机电一体立式夹持菠萝采收装置的设计与制造

针对菠萝人工采收效率低、劳动强度大等问题,提出了一种机电一体立式夹持菠萝采收装置。通过UG、ADAMS等软件进行三维模型的建立并进行动态仿真,验证了辅助人工采收菠萝的可行性,解决人工采收固有的劳动强度大、易伤手等问题,并制造实物样机,验证设计的可行性。试验结果表明:该装置完善了菠萝产业链中采收环节与其他环节的衔接,降低了成本,可满足菠萝产业的发展需求。     

基于ANSYS的荔枝采收机的设计与有限元分析

为了快捷、实用、高效地完成荔枝采摘,提出了一种机电一体荔枝采收机的设计方案。该采收机可以综合荔枝收获过程中的夹持、采摘和传送操作,工作过程由电机提供动力,人工辅助操控。利用UG建立装置的三维模型,对剪切刀具受力和传送机构进行力学性能分析,再通过ANSYS Workbench进行有限元分析,重点对传送机构进行应力应变分析,校核其刚度和强度。试验结果表明:该装置的刚度和强度符合使用要求,性能可靠。     

手持式草莓采摘收集一体化装置的设计

针对现有草莓采摘作业中劳动强度高效率低下的特点,设计了一种人工操作辅助采摘的小型手持机械装置。该装置主要由送料和传动结构、根茎切割机构、根茎夹持机构、操控机构,以及果实收集机构等部分组成,以微型电机为动力源,以刀片和同步带组合,实现草莓根茎的切断、果实夹持、输送、收集的一体化作业。现场测试结果表明:该装置可显著提高操作者的劳动效率,减轻工作强度,具有较好的推广和实用价值。     

差速梳齿式菠萝采收机的设计及试验研究

目前,我国菠萝采收主要依靠人工完成,劳动强度大,工作效率低。针对这一问题,基于仿生学原理创新设计了一种差速梳齿式菠萝采收机。首先,针对“巴厘”品种的菠萝进行种植模式与物理性状分析;其次,通过三维软件建模完成差速梳齿式菠萝采收机的设计,确定采摘方式主要为旋转梳齿与固定梳齿差速配合完成菠萝采摘;最后,结合理论分析试制了差速梳齿式菠萝采收机样机,并开展了田间试验。选取机器行进速度、梳齿转速和梳齿数量为影响因素,以菠萝采摘率为评价指标进行田间试验,结果表明：当机器行进速度为2m/s、梳齿转速为15r/min、梳齿数量为6个时,菠萝采摘率最高为85.4%。研究结果可为提升我国菠萝生产机械化进程、减轻菠萝采收劳动强度和提高菠萝产业经济提供技术参考与借鉴。     

植物茎秆柔性夹持装置刚柔耦合仿真与试验

针对现有植物茎秆夹持装置存在夹伤茎秆、夹持行程及夹持力不可调等问题,设计一种植物茎秆柔性夹持装置,夹持手内置弹簧可实现植物茎秆柔性夹持,能进行夹持力与夹持行程双调节,更好适应植物茎秆在力学试验、嫁接、茎秆切割试验等领域夹持需求。基于所建立夹持装置刚柔耦合仿真模型,进行夹持力、夹持行程、弹簧刚度等多因素动力学对比仿真与试验分析,以弹簧刚度为设计变量进行灵敏度及稳定性分析,研究不同弹簧刚度对柔性夹持装置夹持性能的影响。仿真与试验结果表明：装置最大夹持直径为68.8 mm,基于所构建夹持装置精准夹持力模型,可平稳调控夹持行程、速度及夹持力;随着弹簧刚度的增加,夹持力逐渐变大,夹持稳定性增加,综合比较发现当弹簧刚度为10 N/mm时,可满足装置施加400 N切割力时植物茎秆稳定夹持需求,柔性夹持力波动较小,能有效避免损伤植物茎秆。     

水培奶油生菜采收装置的设计与试验

目前,设施水培生菜的采收主要以人工采收的方式完成,面临劳动强度大、工作枯燥费时等问题。为此,以水培奶油生菜为试验对象,针对水培生菜的种植特点,提出了一种新型的保留生菜部分主根的采收方式。根据采收装置要实现的功能要求,分别从输送定植板机构、切割根部机构、拔取搬运生菜机构和PLC控制系统等进行采收装置的关键零部件设计,并根据总体设计方案完成装置的试制和试验。试验结果表明:装置能顺利完成输送定植板,切割根部的成功率为82%,拔取搬运生菜的成功率为85%,采收效率较人工采收提高近3倍,具有良好的市场前景。     

夹持式木薯削皮机设计与试验

目前，木薯主要靠人工去皮，劳动强度大，效率低，易造成木薯变质等问题，为了克服这一阻碍，本文综合考虑相关机构的工作原理和结构设计，并结合木薯块根本身特点，研制了夹持式木薯削皮机。通过设计参数和要求对传动系统进行了设计，通过建立简化模型并结合相关理论对夹持机构和削皮机构进行了受力分析和计算，同时对削皮机的关键部件进行了静力学分析，以确定机器的稳定性和安全性要求。     

农作物打顶机夹持打顶机构的设计与试验

目前,我国烟草、棉花打顶主要依靠人工,存在劳动强度大和效率低的缺点;现有的机械打顶主要采取割刀向前滚动切割的方式,存在打顶不精确、烟花无法收集等弊端。针对这些问题,设计了一种夹持打顶机构,主要由左右扶禾器、夹持皮带、浮动张紧轮、浮动张紧轮摆动铰链、切割刀、弹簧、直流夹持电机和割刀电机组成。该机构可实现烟芽的收拢、夹持切割、割刀消毒及抑芽剂喷施等作业,具有结构紧凑、功能齐全的优点。同时,通过烟草茎秆切割力学特性试验,得出剪切规律,为烟草打顶切割力的研究提供了试验依据。田间试验结果表明:该机构打顶准确率为97%,夹持准确率为98%,能够满足使用要求。     

基于平面运动的酿酒葡萄采收装置设计与试验

针对新疆酿酒葡萄树形松散、枝干较细等特点,利用曲柄摇杆机构中连杆与肋条相连,设计可实现平面运动的酿酒葡萄采收装置。对装置开展运动分析,构建采收装置运动学模型,确定影响装置工作性能的主要影响因素为曲柄转速、曲柄长度、肋条调节杆长度和夹持间距。建立酿酒葡萄采收装置虚拟样机,并进行仿真分析,获取肋条各作用点速度与加速度仿真数据,通过加速度分析可知,肋条两侧加速度均可满足酿酒葡萄振动采收需求。以曲柄转速、曲柄长度、夹持间距和肋条调节杆长度为影响因素,以分离率和破损率为指标,开展四因素三水平正交试验,获取最佳参数组合为曲柄转速840 r/min、曲柄长度28 mm、夹持间距100 mm、肋条调节杆长度410 mm,验证装置设计的合理性。     

自行式牛蒡播种机关键部件的有限元仿真与设计

牛蒡作为一种重要的经济作物而被广泛的种植生产,但在其播种作业中,主要依靠人力,生产效率低,播种效果不理想,人力成本高。为了解决上述问题,设计了一种自行式牛蒡播种机,以实现播种的半自动化。通过UG建立整体模型,导入虚拟仿真平台,验证机构的合理性及可行性。为此,基于有限元分析软件ANSYS workbench,对重要受力部件部件进行静力学与模态仿真,验证关键部件的强度刚度是否满足实际工作需要。静力学分析结果表明:该机可以满足牛蒡播种的工作要求。最后,通过参数优化选择试制试验样机,进行实际检验,得出结论:播种滚子满足实际生产中的强度与刚度需要。     

基于UG对卧式杠杆木薯拔起装置的有限元分析

目前,木薯的拔起工作大部分仍然采用手工方法进行,虽然有大型的木薯采收装置,但这些大型设备不太适合于广东、广西、贵州等地区的丘陵地带,且大型设备的投入成本高,对农村地区的产品推广产生了很大的阻力。为了解决农民收获木薯过程中手工收获速度慢、容易伤手等问题,设计了一种卧式杠杆木薯拔起装置的机械,并在此之前申请了国家发明专利。运用UG对该机械进行有限元分析,从而验证该装置的可行性,实现木薯拔起的机械化夹持与拔起,可降低木薯拔起的劳动强度,同时还能够提高木薯采收效率及木薯种植业的经济效益和产品化水平,满足木薯产业的增长需求。     

基于负压吸力的便携式苹果采摘装置的设计与试验

由于末端执行器直接接触果实,往往会因为夹持力过大而压伤果实,因此研究一种更加可靠的末端执行器显得至关重要。本研究创新地设计出一种能够满足苹果采摘需求的机构—基于负压吸力的便携式苹果采摘装置。通过一系列方案分析和采摘试验验证此采摘装置的可行性,结果表明:用本装置进行采摘作业时,每个果实的采摘时间均值为3.19s,与人工采摘时间相近[1];收获果实损伤率低,1级特等品占85%。     

4 UMS-1800型木薯起薯收获机提升装置的设计

针对我国木薯收获过程中明薯率低、人工刨土捡拾劳动强度大及效率低的问题,设计了一种适用于4 UMS-1 8 0 0型双行挖掘式木薯起薯收获机的木薯提升装置,其主要在于将木薯收获机起薯铲起松的木薯提升到土壤表面,代替人工刨土起薯的过程,以减轻人工作业强度,提高劳动生产效率。该装置根据木薯茎秆的力学特性,采用了链式弹性夹持装置夹持木薯秆达到提升木薯茎块的目的。为此,介绍了该木薯提升装置的总体结构、工作原理及技术参数,试验分析了该提升装置的优缺点,并提出优化改进方案。     

穴盘苗自动移栽机苗盘输送装置的设计研究

针对国内大田移栽中多数采用半自动移栽,主要由人工完成投苗工作及机械完成栽植工作,存在劳动强度大、效率低、移栽质量差等问题,对自动移栽机的苗盘输送装置进行了设计与研究。同时,设计了横向和纵向进给控制机构,确定了关键部件应该满足的技术参数,并进行了三维实体建模分析,验证设计的合理性。结果表明,该装置可满足移栽机苗盘自动输送的要求。     

智能芒果高空采摘车的有限元仿真设计与试验

针对芒果果形的特点及广西等地芒果高空采摘强度大、效率低的问题,设计出一种智能芒果高空采摘车。主要分析了采摘车的机械结构,采用人工辅助定位的方法,借助电动机实现采摘车的提升旋转与夹持动作,不需要人力驱动,果农使用更加省力。同时,着重介绍其关键部件的力学性能,通过有限元分析软件Ansys Workbench对其关键部件进行有限元分析,观察其生成的应力及应变云图,并通过Ansys计算其最大和最小安全系数,来验证智能芒果高空采摘车的关键部件满足刚度和强度要求。制作出物理样机,进行实地试验,结果表明:智能芒果高空采摘车具有优良的工作性能和稳定性,能够解决果农在芒果采摘旺季对芒果采摘机械的需求。     

蔗种排种装置的进给输送机构设计与分析

为了提高广西甘蔗种植机械化水平,课题组设计了一种蔗种排种装置的甘蔗夹持输送机构,采用上下辊夹持配合的方式对甘蔗进行进给输送,根据蔗种直径自适应调整夹持间距,实现一定柔性夹紧进给输送.仿真结果表明:该机构最大的应力远小于材料的屈服强度,最大的变形量很小,能够满足强度、变形等要求;模态分析表明前六阶的固有频率均与工作时的激...     

电动桑叶采摘装置

针对目前人工徒手采摘桑叶存在劳动强度大、采摘效率低等问题,设计了一种电动桑叶采摘装置。该文所述移动机构能实现装置的整体移动,利用转动升降机构和滑块定位机构提供多自由度,以实现剪切刀具的精准定位,再由剪切机构的固定刀具和平动刀具相互配合完成剪切作用,剪切后的桑叶由收集机构进行收集。通过ADAMS动态仿真分析和样机试验的结果表明,该装置整体结构设计稳定合理,既能够极大地提高桑叶采摘效率,又能降低人工成本,满足实际工作需要。     

菠萝叶收获和纤维提取联合收割机的设计与试验

针对菠萝叶手工收割和提取纤维效率低、劳动强度大、严重制约菠萝叶规模化利用及资源浪费的问题,研制了一种菠萝叶收获和纤维提取联合收割机。通过设计主要工作部件,确定了收割机构、输送机构、喂麻机构、刮麻机构和分离机构的主要结构和工作参数,分析了各因素对收割机构、输送机构、喂麻机构和刮麻机构的影响,并对样机进行了性能检测。结果表明:该机菠萝叶收获损失率为26.7%,生产率为0.21 hm^2/h,纤维含杂率较高(38.3%),但可满足粘胶纤维原料的要求,单位面积耗油量为78.6kg/hm^2。     

基于UG对卧式杠杆木薯拔起装置的设计和运动仿真

目前,木薯的拔起工作大部分仍然采用手工方法进行,虽有大型的木薯采收装置,但不太适合于广东、广西、贵州等地区的丘陵地带,且大型设备的投入成本高,在农村地区的产品推广存在着很大的阻力。为了解决农民收获木薯过程中手工收获速度慢、容易伤手等问题,提出了一种卧式杠杆木薯拔起装置的机械,并在此之前申请了国家发明专利。运用UG对该机械进行设计及运动仿真,实现木薯拔起的机械化夹持与拔起,以降低木薯拔起的劳动强度,还能够提高木薯采收效率、木薯种植业的经济效益和产品化水平,满足木薯产业的增长需求。     

西瓜直插式嫁接砧木夹持与压苗机构设计与试验

针对西瓜直插式嫁接砧木在生长点去除前定位与处理的损伤问题,以葫芦苗为试验对象,在葫芦苗物理特性分析的基础上,设计一种砧木夹持与压苗机构。砧木夹持与压苗机构通过气囊的膨胀与收缩完成砧木苗的夹取与松开工作,解决传统夹苗机构伤苗现象;采用前后对称的双压辊式压苗机构,解决压苗过程中易造成子叶根部折断的问题。对压苗机构的运动进行静力学分析,并运用ADAMS运动学仿真软件对压苗机构进行分析,结果表明:气缸速度为40~60 mm/s时,后压辊位移曲线较平稳,无明显波动。通过对150株葫芦苗进行砧木夹持与压苗试验,验证可知夹持损伤率和压苗损伤率均为0%,砧木夹持与压苗机构结构合理。该研究可为蔬菜嫁接机的设计提供参考。