大蒜收获机的设计与试验研究

针对大蒜种植模式和农艺要求,设计了一种大蒜收获机,并利用UGNX8.0建立三维模型,对挖掘装置、夹持输送装置等关键部件进行了进一步研究。同时,设计了一种适用于大蒜收获的梯形挖掘铲,依据收获方式确定其长度、宽度、入土角等关键参数,应用ANSYS软件进行有限元静应力分析,结果表明:设计的挖掘铲所受的应力与应变都在材料所允许的安全范围内。对大蒜拔起时进行受力分析,确定了最佳拔起的状态的条件。在某大蒜生产基地进行田间试验,结果表明:挖掘铲的漏果率为1.45%,伤果率为1.12%,损失率2.3%,满足大蒜收获的技术要求。     

分段式大蒜收获机的设计与试验

针对目前国内大蒜收获强度大、收获效率低及收获成本高等问题,设计了分段式大蒜收获机。该机主要由挖掘装置、限深装置及夹持装置、打捆装置等组成,采用手扶拖拉机作为动力源和安装平台,夹持装置采用链条设计,打捆装置可实现收获后大蒜的打捆作业。该机可一次完成三行大蒜的挖掘、夹持输送、打捆等收获作业,省时省力,高效低耗。应用CAD、SolidWorks等软件进行图样的设计和三维模型的建立,并对挖掘装置、夹持装置等关键装置进行重点设计。在山东兰陵县神山镇进行了大蒜种植田间试验,结果表明:该机器生产率0.1 hm~2/h,漏蒜率为1.9%,伤蒜率为0.58%,损失率为1.9%,挖掘深度为8cm。研究结果可为大蒜收获机械的研究提供参考。     

大蒜联合收获机浮动式夹持装置设计与试验

针对大蒜联合收获机拉拔收获特点与鳞茎定位要求,为提高输送成功率、降低鳞茎损伤率,设计了一种浮动式夹持装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过茎秆受力变形与植株运动分析,明确了试验台浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度等关键作业影响参数的取值范围。构建了茎秆流变模型,并根据不同载荷下的茎秆蠕变曲线拟合了茎秆的粘弹性参数,明析了关键作业参数与输送装置夹持力、输送损失及鳞茎损伤的关系。以浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度为试验因素,以成功率和损伤率为试验指标,用Design-Expert软件进行试验数据分析,由Origin软件生成3D响应曲面,得到各因素对指标的影响次序。结果表明,当浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度分别为2 N/mm、83 mm和520 mm/s时,装置性能最优,夹持成功率和损伤率分别为97.42%和1.36%。对优化因素进行试验验证,试验与优化结果基本一致,满足大蒜联合收获浮动夹持高成功率与低损伤率的作业要求。     

土下果实挖掘限深技术发展现状与展望

现阶段,我国土下果实收获机械智能化水平较低,收获时果实漏挖率和破损率较高,降低了机械化收获的作业质量。挖掘限深技术是降低果实漏挖率和破损率,提高土下果实收获机械作业性能的关键技术之一。为此,综述了国内外挖掘限深技术的发展现状,介绍了挖掘限深技术的主要类型和特点,分析了目前我国自动限深技术研究存在的问题以及发展方向,以期为我国挖掘限深技术的研究和新产品开发提供借鉴和参考。     

挖拔式木薯收获机挖深液压控制装置的设计与试验

针对挖拔式木薯收获机在收获过程中带有一定倾角的挖掘铲有朝着深度方向行进的趋势,增加了挖土量及挖掘负荷等问题,提出了基于液压控制系统调整挖深的设计思路。为此,研制了一种挖深液压控制装置,主要由地表仿形机构、挖掘铲液压调节机构、液压系统及PLC控制系统4部分组成;同时,对液压系统的负载特性进行系统分析计算,选取了合适的执行元器件,并在此基础上进行土槽实验。结果表明:地表仿形机构,最大误差8.9%,平均误差3.5%;掘铲液压控制系统的响应时间为1.7s,1s内完成对挖出铲的角度与深度自动调节,测试效果能够满足精准挖深控制要求。     

大蒜联合收获机按压式切根装置设计与试验

针对大蒜联合收获作业过程中根系切净率低与损伤率高的问题,设计了一种按压式切根装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过理论计算确定了夹持输送与切割机构作业参数,构建大蒜夹持运动方程和拨轮组动力、变形及切割力学模型。以链轮、拨轮和圆盘刀转速为试验因素,伤蒜率和切净率为试验指标,利用Design-Expert 8.0.5软件进行回归与响应面分析,构建三元二次回归模型,得到各因素对指标值的影响顺序。结果表明,当链轮、拨轮和圆盘刀转速为107、52、197 r/min时,装置性能最优,伤蒜率和切净率分别为0.63%和97.07%。对比鳞茎顶端定位“浮动切根装置”的最优参数组合,结果表明,所提出的装置伤蒜率降低2.15个百分点,切净率提高3.9个百分点。对优化因素进行试验验证,验证与优化结果基本一致,满足大蒜机械化收获高效切根作业要求。     

板蓝根收获机挖掘装置设计与有限元分析

针对现有板蓝根收获机具存在挖掘阻力大、挖掘铲面容易壅土等问题,在研究国内外块茎类作物收获机械的基础上,根据板蓝根的农艺要求、生物特点、收获时的土壤条件等,设计一种作业幅宽为130 cm、最大挖掘深度为40 cm、一次进地可完成板蓝根的挖掘、筛分、铺放等功能的专用两行板蓝根收获机具。运用动量定理、动能定理和几何关系对挖掘铲进行设计,计算得出挖掘铲的最佳入土角α、铲面宽度b、铲面长度l等参数。利用SolidWorks软件中Simulation插件对挖掘铲进行有限元分析并优化。并进行试验验证,试验发现：最佳的入土角α为20°,铲宽b为1 328 mm,铲长l为245 mm;有限元分析表明通过在挖掘铲后方增加一道梁,将挖掘铲最大位移量从1 mm减小到0.01 mm,能有效减低失效风险。对整机进行田间试验,结果表明：挖掘铲壅土率低,未出现明显变形;在作业速度1.6 km/h、挖掘深度40 cm的情况下,平均挖净率97.6%、损伤率2.4%。     

根茎类中药材收获机挖掘装置设计与仿真试验

针对根茎类中药材收获机采用固定式挖掘铲收获时,存在挖掘深度不足,入土阻力大,功率损耗严重,碎土效果差,铲尖磨损较大等问题,采用理论计算与数值仿真的方法,对振动式挖掘装置的挖掘铲参数、运动机构、铲面运动特性和工作效果进行研究。结果表明:该装置采用锯齿形平面三角铲,铲刃张角≤94°、入土角为20°～30°、工作深度≥500 mm,铲面长度为772 mm,运动机构类型为四连杆机构,工作时做平面运动,其水平方向运动类似于余弦函数曲线,垂直方向为正弦函数曲线,速度与加速度变化类似。挖掘铲在水平方向和垂直方向的运动曲线平滑顺畅,运动类型与理论推导值吻合,为简谐运动,运动过程无干涉现象,速度与加速度变化均符合运动规律。当挖掘装置的前进速度为2.4 m/s,入土角为25°,转速为280 r/min时,该装置的挖掘阻力最小。采用振动式挖掘装置对中药材进行收获时,可有效减小挖掘阻力,具有良好的碎土分离效果,整体运行平稳,工作可靠,各项性能均满足行业标准要求。     

花生联合收获机挖掘装置的设计研究

通过对比分析．确定了花生联合收获机的挖掘装置结构形式。从理论上推导出满足生产要求的挖掘铲主要参数的求取方法和公式。现场试验表明：该挖掘装置工作可靠、性能优良。     

党参挖掘装置设计与试验

针对现有党参人工挖掘方式挖掘效率低、挖掘成本高的问题,基于人体仿真学,设计一种四杆机构党参挖掘装置。通过Proe建立三维简化模型,采用离散元仿真软件EDEM和多体动力学软件ADAMS建立土壤—党参—挖掘装置简化模型。通过ADAMS_EDEM进行仿真挖掘试验,得出阻力较小时转速和入土角范围。采用SAS软件对转速和入土角度进行最优平衡随机设计的试验,并进行土槽挖掘试验验证。仿真结果表明：较佳的入土角范围75°~80°。最佳的转速范围为：60r/min~90r/min。通过土槽挖掘试验结果表明：当入土角度为通过最后分析得出最佳组合为70r/min×75°时,挖掘机构党参挖松率最高为97.94%。损伤率为4.52%,次之的组合为60r/min×75°。党参的挖松率为96.62%,损伤率为5.7%。     

分置式大蒜收获机设计与仿真

针对大蒜收获的农艺要求,设计了一种分置式大蒜收获机,主要由蒜秧剪切和蒜头挖掘两部分组成,分别配置于小四轮拖拉机的前后两端,可一次完成蒜秧剪切、蒜头挖掘及蒜土分离.蒜秧和蒜头分别铺放,便于收集和运输.蒜头用网兜收集后直接晾晒,避免漏收、节省工时和场地.采用偏心连杆机构实现挖掘铲的振动,减小了牵引阻力,降低了能耗.运用Pro/E软件对偏心振动机构和挖掘铲进行运动仿真及分析,使整机结构和运动参数得到了优化,为样机试制奠定了基础.     

太子参收获机挖掘机构设计及分析

为减小福建地区山地环境下太子参收获机的挖掘阻力,设计一种具有振动功能的太子参挖掘机构。通过太子参的种植环境以及挖掘铲的受力分析,设计挖掘深度h、入土角β、挖掘铲刃口倾角θ、铲体长度L及其宽度b等主要技术参数。根据偏心机构与四杆机构运动学原理分析挖掘铲的运动特征,利用ADAMS软件对其进行运动学仿真。根据挖掘铲理论负载计算所得的法向力,进一步利用ANSYS有限元软件对挖掘机构的挖掘铲进行静力学分析。通过实地测试并监测不同工况下的挖掘阻力,验证振动挖掘机构的功能性与理论分析结果。结果表明：挖掘机构可以实现以正弦波为周期的往复振动。对挖掘铲面施加563.85 N的法向力,挖掘铲最大应力为141.87 MPa,小于45号钢的355 MPa,满足受力要求。实地测试结果表明：不同工况下振动挖掘阻力在1 320 N和1 583 N之间变化,小于无振动时的挖掘阻力1 604 N,说明太子参振动挖掘具有减小挖掘阻力的作用。平均挖掘阻力为1 458 N,与理论计算数据1 505.181 N接近,进一步验证理论计算的合理性。     

大蒜栽植机栽植系统优化设计与运动分析

针对大蒜在栽植过程中保持蒜尖朝上并直立的农艺要求,将水稻插秧机分插机构工作原理作为大蒜栽植机栽植系统的优化设计基础,对大蒜栽植机栽植系统进行适应性改进。对该机构的运动过程进行分析得到了成穴机构的穴宽、穴距和成穴深的表达式,并以穴宽适中为目标函数,增加了已有研究所缺少的约束条件,建立了大蒜栽植机栽植系统的优化数学模型,探讨了机构有关参数对穴宽的影响。利用Matlab软件对影响穴宽的因素进行了优化计算,优化结果显示理想穴宽与实际穴宽的误差为0.02mm。在ADAMS系统环境下,对大蒜栽植机栽植系统进行运动仿真和分析表明,优化后的分插机构工作参数符合大蒜栽植的农艺需求。     

割前脱粒收获机械脱粒装置的研究现状与展望

割前脱粒主要强调的是先摘脱谷粒后切割茎秆的工艺方法。分析收获机械脱粒装置的工作原理,对割前脱粒收获机械脱粒部位工作过程中的物理现象进行一定的分析,简要阐述割前脱粒收获机械的研究现状和未来发展战略。     

一种多段式多驱动火灾逃生装置的设计与分析

城市建筑楼层分布比较密集,发生火灾时外部消防救援能力有限,而且由于防盗网的存在大幅影响了消防人员的营救行动.笔者设计的多驱动火灾逃生装置,它既可以实现多人同时逃生,也能结合防盗网多次重复使用,且使用者能及时应对突发情况.新型火灾逃生装置解决了传统火灾逃生装置局限性大、安全性低的弊端,并与防盗装置进行较好结合,具有很高的...     

电液混合调控式大蒜播种机设计与试验

针对传统大蒜播种装备自动化程度低而导致的播种合格率和作业效率低等问题,设计了一种电液混合调控式大蒜播种机。该机主要由电控播种装置、播深调节装置、参数检测装置和人机交互界面等组成。以单片机为核心控制器,利用速度传感器和旋转编码器,实现了株距与作业速度的匹配;分析开沟入土阻力与入土深度关系,确定了播深调节液压装置关键部件;结合光电传感器和显示屏,完成了作业参数实时显示与播种异常报警功能。以杂交蒜为试验对象,分别进行了播深一致性试验、播量检测试验和播种质量试验,结果显示,播深调节平均误差为4.7%,播深变异系数平均值为5.3%;播量检测平均误差为4.0%;播种合格率为83.7%,漏播率为6.2%,满足大蒜播种农艺要求,且较同种条件下以汽油机为动力源的大蒜播种机漏播率降低3.1个百分点。     

轮勺式大蒜单粒取种装置设计与试验

针对因大蒜颗粒大、形状不规则和表面粗糙而造成漏播及重播率高的问题,设计了一种轮勺式大蒜单粒取种装置,该装置主要由取种勺、取种轮、驱动电机、支架、种箱等组成。对取种区、输种区和排种区的大蒜分别进行了受力分析,阐述了轮勺式大蒜单粒取种装置的原理,通过离散元仿真软件对取种勺及取种轮的结构形状进行了对比优化,确定了取种勺及取种轮的最优结构,采用数理统计的方法确定了取种勺的尺寸区间。以取种勺的半径、长度和取种轮转速为试验因素,以漏充率和合格率为响应指标进行了正交回归试验,建立了漏充率和合格率的回归模型,对回归模型进行了参数优化。最优参数组合为取种勺半径16. 30 mm、取种勺长度38. 50 mm、取种轮转速10. 0 r/min,在最优参数组合下进行了台架试验,得漏充率5. 50%,合格率91. 10%,与回归模型预测结果基本一致。     

橡胶履带联合收获机仿形底盘行走系统设计与仿真

随着农机化的发展,橡胶履带联合收获机的使用已较为广泛,但大部分联合收获机仍在采用传统的刚性行走底盘方案,该方案无法很好地适应田间的复杂地形,进而会对作业质量、工作效率、操作舒适性、使用寿命产生不利的影响。本文提出一种能够实现仿形行走的新型橡胶履带自走式联合收获机行走底盘方案,通过Matlab/Simulink和多体运动学分析软件RecurDyn对仿形底盘在随机路面激励和典型地形情况下的运动状态进行仿真,得出车身质心在竖直方向上的位移及加速度变化。在E级随机路面激励下,联合收获机运动至14.96 s时,Y轴正向有最大值3.578 m/s^2,运动至15.51 s时,Y轴负向有最大值-3.862 m/s^2。典型地形仿真中,质心Y向四个位移峰值分别为464.28 mm、459.27 mm、536.41 mm和514.71 mm,Y向加速度始终小于两倍的重力加速度19 600 mm/s^2,较好地验证设计方案的可靠性,为后续研究提供思路。     

组合式大蒜柔性去皮装置设计与试验

为解决去皮率低、蒜仁易损伤等问题,设计了一款组合式大蒜柔性去皮装置。通过浮动搓擦单元分离蒜皮,振动机构完成输送,蒜瓣经过浮动搓擦、振动梳刷及气吹等组合作用完成柔性去皮。结合大蒜的物理机械特性,设计了搓擦机构、振动机构、梳刷机构、气吹机构等关键部件;通过对蒜瓣在浮动搓擦单元和振动筛内的动力学分析,确定了影响去皮性能试验的主要因素和取值范围。以搓擦筒轴转速、梳刷间距和曲柄转速为试验因素,以去皮率和损伤率为试验指标,进行三因素三水平响应面试验,求得搓擦筒轴转速、梳刷间距和曲柄转速的最优参数组合并进行了试验验证。试验结果表明最优参数组合为：搓擦辊轴转速70.73 r/min、振动频率6.68 Hz、梳刷间隙18.00 mm;最优参数组合下,蒜瓣去皮率为93.68%、损伤率4.40%,试验验证结果与优化结果相对误差均小于5%,满足大蒜去皮要求。