ；而 运 用 现 代 机 械 设 计 方 法 来 进 行 农 业 机 械 产 品 的 设 计 开 发 就 可 以显 著 地 改 善
是 离 散 论 方 法 ，如 有 限元 和 边 界 元 方 法 ； 九是 模 糊
长 期 以来 ， 由于 农 业 机 械 自身 的 特点 和农 业 机 械 工 作 对 象 的 复 杂 性 ，其 研 制 存 在 着 较 大 的 困难 。 传 统 的 农 业 机 械 产 品设 计 与 开 发 过 程 要 经过 设 计 、 样 机 试 制 、 田间 试 验 、 改 进 设 计 、再 试 制 、试 验 等 多 个 步 骤 。 这 种 设 计 研 发 过 程 存 在 着 一 些 缺 陷 ，如
农业机械现代设计方法综述
ｐｒ ｐ ｓ ：” ａ ａ ｉ ｐ ｉ ｉａ ｉ ”ａｎ “ ａ ｍｅ ｅ ｉｅｄ ｏ ｏ ｅｄ Ｑｕ ｄｒ ｔ ｏ ｔ ｚ ｔ ｃ ｍ ｏｎ ｄ Ｐａｒ ｔ ｒ ｇｕｄ ”ｏｐ ｉ ｚ ｔ ｔ ｏ ｉｈ ｃ ｍｐ ｅ ｗｉ ｓ ｔ ｍｉａｉ ｍｅ ｈ ｄ ｗｈｃ ｏｎ ｏ ａｒｄ ｔ ｈ
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的使 用 方 法 。
关键词 ：“ 参数导引” 优化方法 ；“ 复优化” 方法；农业机械现代设计平台 ；设计 方法
中图分类号 ：￥ ２ ．— ２ ２０２ ６ 文献标志码 ：Ａ 文章编 号：１ ０ — ３ ９ ２ １ ） ２ ０ ０ — ５ ０ ５ ９ ６ （０ ２ ０ — ０ １ ０
第４卷 第２ ３ 期
２ １ 年 ２月 ０２
东北农业大学学
报
４ （） － ３２：１ ５
Ｆｅ ． ０１ ｂ２ ２
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｏｔｅ ｓ Ａ ｃ ｌ ｒ ｌ ｎｖ ｒｉ ｏ ｒａ ｒ ａ ｔ ｕｔ ａ ｉｅｓ ｙ ｏＮ ｈ ｕ Ｕ ｔ
农 业 机 械 现 代 设 计 方 法 综 述
现代设计技术在农业机械工程设计中的应用
现代设计技术在农业机械工程设计中的应用随着科技的不断发展，现代设计技术在各个领域得到了广泛的应用，农业机械工程设计也不例外。
现代设计技术的应用，使得农业机械工程变得更加高效、精准、节能和环保，为农业生产提供了全新的可能性。
本文将就现代设计技术在农业机械工程设计中的应用进行阐述。
一、 CAD(计算机辅助设计)技术在农业机械工程设计中的应用CAD技术是一种通过计算机进行设计和绘图的技术，它可以大大提高设计效率，降低设计成本，同时使得设计更加精准和可靠。
在农业机械工程设计中，CAD技术的应用可以使得设计师们在计算机上进行模拟和绘制，在模拟过程中可以对农业机械进行各种参数和结构上的优化，提高了设计的可靠性和稳定性。
CAD技术还可以提供三维展示和虚拟现实技术，使得设计师们可以更好地了解产品的结构、功能和设计细节，这对于产品的设计和改进都起到了重要作用。
农业机械在使用过程中承受着各种复杂的力学、热学、流体力学等多种物理环境的影响，因此需要进行相应的模拟分析来保证产品的可靠性和稳定性。
现代设计技术中的模拟分析技术可以对农业机械在使用过程中受到的各种环境和力学条件进行精确的模拟和分析，通过这些分析可以找到产品的潜在问题，并对产品的结构和材料进行改进。
模拟分析技术还可以为设计师们提供产品在各种极端条件下的使用性能指标和数据，从而为产品的改进提供了重要依据。
现代材料技术的不断发展，为农业机械工程设计提供了更多的选择和可能性。
现代的复合材料、高强度钢材、耐磨材料等新型材料的应用，使得农业机械的结构更加轻巧、耐用和高强度。
这些新型材料的应用，使得农业机械在使用过程中更加耐磨、耐腐蚀，并且可以减轻机械的自重，提高了机械的效率和稳定性。
随着电子技术的不断发展，电子技术在农业机械工程设计中的应用也越来越广泛。
现代的传感器技术、自动控制技术、GPS定位技术等电子技术的应用，为农业机械工程的设计和改进提供了更多的可能性。
传感器技术可以实时监测农业机械在使用过程中的各种参数和状态，从而为产品的改进和优化提供了数据支持。
【智能农业机器发展研究国内外文献综述2200字】
智能农业机器发展研究国内外文献综述1国外研究现状Mitra, Alakananda（2022）预计到2050年，世界人口将增加近20亿，导致粮食需求迅速增加。
最近的一项预测显示，尽管取得了一些进展，但世界在实现“零饥饿”目标方面仍然落后。
社会经济和福祉的影响将影响粮食安全。
弱势群体将遭受营养不良。
为了满足不断增长的人口的需求，农业需要现代化、智能化和自动化。
通过采用现有技术，可以将传统农业改造为高效、可持续、环保的智能农业。
在这份调查报告中，作者介绍了智能农业中的应用、技术趋势、可用数据集、网络选项和挑战。
农业网络物理系统是如何建立在农业物联网之上的，通过各种应用领域进行了讨论。
农业4.0 也作为一个整体进行了讨论。
我们专注于支持自动化的技术，例如人工智能(AI)和机器学习(ML)。
M Pathan认为农业占整个世界经济生产的6.4%。
在世界上至少有九个国家，农业是经济的主导部门。
农业不仅为数十亿人提供燃料，也为大量人口提供就业机会. 由于不可预测的气候变化、人口快速增长和粮食安全问题，农业行业正在寻求提高作物产量的创新方法。
因此，农业中的人工智能也被称为“农业智能”，正逐渐成为行业的一部分。
技术革命。
本文的目的是回顾农业智能在机器学习、深度学习、图像处理、人工神经网络、深度学习等众多工具的帮助下的各种应用，如精准农业、疾病检测和作物表型分析。
卷积神经网络,无线传感器网络(WSN)技术,无线协同通信，机器人，物联网（IoT），不同的遗传算法，模糊逻辑和2 国内研究姚於康（2010）阐述了设施农业智能化的含义，针对国内外的发展概况，分析了江苏省设施农业智能化的现状、作用、存在问题和进一步发展的有利条件，提出了促进江苏省设施农业智能化发展的对策。
郑文钟（2015）通过对比国内外智能化农业机械装备发展现状，阐明农业发展的高级阶段是“智慧农业”，其中智能化农机装备既是智慧农业的重要组成部分，同时也是发展智慧农业的重要物质手段。
现代设计技术在农业机械工程设计中的应用
现代设计技术在农业机械工程设计中的应用随着现代科技的不断发展，农业机械工程设计中的应用也越来越受到重视。
现代设计技术的应用为农业机械工程带来了许多创新和改善，使得农业生产更加高效、节约成本、环保和可持续。
本文将探讨现代设计技术在农业机械工程设计中的应用。
一、CAD（计算机辅助设计）技术的应用CAD技术是一种利用计算机进行设计和绘图的技术，它可以快速、精确地完成设计和绘图工作，并且可以轻松实现设计方案的修改和更新。
在农业机械工程设计中，CAD技术被广泛应用于产品设计、零部件设计、工程图纸绘制等方面。
利用CAD技术，设计师可以更加方便地进行产品的三维建模和仿真分析，从而提高设计质量和效率。
CAD技术还可以帮助设计师优化产品结构和减少材料使用，从而降低产品成本，提高产品的性能和可靠性。
CAD技术还可以为农业机械工程设计提供丰富的设计数据和信息，为后续的生产、加工和维护提供参考。
CAD技术在农业机械工程设计中的应用具有重要意义。
四、3D打印技术的应用3D打印技术是一种利用增材制造技术来实现产品的快速成型的技术，它可以帮助设计师将设计方案快速转化为实物样品，并且可以实现复杂结构的产品制造。
在农业机械工程设计中，3D打印技术被广泛应用于产品的样机制作、小批量生产、个性化定制等方面。
利用3D打印技术，设计师可以更加便捷地进行产品的开发和验证，加快产品的上市时间和市场反应速度。
3D打印技术还可以帮助设计师实现产品的定制化生产和个性化定制，满足不同客户的需求和要求。
3D打印技术还可以帮助设计师降低产品的开发成本和生产成本，提高产品的适应性和竞争力。
3D打印技术在农业机械工程设计中的应用也具有重要意义。
现代设计方法在农业机械设计中的应用综述
现代设计方法在农业机械设计中的应用综述
乐治后;王琳;吴家葵
【期刊名称】《四川农业与农机》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】随着从传统农业到现代农业的不断发展,传统的机械设计方法已经不能满足现代农业机械设计的发展需要,大量的现代设计方法在农业机械设计中被不断应用。
本文对农业机械设计的状况和特点进行概述,总结了现代设计方法的优势,并分析了现代设计方法在农业机械设计中的应用实例,预测了在农业机械设计中的应用前景,最终得出结论:在农业机械设计中应用现代机械设计方法,可以有效地缩短农业机械设计周期,提高农业机械设计质量,减少农业机械研制成本。
【总页数】3页(P36-38)
【作者】乐治后;王琳;吴家葵
【作者单位】南昌工学院机械与车辆工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】F32
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现代设计方法综述及在农业机械领域的应用令狐采学随着科技的发展，许多新的成果被引人优化设计，特别是信息化技术的发展推动了设计方法的革命，开发了系列软件，其中包括：CAD、AN SYS、AD AM S、VB、VC等，这些软件各有特色，在应用上相互交叉。
其中CAD软件是应用最广，对产业发展影响最大的软件，完全代替了传统的设计方法，使设计更加快捷方便，且具有记忆功能，使传输、保存、调用更加方便。
ADAMS软件不但具备虚拟制造、试验和测试功能，而且通过二次开发还可以优化参数，VB和VC软件具有较强的可视性，适合机构的运动学和动力学目标的优化。
优化是现代设计的核心技术。
现代设计思想和方法大大推动了制造业的发展；反过来，每个设计者必须掌握现代设计方法，并熟练使用各种软件工具。
在国际上，航空、航天、汽车、军工制造业等率先使用现代设计的新技术，农机制造业相对滞后，一般来说在上个世纪相差3—5年，到本世纪时差缩短到l 一3年。
在上世纪80年代后期，中国开始引入CAD技术。
到本世纪已经推广到高校、研究院所和企业，随着应用和推广，CAD技术不断完善和拓宽，功能更加强大，现在任何机械设计单位如果在设计中不使用CAD软件几乎不可思议。
其他软件也有了不同程度的应用，中国技术力量的构架决定现代设计方法和软件工具首先被研究型高等院校应用，之后是普通院校和大型研究所，最后逐渐转入生产企业。
但是现代设计的核心——系统的优化设计技术在国内应用较少，仅仅局限在个别的学科领域，这是因为系统优化首先要建立理论模型、采用适宜的优化方法、设计相关的优化软件的基础上，是一个难度很大的系统工程。
例如，应用较为普遍的航空、导弹理论研究面对的介质是空气，其物理性质相对变化较小；而农业机械所处理各种物料，其物理性质差异很大，理论研究和优化方法有其特殊性，不能照搬其他理论和方法。
现代设计方法的应用如果包括了系统优化则必须建立设计平台。
本文在介绍现代设计方法的同时也将介绍课题组在建设平台方面所做的探索性工作。
1 平台的内容1．1创新方法的建立农业机械的创新有特殊性也有其普遍性。
农业机械的创新首先是机构的创新，新的机构能够完成传统机构所不能完成的技术要求。
机构创新由两部分组成：发现机构创新元素和找到实现创新元素的实施方案。
两者都非常重要，但是对不同的项目，相对难度有所不同：有的发现创新元素难度大，有的寻求实施方案难度更大。
1．2理论研究成果理论研究是设计优化、虚拟试验和测试软件的基础。
理论创新的主要目的是参数优化，优化是设计的核心。
理论研究从理论分析开始，通过理论演绎或实验回归建立数学模型和目标函数，设计软件。
理论研究的成果包括专著、文章以及历届研究生论文，是现代设计平台的重要内容。
1．3优化设计软件市场上出售的各种软件是设计者的工具，其功能越来越强，应用面越来越广，农机研究者必须掌握。
掌握软件的使用方法主要不是依靠课堂教学，而是依靠工程实践和实践过程中的指导。
一般来说，老师应该有研究课题，学生( 本科和研究生) 在完成研究的工作中，通过高年级学生指导低年级学生，将软件的使用方法传承下来。
尽管市场软件具有强大的功能，可以完成虚拟制造、试验和测试工作，但是没有二次开发就不能进行设计的核心工作——参数优化。
没有精准的参数优化，后面的虚拟制造、试验和测试工作就没有意义，这些工作的目的是验证参数优化的精准程度。
农业机械的多参数、强耦合性、模糊性、非线性复杂多目标优化是一项难度很大的工作，传统的优化方法难以完成。
笔者提出了“ 复优化” 和“ 参数导引” 优化方法，在以上方法指导下，设计了“ 傻瓜” 化和全自动软件，成功的解决了以上复杂的优化问题，转让总金额达70万元。
要求研究生对自己所研究的核心工作部件用以上优化方法建立系统的优化软件，软件同时具有虚拟制造、试验和测试的功能，也希望通过办培训班使师生掌握设计软件的方法。
1．4试验台架完成了以上优化和虚拟试验工作，下一步是试验台架和核心工作部件的研制，在台架上做核心工作部件的性能和可靠性试验，在完成以上工作程序后，进行整机设计和田问试验。
目前，课题组在已完成省级重点项目“ 农业机械产品数字化设计与制造平台的开发与应用” 的基础上，将探索各种核心部件优化后的计算机自动生成设计图纸的工作。
1．5队伍建设平台建设的关键是培养一支熟练掌握现代设计方法和工具的队伍。
首先，队伍的核心成员具有深厚的理论基础，包括数学、工程力学、机械原理等。
基础及专业基础知识，特别是具备利用所学的基础知识解决实际问题的能力，例如利用数学知识解决工程力学问题，利用数学、工程力学知识解决机械原理问题，以及利用以上基础知识解决农业机械理论问题。
这方面能力依靠在科研过程中逐渐培养，国家自然科学基金完成过程是培养这方面能力的最好平台。
2建立平台的意义2．1农业机械的研究难度季节性强：农业机械成功需要田间试验验证，但是每年田间试验的时间短，一旦机器出现问题，就可能错过了试验季节，只好等待下一年的试验，所以一般农业机械的研究周期较长。
环境恶劣：表现在两个方面：农机作业环境变化大，作业条件差；农业机械处理的物料包括土壤、茎秆、果实、幼苗、种子等，物理性能差异很大。
造价低廉：农业产品价格低决定了机器造价须同样价格低廉。
适应宽泛：中国农业生产区域气候环境差异大，同样作物生产方式各不相同，好的农业机械应该具有宽泛的适应性。
竞争激烈：近年来外资企业纷纷在中国建厂，它们具有雄厚的技术和资金实力，国内产品的竞争力主要在于适应中国的农艺要求和高性价比，与国外产品竞争的关键是研发周期的长短，缩短研发周期的主要手段是掌握现代设计方法和建立研发平台。
2．2现代设计方法的优点现代设计方法的核心是参数优化、虚拟制造、试验和测试，它的优点表现在以下三方面：缩短周期：农业机械的研究和设计工作主要在室内通过计算机和台架试验完成，解决了农机研究的季节性问题。
从课题组的研究成果看，所转让的14台样机田间性能试验均一次性成功，这样就大大缩短了研发周期。
降低成本：研制样机资金投人最大，由于样机成功率高，大大降低了研究成本。
精准度高：采用了先进的优化方法，优化精度高，所设计研制的机器眭能更接近目标的理想值。
3现代设计方法介绍代设计方法的核心是优化参数，本文作者提出了一种新的优化方法，命名为“ 参数导引” 优化方法。
该方法通过目标函数的计算，告之每次需要改变的参数，通过逐次逼近目标理想值，最后使所有目标函数计算值与目标函数理想值的差值小于预定的系列微小值。
系列理想目标中每个理想目标是一个范围而不是唯一值。
严格意义上，所获得的参数解非最优解，称之为“ 非劣解” ，有无限多组参数满足目标要求，每次优化所获得的参数值相近但不相同，形成“ 非劣解” 群。
针对需要解决动力学目标优化的问题，作者提出了“ 复优化” 方法：作者应用“ 参数导引” 优化方法，针对运动学目标优化参数，将“ 非劣解” 群的边界作为约束条件，以动力学工况作为优化目标，进行动力学优化，得到既满足运动学目标又达到动力学目标要求的参数值。
图1 理论设计工作流程程序第一步是方案确定，包括调研、分析，最后确定方案。
方案确定一定要慎之又慎。
一般新涉足研究领域者．往往不重视方案的研究，想到一个方案，没有群策群力，拿起来就做，结果南辕北辙，花费了大量时间和资金，最后还要从头做起。
紧接着下一个步骤是理论分析，通过理论演绎建立模型，或者通过试验研究，回归分析，建立模型。
在以上工作的基础上建立目标函数，这是能精准优化参数的关键一步，也是应用“ 参数导引” 优化方法的前提。
在VB平台上设计软件，软件要具备优化参数、虚拟制造、试验和测试的功能。
优化参数是整个程序中最为重要的一步，优化参数的效率和精准度是整个设计过程水平的体现。
从图1看出，现代设计方法与传统方法比较，在整个过程中增加了大量的新的内容，传统设计程序所占的比例很小，保留了研制样机和田间试验两个传统的步骤，其中机械设计由CAD软件绘图改为自动生成图纸。
虽然增加了许多新的工作程序，但是大大提高了设计的成功率和缩短了设计周期。
4 小结现代设计软件包括两种：市场出售的各种软件和自编的优化、虚拟试验和测试软件。
自编软件需要做大量的理论和试验研究工作，市场出售的各种软件功能越来越强大，可以做虚拟制造、试验和测试工作。
如果优化参数，则必须做二次开发。
笔者认为，在VB平台上作机械优化工作量相对小些。
目前课题组在VB平台上设计的软件具有二维模拟功能，下一步工作是将二维模拟发展为三维模拟，同时具有原来的优化参数的功能。
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