蔬菜自动嫁接技术研究：Ⅱ嫁接装置的结构设计与试验

设计出蔬菜自动嫁接样机，它由控制，动力，执行３个部分组成，能完成砧木和穗木的自动输送，穗木的自动切削，砧木生长点的自动切除和插孔，以及砧木和穗木的自动接合等工作。首次设计出砧木生长点的自动切除和插孔机构。对机构的运动作了理论分析，指出了理想切削速度的条件，试验结果表明，嫁接样机符合设计要求。分析了产生嫁接偏差的原因，并提出了改进措施。     

蔬菜嫁接机

1．2JC-50型插接式嫁接机这是我国东北农业大学研发的半自动嫁接机，以瓜类蔬莉黄瓜、西瓜和甜瓜瞒嫁接对象。2JC-350型插接式嫁接机具有嫁接作业简便、成活率高、不需要夹持物，由人工上砧木、接穗苗和卸取嫁接苗。主要工作部件包括：砧木夹和压苗片等组成的砧木夹持机构；砧木切刀等组成的砧木切削机构；插签组成的砧木打孔机构；接穗夹等组成的接穗夹持机构；接穗切刀等组成的接穗切削机构等。     

介绍几种蔬菜嫁接机

2JC-350型插接式嫁接机。我国东北农业大学研发的半自动嫁接机，以瓜类蔬菜（黄瓜、西瓜和甜瓜）为嫁接对象。2JC-350型插接式嫁接机具有嫁接作业简便、成活率高，不需要夹持物，由人工上砧木、接穗苗和卸取嫁接苗。主要工作部件包括：砧木夹和压苗片等组成的砧木夹持机构，[第一段]     

蔬菜嫁接机夹苗机械手机构设计及仿真

为了提高生产率和生产质量,设计了以黄瓜为穗木、南瓜为砧木、贴接法为嫁接方法的嫁接机。夹苗机械手是嫁接机的关键部件之一,其结构和性能参数直接影响嫁接机的工作速率和嫁接成功率。依据对嫁接过程中机械手的动作分析和秧苗的物理机械特性,设计了夹苗机械手的机构,并用SolidWorks软件建模,用COSMOSMotion进行了动态仿真分析,绘制了内外指的夹苗点轨迹,研究结果表明设计合理、可行。     

2JSZ－600型蔬菜自动嫁接机

嫁接是克服保护地瓜菜低温障碍和连茬病害最有效的途径,其增产幅度至少在30％～50％。自动化嫁接技术是近年才出现的一种集机械、自动控制与设施园艺技术于一体的高新技术。2JSZ－600型蔬菜自动嫁接机,1998年通过了由北京市科委组织的专家技术鉴定。填补了国家空白,申请了国家专利,已经获得公开授权。 　　该机采用计算机控制,实现了砧木和穗木的取苗、切苗、接合、固定、排苗等嫁接过程的自动化操作。可以完成黄瓜、西瓜、甜瓜等葫芦科秧苗的自动嫁接,嫁接砧木可采用云南黑籽南瓜或瓠瓜。机械设计新颖、精巧;结构简单、合理,操作方便。该机对砧木、穗木适应性强,嫁接性能可靠,各项技术指标居国内领先水平。在体积、重量、嫁接速度、嫁接性能等方面均达到了国际先进水平。2JSZ－600型蔬菜自动嫁接机的主要性能指标： 　　(1)蔬菜苗的砧木与穗木的嫁接过程实现了自动化; 　　(2)采用旋切贴合方法嫁接,对砧木、穗木适应性强,嫁接可靠; 　　(3)用穴盘所育砧木苗可直接带根和土团嫁接; 　　(4)秧苗嫁接速度为600棵/小时; 　　(5)嫁接成活率为95％; 　　(6)体积为75厘米×60厘米×103厘米。 　　采用蔬菜自动嫁接机嫁接可以产生如下效果：提高嫁接效率,降低劳动强度,实现省力化操作;提高嫁接成活率,促进蔬菜规模化、产业化。     

甜瓜自动嫁接机推夹装置设计及试验

为了使嫁接夹连续稳定地供应给嫁接装置,并解决单个排夹的问题,设计了甜瓜自动嫁接机推夹装置,该装置包括倾斜直线振动喂夹装置、单个排夹装置、出夹装置及相应的驱动和控制系统等部分。以典型嫁接夹为研究对象,以激振器工作电压和倾斜直线振动喂夹装置倾角为试验因素,以推夹成功率为试验指标,对嫁接机推夹装置进行试验研究,确定了最优的工作参数。试验结果表明:当激振器工作电压为60V,倾斜直线振动喂夹装置倾角为20°时,该装置推夹成功率可达92%,平均推夹成功率达90%以上,满足设计要求,该研究结果为甜瓜自动嫁接机的研制与开发提供了重要的参考。     

塑?木插接节点的配合特性及参数优化

目的塑料与木材的插接连接是塑料椅类家具中一种常见的节点形式,对节点的配合参量进行优化设计能够有效地提高节点接合强度,从而提升产品的可靠性。方法以PP塑料与榉木圆榫接合构件为例,选择塑料件壁厚、接合长度、过盈配合量为考察因素,以抗拔强度与抗弯强度为评价指标,采用3因素3水平的Box-Behnken响应面设计法,建立接合强度与配合参数之间的数学模型,通过方差分析各因素的显著性及交互作用,同时通过求解拟合方程获得节点的最优配合参量。并在此基础上对过盈、胶合和木螺丝3种不同装配方式的构件节点抗拔力进行对比分析。结果3个因素均对节点的抗拔强度有显著影响,但只有塑料件壁厚和接合长度这两个因素对节点的抗弯强度有显著影响,与过盈配合量无关。直径为40 mm的圆榫塑?木插接节点的最优配合参数为:塑料件壁厚3.2 mm,接合长度50 mm,过盈配合量0.15 mm,对此参数节点进行力学性能试验可获得极限抗拔力2 139.3 N及弯曲载荷1 306.4 N。3种不同装配方式的构件节点抗拔力分别为:过盈装配（Ⅰ型节点）966.5 N < 胶合装配（Ⅱ型节点）1 251.4 N < 木螺丝装配（Ⅲ型节点）1 607.6 N。结论塑?木插接节点的配合参数可以通过响应面法优化设计以获得最佳力学性能,在实际应用中各设计因素在设计域内靠近上限取值较易获得最大接合强度,此外采用木螺丝的装配方式能够大大提高节点的抗拔强度。      

基于双CPU的营养钵苗嫁接机器人控制系统

针对营养钵苗机器人嫁接工序繁多和时间长的问题，为了提高嫁接速度，采用双CPU系统对机器人进行控制。设计的机器人控制系统按功能划分为识别和嫁接2个子系统，识别子系统主要实现取苗及子叶方向和生长点高度的识别。嫁接子系统控制对砧木和穗木进行搬运、切削、接合、固定及排苗等。通过I／O接口，2个CPU可互通信息，以协调动作，实现了对嫁接机器人的并行控制。样机作业试验结果表明，采用该控制系统的嫁接机器人作业速度可达360～480棵／h，与传统的单CPU顺序控制系统相比，工作效率提高了将近1倍。     

单平行多杆式油菜钵苗移栽机构的设计及优化试验

为了解决黏重土壤油菜移栽时易出现钵体入土困难、栽植速度缓慢的问题,设计了单平行多杆式油菜钵苗推苗式移栽机构。该机构由曲柄摇杆机构和平行四杆机构组合而成。平行四杆机构上端短杆固定,长杆通过连杆与曲柄连接,并随曲柄的转动前后摆动,在开沟装置完成开沟后,从水平方向上将油菜钵苗进行推苗移栽。在曲柄长度为20 mm,转速为90 rad/min的条件下,通过建立运动学模型和开展Matlab运动仿真,对机构的杆件长度、前进速度等关键参数进行分析和优化,并通过正交试验得到最佳参数组合为：机具的行进速度0.4 m/s;平行四杆机构中长杆长度为400 mm;连杆长度为150 mm;连杆与长杆铰接点位于上端往下110 mm。根据程序数据显示,最优组理论株距为205 mm,推苗距离为70 mm。样机土槽试验表明,机具在实际作业中平均栽植株距为194.82 mm,与农艺要求的株距(200 mm)误差率为7.18%,运行稳定,移栽效果好。     

顶出-夹取式自动取苗机构运动学分析

为了降低自动取苗装置取苗过程中对钵体的损伤,提高取苗成功率,对顶出-夹取式自动取苗装置的各个执行机构建立运动学模型,并对模型进行仿真分析。在Visual Studio环境下,根据模型编写可视化蔬菜穴盘苗自动取苗装置时序分析程序,并对各个机构进行参数优化,得到一组最佳参数:曲柄长度a=78 mm,连杆长度b=112 mm,偏心距e=20 mm,顶苗机构的初始相位角φd=108°,横移机构的位移为h1=36.5 mm,纵移机构的初始相位角φz=185°,苗爪翻转机构的初始相位角φf=15°。样机试验结果表明,在取苗速度为140株/min时的成功率为98.44%,基质损失率为36.67%,验证了该取苗机构的可行性。     

籽瓜挖瓤机刀架升降装置的设计

根据籽瓜挖瓤机总体设计方案,探讨了刀架升降机构的工作要求和设计条件.选取平底式直动从动件盘形凸轮机构与改进的杠杆传动结合,实现刀架升降运动,并在利用矩形循环图进行系统协调设计的基础上,确定出从动件的运动规律,从实用角度设计了符合挖瓤机总体设计方案要求的刀架升降机构.     

稻麦两用螺旋舀种式排种器排种性能试验

设计了一种稻麦两用螺旋舀种式排种器,确定了该排种器关键部件的结构和参数;运用Design-Expert软件进行数据分析,得到最优参数组合,采用响应面试验方案,进行台架验证试验。结果显示:播种水稻时,在转速为45 r/min、倾斜角度为3°、出种孔长度为9 mm情况下的合格率为78.20%,重播率为3.71%,空穴率为1%,穴距合格率为97.93%,穴距变异系数为16.17%;播种小麦时,在转速为60 r/min、倾斜角度为1°、出种孔长度为9 mm,此组合下的合格率为93.37%,重播率为3.44%,空穴率为3.19%,穴距合格率为93.60%,穴距变异系数为25.50%。     

凸轮机构动力学模型的改进及动力分析

本文考虑从动件杆系刚度是凸轮转角的函数，建立了凸轮机构的变系数动力学模型，用摄动方法求出了动件的运动规律，它与试验结果是一致的。本文为凸轮轮廓的设计提供了一种新的动力学分析方法。     

小型水稻联合收割机旋风分离清选试验

针对4LZ–0.8型小型水稻联合收割机在清选过程中存在的清选损失较大以及连续作业时湿物料易堵塞问题,对其分离清选装置进行了改进设计。改进后的装置由物料输送机构、扬谷器、旋风分离清选筒以及吸杂风机组成,去除了原有刮板抛送机构,在旋风分离筒中加装了半球体分离组件,改物料径向进入分离筒为切向进入。利用自制旋风分离清选试验台,以扬谷器转速、吸杂风机转速、分离组件距入口高度为试验因素,以谷粒清洁率和清选损失率为性能评价指标,运用回归分析方法建立了清选系统的数学模型,优化确定了最佳参数组合。试验结果表明:当扬谷器转速为1 133 r/min,吸杂风机转速为2 609 r/min,分离组件距入口高度为51 mm时,谷粒清洁率达到98.93%,清选损失率为0.035%。     

辐射松层板抗弯性能的指接参数优化及无损检测研究

[目的]通过对辐射松层板指接工艺的研究,优化指接过程中的参数,提高指接层板的力学性能;基于应力波方法,开展对指接层板抗弯性能的无损检测研究,提高指接层板的强度稳定性.[方法]通过预试验过程确定端压,选择4种不同指长的铣刀,设定3种不同嵌合度大小,研究3因素对指接层板抗弯性能的影响,进而从中选出较优指接参数组合并与标准比...     

精量播种机开沟器长度设计方法的研究

利用运动学方法，建立了无输种管式精量播种机零速投种的数学模型，分析了实现零速投种的条件；建立了种子下落过程中位移、速度的数学模型，开沟器底刃端点与排种器轴心水平距离的数学模型，以及开沟器长度的参数计算模型。应用理论研究成果对研制的垂直圆盘刷种轮式排种器的参数进行了改进，取得了较好的效果，为类似播种机的设计提供了参考依据。     

气动式水稻株间机械除草装置研制

目的 针对水稻株间机械除草自动化程度低、难度大的问题，在机器视觉识别定位技术研究的基础上，研制一种气动式水稻株间机械除草装置。方法 采用机械设计理论、离散元动力学仿真方法结合田间试验，研制出气动式水稻株间机械除草装置。首先对气动式株间除草机构的结构进行设计，运用运动学方程计算并确定机构的几何参数，通过Pro/E运动学仿真验证机构的可行性；然后对除草刀齿与水田土壤的相互作用过程进行仿真，并对仿真结果进行验证试验；最后进行田间试验验证整机工作性能，并利用三因素五水平二次旋转正交试验对影响除草率与伤苗率的工作参数进行分析。结果 气动式水稻株间除草机构连杆长35.00 mm，摆杆长72.24 mm，除草部件到回转中心水平距离为84 mm，垂直距离为191 mm。离散元动力学仿真分析表明，倾角为10°的弯齿刀除草刀齿与土壤的接触阻力较小，阻力平均值为3.12 N，且对土壤的扰动程度较大，受影响的面积达149.69 cm²。田间试验中，在机具前进速度0.25 m/s、气缸伸缩速度0.45 m/s和除草深度2.5 cm的工作参数下，平均除草率为83.91%、伤苗率为3.63%。结论 该机具满足除草率大于80%、伤苗率小于4%的设计要求，能够满足水稻株间避苗除草的作业要求。     

三七育苗播种机导种管设计与试验

【目的】为提高三七Panax notoginseng育苗机械化播种精确性,针对三七小行株距的特点,研究一种新型导种管。【方法】分别建立有、无导种管情况下种子运动的力学模型。在土槽上开展了以投种高度、播种机前进速度、投种角度为试验因素,以理论播种点与实际播种点距离偏差的标准差和弹跳率为试验指标的三因素五水平二次回归正交旋转组合试验;借助Design-Expert 10.0.3软件建立了试验因素与指标间的回归方程及多目标优化数学模型,获取最佳投种参数组合;在最优参数组合下,使用高速摄像技术获取种子运动轨迹,结合运用图像处理技术和曲线拟合法进行种子运动轨迹曲线方程研究;借助EDEM软件进行导种管截面尺寸仿真分析,确定截面尺寸;用3D打印技术试制导种管并开展播种验证试验。【结果】在有、无导种管情况下,影响种子离开排种器后运动的共同因素为排种器的周围速度、投种高度和投种角度。通过正交旋转组合试验得出最优投种参数组合为投种高度20 cm、播种机前进速度7.8 m/min、投种角度42°。在未安装导种管条件下,理论播种点与实际播种点距离偏差的标准差、弹跳率分别为51.66 mm和72.31%。研制的...     

指接板生产工艺研究

[目的]对指接板生产工艺条件进行改进研究。[方法]利用杉木、马尾松、楸树、香椿等几个主要用材树种作为试制材料,在改性脲醛树脂胶黏剂的胶合下,以胶压强度、时间、施胶量作为工艺条件研究因子,采用正交试验设计,得到不同树种最优生产工艺参数。通过指接板的物理力学性状的研究,寻找到密度、指榫长度之间的关系,以及顺纹抗压强度。[结果]杉木平均密度0.33 g/cm3,指榫长10～13 mm,顺纹抗压强度46 MPa,工艺条件最佳组合涂胶量260 g/m2,胶压时间5 s,胶压强度0.8 MPa;马尾松平均密度0.45 g/cm3,指榫长12～14 mm,顺纹抗压强度38 MPa,工艺条件最佳组合涂胶量260 g/m2,胶压时间3 s,胶压强度1.1 MPa;楸树平均密度0.47 g/cm3,指榫长12～14 mm、顺纹抗压强度22 MPa,工艺条件最佳组合涂胶量260 g/m2,胶压时间5 s,胶压强度1.6 MPa;香椿平均密度0.59g/cm3,指榫长12～15 mm,顺纹抗压强度21 MPa,工艺条件最佳组合涂胶量260 g/m2,胶压时间5 s,胶压强度1.6 MPa。[结论]其甲醛释放量达到E1标准,使指接板的生产工艺得到改进,板材质量得到提高。     

偏心轮推杆行星传动的啮合效率分析

对偏心轮推杆行星传动进行了受力和啮合效率分析，导出了推杆移动副单面受力与双面受力时啮合效率的计算式，分析了偏心距e，移动副导槽长度LA，推杆与导槽之间的滑动摩擦角仇，内齿圈齿数Z以及尺度系数K对啮合效率的影响，指出了在满足传动性能和结构要求的前提下，提高啮合效率的途径和措施。