一种欠驱动双板分离式采摘器的研制

目的采摘是林果种植中的劳动密集型作业，果园中的果实采收环境较为复杂，我国采摘机具的行业研究相对薄弱，采摘机器人等高科技装备在当前果园采摘中的实际应用还具有一定的局限性，因此发展辅助人工摘果装备具有切实的社会和经济意义。方法针对球形带梗果实，以苹果为例提出了果梗锁定—枝果分离的采摘方法，并设计完成了相应采摘器。采摘器整体结构为欠驱动布局，以曲柄摇杆机构为原型设计了果梗锁定机构，构造了固定板、浮动板结构的双板枝果分离机构，利用摇杆滑块机构作为手持驱动单元，利用钢丝和绕线丝轮的传动方法将滑块的输出运动首先传递到曲柄摇杆机构，驱动结构和尺寸对称的两套果梗锁定机构对果梗进行锁定，果梗锁定后继续驱动浮动板向下移动与固定板分离完成摘果。结果分析了驱动单元和果梗锁定机构的几何参数，驱动单元的手柄转动5.5°即可使摘果器完成87°的果梗锁定和50 mm的双板分离动作，果梗锁定机构在锁定果梗时处于反向死点位置，保证了锁定的可靠性。应用Adams软件仿真了采摘器的果梗锁定和双板分离动作，验证了采摘器欠驱动结构的设计可行性，并对输出曲线在锁定果梗过程中的振动情况进行了解释；对采摘过程中的驱动力进行了仿真。采摘器样机实验顺利完成了锁定果梗—枝果分离的顺序采摘动作。结论枝果分离的采摘方法和欠驱动双板分离式采摘器在实际应用中具有可操作性，可用于发展人工辅助采摘机具。      

一种新型油茶果摘果机研制及动态特性试验研究

为改善现有油茶果摘果机工作效率低以及需要人工辅助采摘等技术难点，设计了一种基于多连杆机构的油茶果采摘机，通过液压系统驱动执行机构进行往复运动，实现了振动式自动采摘油茶果。本研究首先介绍了基于多连杆机构的油茶果摘果机工作原理，确定了曲柄滑块机构关键部件的结构参数并完成了可调速液压系统设计。然后，开展了油茶果摘果机关键部位加速度和动态应力测试，评估了运动特性及强度指标。结果表明，整机能够正常运转，但是，滑块最大加速度为90 m·s^-2，上底盘最大应力为541 MPa，安全系数<1，需要开展优化设计。     

半喂入花生摘果机关键工作部件的分析与试验

对自行研制的半喂入式花生摘果机的关键工作部件摘果辊的配置、摘果运动过程、摘果叶片结构参数等进行理论研究,并结合试验结果确定摘果辊及摘果叶片合理的结构形式及参数。以摘果过程中荚果破损率、摘不净率、含杂率、总损失率等为指标,通过田间试验对摘果辊的配置方式、摘果叶片结构、摘果叶片参数等进行摘果试验。结果表明:摘果辊相交平行配置破损率、含杂率均最大,相切平行配置摘不净率最大,含杂率最小,相切平行配置和渐紧夹角配置破损率均较低;圆弧型叶片的摘不净率比直板型、折弯型叶片稍高,摘果转速增大使直板型叶片和圆弧型叶片的破碎率、含杂率均增大;叶片弧度对破损率、摘不净率影响均较大,弧度越小,摘果破损率越高,摘不净率越低,当叶片弧度为70°、圆弧半径为35 mm时总损失率最低。根据理论分析及摘果性能试验,最终确定摘果辊与夹持输送链采用倾斜配置方式,摘果辊采用渐紧型夹角配置方式,摘果叶片采用后倾圆弧型,叶片弧度为70°,圆弧半径为35 mm。     

半喂入式花生摘果机虚拟仿真分析与试验研究

【目的】为了确定半喂入式花生摘果机合理摘果部件的结构形式及作业参数,对不同结构、参数摘果叶片及不同作业条件摘果辊的摘果性能进行虚拟仿真研究。【方法】利用虚拟样机技术在UG软件中建立了半喂入式花生摘果机三维实体模型,在此基础上建立了摘果部件运动分析主模型,通过UG用户界面模块、求解器模块和后处理模块,对摘果过程进行了仿真分析,测试了不同结构、参数下摘果机叶片的运动速度特性,并利用仿真正交试验方法测试了不同作业条件对摘果机作业性能的影响。【结果】虚拟仿真测试表明:叶片结构形式对摘果效果影响较大,在相同作业条件下,直板型、折弯型、圆弧型叶片的水平径向速度分别为0.70~4.28,0.83~3.99和0.56~3.60m/s,垂直速度分别为0.32~3.93,0.10~3.60和0.27~3.31m/s,其中直板型叶片打击作用最强,折弯型叶片打击力有所减弱,但梳刷作用增强,圆弧形叶片打击力相对最弱,梳刷作用最为柔和;圆弧型叶片参数对摘果效果也有较大影响,叶片圆弧半径越大,则后倾弧度越小,摘果过程中打击力相对增大,梳刷作用相对降低,当圆弧半径为50mm时叶片打击效果最好,梳刷效果最差;摘果辊转速对摘果效果影响显著,随转速增大打击力及梳刷作用均有所增强;夹持输送速度对摘果效果的影响与摘果辊水平转角及摘果辊与加持输送链夹角有关,随夹持输送速度增大,打击力及梳刷作用增强,且对打击力的影响强于梳刷作用;当摘果辊转速为500r/min、夹持输送速度为1.5m/s时,摘果作用最强。【结论】通过虚拟仿真技术,获得了半喂入式花生摘果机的作业参数与摘果叶片结构以及作业参数对摘果作业的影响效果,为花生摘果部件的设计及结构参数的优化提供了参考依据。     

油茶果采摘装置关键部件的设计与试验

为解决目前我国油茶果采摘效率低,劳动强度大,采摘成本高等问题,设计了一款油茶果采摘装置,并对其关键部件进行了详细设计.通过建立油茶果采摘力学模型和求解,得到影响油茶果的采摘因素.运用ADAMS仿真分析得到激振器最大输出加速度为124.7 m·s-2,激振器产生的最大惯性力为10.03 kN;结合油荼果采柄分离力试验结果,确定了采摘装置参数设计的合理性.正交试验表明:影响油荼果采摘率主次因素依次为激振频率、激振时间和激振幅值;影响花苞损伤率主次因素依次为激振频率、激振幅值和激振时间.采用综合评分法得到了油茶果采摘最佳参数组合,即激振时间为10s、激振频率为15 Hz、激振幅值为150 mm时,此时油茶果的采摘率为85.36％,花苞损伤率为14.35％.     

梳齿式钙果采摘试验台的设计与试验

【目的】针对目前钙果人工采摘效率低下的问题,为实现钙果的机械化采收,设计了梳齿式钙果采摘试验台,并对其工作过程及关键部件参数进行了设计与分析.【方法】以梳齿间隙、梳齿转速、梳齿形状为试验因素,采净率和破损率为试验指标,进行了三因素三水平正交试验,并利用极差、方差,分析各因素对采摘效果的影响.【结果】各因素对采净率影响的主次排序是梳齿间隙、梳齿转速、梳齿形状;对破损率影响的主次排序是梳齿转速、梳齿形状、梳齿间隙.综合分析选取较优参数组合梳齿间隙为20 mm,梳齿转速为30 r/min,梳齿形状为圆弧形;该试验台采净率为96.01%,破损率为2.21%.【结论】梳齿式钙果采摘试验台可以实现对钙果采摘作业,该研究为钙果的机械化采收、作业参数优化提供技术参考依据.     

氨基酸螯合钙对巨峰葡萄冬果钙含量及品质的影响

通过使用不同浓度氨基酸螯合钙溶液在巨峰葡萄冬造果不同发育时期进行处理,试验研究氨基酸螯合钙处理对巨峰葡萄冬果钙含量和果实品质的影响,旨在为广西一年两收葡萄钙素营养调控提供技术依据。结果表明,氨基酸螯合钙溶液处理后能不同程度地提高果实钙含量,增加果实风味,提高果实外观和内在品质。其中采前一个月用1．5％的氨基酸螯合钙溶液喷施果穗,10d后再喷施一次,效果最佳。     

钙果收获装置的设计及有限元分析

[目的]为了探寻钙果的最佳采摘方式,并对不同形状采摘梳齿造成的钙果挤压损伤进行对比。[方法]利用运动学分析方法获得落果装置与集果装置的运动学关系,再利用ANSYS有限元仿真获得钙果的极限应力及钙果在不同形状梳齿挤压下的应力分布。[结果]同一个梳齿轴截面布置2个梳齿最为合理,并得到了集果装置位置相对于梳齿轴转动角度的时序图。仿真结果表明,钙果与三角形截面梳齿挤压接触产生的应力最小,其最大应力0.21MPa,而钙果破碎时大部分区域的应力超过0.4 MPa,最大应力达0.82 MPa。[结论]三角形是最合理的梳齿截面,整个收获装置满足设计要求。研究结果为连续型钙果收获装置的设计提供了一定的参考。     

麻风果脱壳机的设计与试验研究

为了适应麻风果深加工产业化,实现机械化脱壳工艺,作者自行研制了一种高效、可靠的麻风果脱壳机.并通过以脱壳率和破损率为试验测量指标,进行了麻风果初始含水率、挤压滚轮转速、挤压间隙三因素三水平正交试验,采用综合评价法对所选的参数进行优化和试验对比.分析结果表明,含水率和挤压间隙在显著性水平α=0.01的水平下对综合评价值影响极显著;辊轮转速在显著性水平α=0.05的水平下对综合评价值影响显著.其影响主次因素依次为:挤压间隙→麻风果含水率→辊筒转速.最佳组合为:麻风果初始含水率20%、辊筒转速300 r/min、挤压间隙5 mm.经过参数优化后,可得到脱壳率大于85%,而破碎率可控制在10%以内的脱壳效果.     

基于离散元法苜蓿压扁调制过程仿真分析与试验

为研究苜蓿压扁调制机构工作参数对作业性能的影响，采用离散元模拟对基本参数进行优化。基于理论分析，以苜蓿压扁率和压扁损失率为考核指标，采用EDEM软件分别对喂入量、调制辊转速和调制辊间隙作单因素模拟试验，结合模拟试验结果，开展Box-Behnken三因素三水平响应曲面仿真试验研究并对回归模型进行多目标优化。结果表明，各因素对苜蓿压扁率、压扁损失率影响显著性由大到小分别为喂入量、调制辊间隙、调制辊转速和调制辊间隙、喂入量、调制辊转速；最佳工作参数组合为：喂入量2.9 kg·s^-1、调制辊转速694 r·min^-1和调制辊间隙3.7 mm，此时苜蓿压扁率为94.45%、压扁损失率为3.27%，将最优参数通过台架验证试验，测得试验结果与模型优化值相对误差小于3%。研究结果可为相关机具设计和优化提供数据参考和理论依据。     

农田残膜机械回收膜土分离装置设计与试验

在我国南方农田残膜回收作业过程中,因土壤粘性强导致残膜夹带土壤多,残膜极易缠绕在机具上,影响机具正常工作。针对该问题设计了一种膜土分离装置,该装置主要由挑膜弹齿、滚筒和凸轮压板机构组成,可在挑膜过程中去除膜上表层土壤并在送膜过程中去除膜下土壤,通过试验分析得到影响膜土分离的主要因素为机具前进速度、挑膜转速和滚筒安装倾角。确定以上述三个因素为试验因素,以含土率和缠膜率为响应值,进行三因素三水平响应面试验。利用Desige-Expert软件建立各因素与缠膜率、含土率的回归模型,分析各因素对回收效率的影响,结果表明,各因素对含土率的显著性顺序为：机具前进速度＞挑膜转速＞滚筒安装倾角;对缠膜率的显著性顺序为：滚筒安装倾角＞挑膜转速＞机具前进速度;同时,对试验因素进行优化,得到因素的最佳组合为：机具前进速度为1.12 m·s^-1 ,挑膜转速为92.00 r·min-1,滚筒安装倾角为17.00°,此时的含土率为13.00%,缠膜率为1.70%。通过土槽模拟试验,设置上述最佳工作参数组合,得到含土率为13.45%,缠膜率为1.78%,验证结果与模型优化结果相对误差都小于5%。该膜土分离装置可以解决南方粘性土壤膜土分离困难、残膜率高的问题,为后续膜土分离装置及残膜回收机的设计与优化提供参考。     

中卫香山地区压砂地引种欧李造林试验研究

2011—2013年在中卫香山地区引种欧李进行人工造林试验,研究其成活及幼林生长情况。结果表明:在香山地区灰钙土采用覆膜造林技术栽植的欧李苗木成活率达85%以上,当年生长高度达到50 cm以上,3年生欧李产量达到0.8~1.5 kg/株。     

欧李品种主要经济性状的灰色关联分析

以引种成都地区的10个欧李品种为试验材料,假设一个参考品种,选取10个试验品种29项指标的最优值作为参考品种的各项指标,应用灰色关联度分析法对欧李的生长表现进行综合评价。结果表明:10个欧李品种的29项性状指标差异较大;植株生长状况和果实性状指标在综合评价体系中占有重要地位;10个欧李品种生长表现的综合排序为农大7号、燕山2号、燕山1号、鲁1、京欧1号、鲁2、蒙艳早红、内蒙大、16–8、京欧2号;结合关联度分析和综合排序得知,在成都地区,农大7号适合发展为经济兼观赏品种,燕山2号和燕山1号适合发展为经济品种,鲁1、京欧1号、鲁2和蒙艳早红适合发展为观赏品种。建立的评价模型可用于欧李生长表现的综合评价。     

甘肃南部欧李的栽培技术及发展前景

欧李为蔷薇科樱桃属多年生落叶矮生灌木，因果实含钙量高又称钙果。本文在栽培试验的基础上，总结了欧李的育苗技术，提出了选地整地、苗木栽植、水肥管理、整形修剪、病虫害防治等栽培技术措施，展望了开发利用前景，对指导欧李的推广具有良好的作用。     

不同处理对钙果扦插生根率的影响

通过对钙果不同枝条、基质、生根粉处理研究，结果表明钙果枝条的生根能力弱且普通的生根粉对其生根能力影响较小；扦插应选取基生半木质化枝条，宜选取通透性较好的基质；ABT1号处理的枝条在50~100 mg·L^-1浓度之间的生根率表现相近；ABT1号在蘸条30min后期生根率有明显的上升，2h后其生根率维持不再有明显上升。     

欧李ChPSY基因的原核表达

为了解欧李果实类胡萝卜素合成过程中八氢番茄红素合成酶基因的作用和功能,将从欧李成熟果实中分离的ChPSY cDNA序列,连接到原核表达载体pET-28a(+),导入大肠杆菌BL21(DE3)体内诱导表达。SDS-PAGE分析表明,1.0 mmol/LIPTG诱导4 h,表达了相对分子量约为45.8 kD融合蛋白产物;IPTG的浓度和诱导时间优化表明,1.2 mmol/LIPTG诱导6 h时,融合蛋白的表达量最大。此外,Western-blot试验证实,表达的融合蛋白能与抗6×His的单抗发生特异性反应。这为欧李八氢番茄红素合成酶基因ChPSY生物学功能的深入研究奠定了基础。     

内蒙古欧李生长结果特性研究

试验主要对内蒙古呼和浩特北郊生长的欧李实生群体植株的生长结果特性进行了调查研究。对其物候期、枝条生长、果实性状等特性进行了观察测定,为制定优质欧李丰产栽培技术提供参考,同时为进一步进行欧李种质资源多样性的研究奠定了理论基础。     

溶剂法提取欧李果皮中单宁的工艺参数优化

为了筛选提取欧李果皮中单宁的最佳工艺参数,试验以成熟欧李的果皮为试材,以乙醇、丙酮为提取剂,选定浸提时间、溶剂浓度、料液比、浸提温度为考察的4个因素,通过L25(56)正交试验设计研究了提取欧李果皮中单宁的最佳条件。结果表明,溶剂法提取欧李果皮中单宁的最佳工艺参数为丙酮浓度70%,提取温度50℃,提取时间0.5 h,料液比1∶125。按此最佳工艺参数,单宁提取量达43.79 g/kg FW。     

化学疏花对欧李果实产量和品质的影响

试验以6年生‘农大4号’欧李为试材,于盛花期分别喷施不同浓度的3种疏花剂,测定植株坐果率、成熟期果实产量及糖酸含量。结果表明:喷施1.0 Be°石硫合剂可显著提高平均单果重和可溶性固形物含量,平均单枝果重和可滴定酸含量也有提高。喷施20 mg/L萘乙酸或10.0 g/L的施易乐效果较好。建议在欧李盛花期喷施1.0 Be°石硫合剂进行疏花。