固定式橡胶自动割胶机的设计与试验

针对目前传统人工割胶劳动强度大、胶工短缺、尚无成熟自动割胶工具的问题,结合割胶的技术要求和行业标准,设计了一种固定式橡胶自动割胶机.采用SolidWorks三维软件对整机结构进行建模与装配,并对其工作原理进行了阐述.设计了橡胶自动割胶机的关键机构,重点对割胶刀进行了分析.进行了林间试验,以切割深度、耗皮厚度和割线螺旋角为因素,以割胶后5 min排胶量为评价指标,设置3因素3水平正交试验.试验结果表明,固定式橡胶自动割胶机的最优工作参数为切割深度8 mm、耗皮厚度1.5 mm、割线螺旋角27.5°,在最优工作参数下割胶后5 min胶乳的产量为9.3 mL.     

可独立操作半自动轨道式割胶机设计与分析

针对当前我国割胶机成本昂贵、作业难度大等问题,设计了一种可独立操作半自动轨道式割胶机,其机构简单、便于操作.利用Solidworks软件对割胶机进行总体设计,并对导轨装置、行走机构和切割装置进行参数化实体建模,将整机关键零部件导入Solidworks simulation,利用模态频率、静应力、载荷算例进行有限元结构分析,得到前5阶频率振型及应力、应变、位移云图.分析结果表明,振动变形主要发生在抵触杆与橡胶树表皮接触位置,且在小振幅和低阶模态频率(其值达到11.95 Hz)时,导轨装置与行走机构不会产生共振,行走机构没有出现明显的应力、应变集中,但导轨内壁的导向轮容易产生较大的位移变形;L型割胶刀上表面的Mises应力沿切应力方向递增时,割胶刀拉扯阻力将沿相同方向增大,但位移变形量不受影响.本分析为割胶机的设计和改进提供了方法和依据.     

便携式电动胶刀割胶技术与切割试验

天然橡胶市场持续低迷,且割胶队伍开始老龄化,"胶工荒"已成为橡胶产业发展的瓶颈之一,机械和智能采胶方式将成为今后割胶的必然途径。选择4GXJ-1型电动胶刀,按照相关割胶规程,开展电动胶刀割胶切割验证试验。结果表明,电动胶刀对树皮的切割能够达到毫米级控制,平均每株橡胶树的切割时间达到了预期水平,从而验证了电动胶刀传动装置样机的设计与应用,为同类产品的设计提供了参考依据。4GXJ-1型便携式电动胶刀具有较强的实用性和推广价值,该电动胶刀的应用对解决"胶工荒"具有重要意义。     

可调节式橡胶树割胶机的设计

为解决传统割胶人工劳动强度大、工具落后、割胶效率低等问题,利用Pro/ENGINEER软件建模,设计了由电动机带动,可以方便调节割胶深度的橡胶树割胶机.所设计的电动机经减速装置带动圆锯片以低转速、高转矩转动,破皮能力强;独特的刀刃可以使割面光滑,同时防止橡胶树汁液外流造成损失;深度调节机构操作简单,用于调节割胶深度以适应不同割胶场合;可拆装电灯的加入方便夜间割胶.整机结构简单,实用性强,能为进一步实现割胶机械化、更深入研究割胶机械提供参考.     

穴盘式蔬菜嫁接用苗高速切割输送装置改进设计

针对蔬菜苗嫁接生产过程中人工切割运输环节存在的劳动繁重、效率低的问题,介绍了新型人机协作式嫁接流水线的基本原理,在分析原切割装置存在问题的基础上,提出一种穴盘式蔬菜嫁接用苗高速切割输送装置的改进设计,并对改进后装置的结构设计进行了详细分析。新装置仍采用整排连续切割的方式,以保持较高的切割效率。设计了新型切割结构,采用多个高速旋转的盘式切割装置并行设置,替代往复式切割装置。改进原有拨苗装置的叶片设计,减小蔬菜苗损伤。该切割输送装置的改进设计为穴盘式蔬菜苗高速切割输送提供了一种新的设计参考。     

割前脱粒联合收割机摘脱割台流场分布实验研究

应用激光多普勒测速装置对割胶脱粒联合收割机脱滚筒周围气流速度大小进行了测试，利用所测的结果建立了气流分布的回归方程，对精确地描述脱割台脱出物的运动轨迹，找出其分布规律，减少割台损失奠定基础。     

“橡丰”4GXJ-I型电动胶刀

正主要特点(1)适应性强:可适应阳刀、阴刀、高低线割胶需要;(2)轻便舒适:人机工程学设计,主体重量350克;(3)效果良好:老胶线不缠刀,割面光滑,割线平顺;(4)胶水清洁:切割树皮为长条片状,整皮率高,胶水污染少;(5)减少伤树:限位保护装置可根据需要调节,割胶深度和厚度由机器控制,可有效减少因人工操作不当导致的伤树;(6)有利排胶:切割方式重刀、回刀少,有效减少对乳管的压迫,有利排胶;(7)简单易学:一键式操作,易于掌握操作,新胶工经3～5天培训即可上岗,可大幅节约培训成本;(8)效率提升:熟练操作,割胶效率可较传统胶刀提升10%～20%;(9)降低难度:大幅降低了割胶技术难度和胶工劳动强度。     

木本饲料四倍体刺槐收获机往复切割试验台的设计

以四倍体刺槐枝叶为饲料原料的高效收割采集设备的设计过程中,遇到往复式切割器的设计问题,需要确定一些设计参数,而获得这些重要的设计参数就需要进行物理模拟切割试验。为了更加方便地进行试验研究,设计了木本饲料四倍体刺槐收获机的往复式切割试验台。试验台由机架、动力传动装置、往复切割装置、茎秆夹持装置和虚拟仪器测试系统组成,可模拟往复切割作业情况,并能分析往复切割机理及影响切割转矩及切割质量的各种性能因素,最终得出往复式切割部件各工作参数的优化组合。     

基于高速摄像技术的芦竹切割过程的研究

为探讨芦竹切割过程和切割特性,设计研制了基于高速摄像技术的芦竹收割机切割试验系统,包括锯齿回转链式切割试验装置、夹持输送装置和高速摄像图像采集与处理系统;开发了基于高速摄像技术的序列图像采集与处理软件系统,通过对拍摄图片的处理、观察与分析,得出了影响芦竹切割质量和切割效率的要素;提出了切割器完成芦竹切割的接触、切入和切断3个过程;通过系统的标定,建立了切断芦竹的运动轨迹。     

自走式玉米喷药割顶机割刀的运动分析

结合农艺生产要求,设计自走式玉米喷药割顶机整机结构,确定割顶机的切割功率、幅宽等相关参数,重点对旋转割刀的运动进行计算,确定旋转割刀刀片数量及转速等参数,为玉米割顶装置的生产提供理论依据。     

番茄收获机割台特点及发展现状

通过对国内外番茄收获机割台上的分苗装置、切割装置、辅助切割装置与辅助输送装置等关键装置结构与性能的分析,综述了番茄收获机割台的特点及其发展现状,并对割台各装置的设计提出了建议,为番茄收获机国产化提供了一定的参考依据。     

油菜收获圆盘式切割器的设计与性能试验

为了寻求减少油菜联合收获机割台损失的途径,设计了一种适应油菜收获的圆盘式切割器。利用摆锤冲击试验机,研究单株油菜的生物物理特性,得出适合油菜切割的高度为200～400 mm。运用自制的自走式切割试验装置,对影响切割功耗和落粒损失的切割速度、切割高度、刀盘倾角等进行了单因素和多因素正交试验。单因素试验结果表明,在切割转速700 r/min,切割高度300 mm,刀盘切割倾角10°时,其切割功耗为30.19 W,落粒损失为1 162粒。正交试验结果表明,切割转速750 r/min,切割高度250 mm,刀盘切割倾角10°,装置前进速度0.4 m/s,刀片6片为最佳参数,与正交5号试验相近,其切割功耗36.39 W,落粒损失895粒。     

基于虚拟样机运动学仿真的割草机喂草导向装置参数优化

针对果园常见的单株生长的较粗难切割的杂草,设计割草机的专用喂草导向装置。联合CREO和ADAMS建立喂草导向装置与杂草的刚柔耦合模型,并对杂草在喂草导向装置喂草口角度和前进速度不同的情况下的运动规律进行分析。根据杂草顶端点在空间坐标系中X、Y、Z轴方向上的位移变化相关关系获得杂草的偏移夹角、割草机的理论最大割幅和割茬偏移等3个重要指标,来表征喂草导向装置的工作效果。使用Design-Expert 10.0进行试验设计,试验结果表明,最优的方案为:喂草口角度为80°、机器前进速度为1 330 mm/s,此条件下喂草导向装置的工作效果良好,割茬平整,最大偏移量为27.02 mm。     

双立轴烟秆切割机构的设计与试验

设计了一种适合烟秆切割的双立轴圆盘式切割机构。在自制的烟秆切割试验台上,对切割速度、装置的前进速度、主从切割刀片的径向重叠量等进行了单因素试验和多因素正交试验。单因素试验结果表明,在切割速度350 r/min时,功耗为1 718.8 W,切断率为94.33%;在主从切割刀片的径向重叠量为15 mm时,功耗为1 500.73 W,切断率为95.6%;在装置的前进速度为0.6 m/s时,功耗为1 608.13 W,切断率为96.83%。正交试验结果表明,当切割速度为300 r/min,主从切割刀片的径向重叠量为15 mm,装置前进速度0.6 m/s时,功耗为1 480.26 W,切断率为97.21%。     

仿生蝗虫口器破茬装置设计

针对中国东北地区春季免耕播种作业存在玉米根茬破除效率低、切割作业扭矩大和功耗高等技术难题,该文以蝗虫口器结构(多段阶梯锯齿状)和运动方式(双上颚异向等速咬合)为仿生原型,设计一种可实现高效破茬作业的耦合仿生破茬装置。该文通过仿生构建、机构设计、理论分析、参数优化、Arduino系统和智能控制等方法设计了行星齿轮变速机构和智能速度控制系统等关键部件,其中仿生破茬刀片可还原蝗虫口器多段阶梯锯齿状结构,行星齿轮变速机构和智能速度控制系统组成仿生驱动系统,可模拟出双上颚异向等速咬合运动方式,从而实现了运动方式与形态结构的耦合仿生。对比试验分析表明,仿蝗虫口器破茬装置可降低切割作业扭矩26.6%-31.6%,降低作业功耗21.9%-26.1%。该文工作验证了耦合仿生方法可以显著提高破茬效率,为免耕播种机的破茬装置设计提供了技术参考。     

4UFD-1400A1型薯类联合收获机提升装置运动分析与仿真

采用MAT-LAB与ADAMS软件对4UFD-1400A1型薯类联合收获机提升装置接料与卸料过程进行了运动分析与仿真, 研究了其接料与卸料的运动规律,模拟了运动过程,分析确定了主要结构与运动参数,为该种物料提升装置的设计提供了理论依据。仿真分析表明,薯块提升装置设计合理,输送顺畅,对薯块损伤小,满足输送要求。     

橡胶树防雨帽割胶技术

橡胶树防雨帽割胶技术是我国橡胶种植区广泛应用的一种割胶技术,随着技术的进步,新型材料的防雨帽也广泛的应用在割胶生产中,防雨帽割胶技术能够有效避免在割胶过程中外界因素对割胶面造成的损害,即使是在小到中雨阶段也可以正常进行割胶,从而降低了经济损失,提高了生产效率、增加经济效益。为此,文章对橡胶树防雨帽割胶技术进行分析与探讨,以便橡胶种植区进行应用。     

油菜收获圆盘式切割器的设计与性能试验

为了寻求减少油菜联合收获机割台损失的途径,设计了一种适应油菜收获的圆盘式切割器。利用摆锤冲击试验机,研究单株油菜的生物物理特性,得出适合油菜切割的高度为200~400 mm。运用自制的自走式切割试验装置,对影响切割功耗和落粒损失的切割速度、切割高度、刀盘倾角等进行了单因素和多因素正交试验。单因素试验结果表明,在切割转速700 r/min,切割高度300 mm,刀盘切割倾角10°时,其切割功耗为30.19 W,落粒损失为1 162粒。正交试验结果表明,切割转速750 r/min,切割高度250 mm,刀盘切割倾角10°,装置前进速度0.4 m/s,刀片6片为最佳参数,与正交5号试验相近,其切割功耗36.39 W,落粒损失895粒。     

基于机器视觉的鲢鱼头加工装置设计及试验

针对目前国内淡水鱼鱼头加工装备缺乏、鱼头加工机械化程度低等问题，以鲢（Hypophthalmichthys molitrix）为研究对象，设计了基于机器视觉的鲢鱼头加工装置。鲢鱼头加工装置由鱼体输送装置、鱼体图像采集装置、鱼体翻转部件、立式夹持输送带、鱼头切割部件、鱼头剖切部件和装置控制系统等部分组成。鱼体图像采集装置获取输送装置上的鱼体图像，计算鱼头切割路径；鲢鱼体经鱼体翻转部件进入立式夹持输送带，在立式夹持输送带作用下向前移动；当鱼体到达鱼头切割位置，立式夹持输送带调整鱼体位置后停止，鱼头切割部件按照鱼头切割路径对鱼体进行切割后复位，立式夹持输送带带动鱼头继续前进；切割后的鱼头经过鱼头剖切部件将鱼头对半剖切。样机性能试验结果显示，鲢鱼头切割后，鱼体吻端分别至上切割点和下切割点的实际水平距离与预测水平距离的线性拟合的决定系数分别为0.911和0.985，均方根误差分别为6.31、2.61 mm；鱼头切割路径检测时间为（0.055±0.009） s，鱼头加工时间为（13.28±0.35） s，鱼头的外观评分为0.88±0.02，满足鲢鱼头加工的生产要求。     

‘皇冠’梨断柄去袋装置设计与试验

针对‘皇冠’梨采摘后人工剪柄、去袋劳动强度大等问题,设计了1种‘皇冠’梨断柄去袋装置。通过Matlab软件拟合出了纸袋撕裂曲线并计算出了撕袋机械手撕袋运动路径;为优化装置结构参数,设计了3因素Box-Behnken试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行方差分析,建立了显著参数的回归模型,获得了‘皇冠’梨断柄去袋装置的最优结构参数：切割间隙为0.89 mm,定位板“V”形定位口角度为36.5°,旋转平台转速为7.8 r/min。此组合下断柄率为90.15%,纸袋撕口平均宽度为50.63 mm,研究结果可为‘皇冠’梨断柄去袋装置设计与改进提供理论基础。