自走式矮化密植红枣收获机的设计

为解决矮化密植红枣人工收获的问题,针对矮化密植红枣的种植模式和生长特点,设计了一种自走式矮化密植红枣收获机,阐述了该机的整机结构、工作原理以及关键部件设计等。该机具采用立轴双滚筒振动采收装置,实现了基于振动采收原理的红枣与果枝分离。由此为矮化密植红枣收获机械的深入研究和发展提供了参考。     

全自动旋转式柑橘机械采摘机模型设计

为了解决两广地区矮化密植柑橘园砂糖橘采收作业存在的问题,针对矮化密植柑橘种植模式中的植物生长特点,本文设计了全自动旋转式柑橘采摘机,详细阐述了机具整机结构及工作原理,设计分析其关键部件,并细化了各关键部件物理结构。同时,分析了柑橘搅打采摘和收集过程,得到塑胶指棒转速、采摘机整机自走速度、收集传送带马达转速与柑橘采集效果之间的关系,并通过柑橘种植园田间试验进行了验证。该机器结构严谨、适应性强、采摘效率高,适用于两广地区矮化密植柑橘种植园进行砂糖橘的采摘与收集。     

自走式红枣捡拾机的设计与试验

新疆地区红枣收获目前主要依靠人工方式,机械化收获作业水平有待于提高。为解决这一问题,设计了一种基于气力原理的自走式红枣捡拾机,并阐明了整机结构和工作过程,确定了关键部件的技术参数。同时,以新疆地区矮化密植种植模式的枣树所结红枣为试验对象进行了样机性能及作业效率试验。试验结果表明:风机最佳工作转速为2 900r/min,采收作业平均生产率为0.052hm2/h,所采收红枣的平均破损率为1.0 6%。     

气吸式红枣收获机的设计与试验

新疆南部(以下简称南疆)地区红枣以矮化密植为主要种植模式,红枣收获仍采用人工检拾,效率较低。笔者基于伯努利原理,设计研制了一种气吸式红枣收获机械。以南疆枣园为试验点,对样机的性能和收获生产率进行了试验。试验结果表明,吸管口的最佳风速为23m/s。平均收获生产率182.8kg/h,机械的生产效率是人工捡拾的5.2倍。     

矮化密植红枣收获机激振装置设计与运动分析

为了解决矮化密植红枣人工收获的问题,根据新疆矮化密植红枣的种植模式和收获要求,研制了自走式矮化密植红枣收获机。介绍了激振装置的结构和工作原理,阐述了其设计过程。通过对激振装置进行运动分析,获得了工作过程中拨杆正反运动时速度、加速度和惯性力等参数值,为矮化密植红枣收获机的进一步研究提供了理论基础。     

4ZZ-4型自走式红枣收获机

为了解决新疆矮化密植红枣收获的问题,根据矮化密植红枣的种植模式,设计试制了4ZZ-4型自走式红枣收获机。文章阐述了该机的主要结构、工作原理、技术参数、主要特点及适用条件等。收获红枣时,其一次完成摇果、集果输送及清杂作业。     

气吸式红枣捡拾机设计与试验

新疆南部地区红枣种植模式以矮化密植为主,红枣收获仍采用人工捡拾,效率较低。基于伯努利原理,设计研制了一种气吸式红枣捡拾机械。以南疆枣园为试验点,对样机的性能和捡拾效率进行了试验。结果表明,吸管口的最佳风速为23 ms;平均捡拾效率182.8 kgh,是人工捡拾的5.2倍。      

插盘食葵原位脱粒收获原理机设计与试验

针对新疆插盘食葵人工取盘收获劳动强度大、成本高的问题,设计一种由原位脱粒装置、籽粒回收装置组成的插盘食葵原位脱粒收获原理机。基于静力学及运动学理论分析,对击打-刷脱组合式原位脱粒装置进行设计,并确定影响食葵脱粒效果的主要因素;结合食葵籽粒特点初步确定气吸式籽粒回收装置结构参数,应用离散元与流体耦合分析方式对籽粒回收装置进行仿真分析,模拟集料斗和密封收集箱的作业过程,并得到满足籽粒收集性能的风机作业参数。采用单因素试验分别确定机具作业速度、脱粒刷转速、击打辊转速的合理取值范围,基于单因素试验结果,以机具作业速度、脱粒刷转速、击打辊转速为试验因素,食葵盘未脱净率、籽粒破损率为评价指标,整机开展正交试验。试验结果表明,当机具作业速度为0.3m/s、脱粒刷转速为130r/min、击打辊转速为80r/min时,原理机工作性能最佳,食葵盘未脱净率、籽粒破损率分别为7.11%、1.13%,研究结果可为插盘食葵机械化收获提供参考。     

矮化密植果园挖穴施肥除草多功能机的研制

针对新疆果园(红枣、苹果)矮化密植模式下,机具作业空间小、与此种植模式配套机型较少等问题,设计了一种矮化密植果园挖穴施肥除草多功能机,可完成挖穴、施肥、除草作业。挖穴装置适应性强,能够在树根、杂草缠绕的情况下挖穴,以便后续施肥作业;旋转除草刀效率高、除草干净、不缠草且不堵塞。田间试验该机具挖穴深度最高400 mm左右、施肥穴孔的直径约300 mm、除草作业幅宽600 mm、生产率约为4 hm^2/h;矮化密植果园挖穴施肥除草多功能机锄草效率高、挖穴壁径齐整、作业可靠,满足新疆矮化密植果园挖穴施肥、除草作业的生产需求。     

南疆红枣种植与收获现状调研

南疆地区是红枣的重要产地,存在种植模式多、收获成本高的问题。通过对南疆红枣收获调研发现,南疆红枣行距分布在2～6m,株距1～4m,株高2～5m,灰枣种植面积大于骏枣,若羌地区和第二师34团的红枣产量、售价和品质好于阿拉尔地区。红枣收获采用从地面捡拾的方法,主要由人工和机械辅助完成。机械收获主要是利用负压气流吸捡地面红枣,机械作业前需要由人工完成红枣击落到地面和集条,机械收获成本较高。红枣销售存在着销售渠道不畅和价格低的问题。总的看来,南疆红枣从种植到销售各环节都需要调整和改变,可以通过合理的枣园管理,互联网加常规的组合销售手段,开发高效实用的收获机械,去示范引领南疆地区红枣产业发展。     

可变地隙自走式红枣收获机设计与试验

为提高自走式红枣收获机的采收率,针对南疆矮化密植红枣种植现状,设计了一种新型的可变地隙自走式红枣收获机。介绍了该机的整机结构和工作原理。研制了可变地隙底盘、柔性采摘机构、鱼鳞式柔性导流机构和风力辅助式清选输送机构,实现了对红枣的采摘、输送和清选。开展相关试验,试验结果表明,整机工作可靠稳定,地隙高度为0.15 m时,采净率＞95%,能够满足果农对红枣采收的要求。      

矮化密植红枣采收装置的设计

设计了一种矮化密植红枣采收装置,阐述了该装置的结构及工作原理,主要对装置的拨杆架、偏心机构和集果装置进行了设计。该采收装置应用曲柄滑块机构的运动原理,采用高频小振幅树冠振动方式实现矮化密植红枣的采收,通过倒伞状集果装置完成果实收集。田间试验表明:对于含水率在60%以下的红枣,当振幅在0.014 m、频率在18～25 Hz(振动时间在7～15 s)时,落果率在93%以上。     

自走式果园多工位收获装备设计与试验

为解决现代化果园水果收获过程中人工劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题,结合果树矮砧宽行密植模式和农艺种植要求,本研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。首先介绍了自走式果园多工位收获装备的整机结构和工作原理,然后根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式,对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统的关键部件进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验结果表明,所设计的自走式果园多工位收获装备可同步于六工位人工采收速度,苹果采收损伤率为4.67％,装箱均布系数为1.475,装箱速度为72.9个/min,能够满足果园采收作业要求。     

现代果园作业平台设计与试验

针对现代矮砧密植果园中苹果采摘、运输等作业环节劳动强度大、人工作业效率低以及人工作业安全保障性差等问题,设计制造了一种现代果园作业平台。该作业平台采用全液压驱动系统,前轮转向,后轮驱动,具备低速大扭矩特征,通过液压缸升降实现果箱在作业平台中装卸和平台的升降以及扩展功能。对样机进行爬坡、转弯和行走等性能测试,相关指标达到设计要求。结果表明,样机升降1.3 m,最大行驶速度8 km/h,最小转弯4 m,平台展开宽度3 m及外形空间尺寸等指标,满足工作实际要求,适合现代矮砧密植果园作业模式需求。      

枣树修剪枝条弯曲及压缩特性研究

为解决密植枣园枝条粉碎还田机粉碎装置设计和枣树修剪枝条数值化建模缺乏部分关键力学参数和理论基础的问题,以十四师224团枣树修剪枝条为研究对象,采用8801型万能试验机进行了弯曲和压缩试验。设计了三因素五水平正交试验,研究了标距跨度、加载速度、取样部位对枣树修剪枝条弯曲性能的影响;设计了单因素试验,研究了压缩速度、压缩方向、有无枣股对压缩特性的影响。试验表明:枣树修剪枝条所能承受的最大压缩力大于最大弯曲力;各因素对枣树修剪枝条最大弯曲力影响主次顺序为取样部位、标距跨度、加载速度;枣树修剪枝条横向压缩力为2.18kN,纵向最大压缩力为6.15kN,横向压缩所需要的力小于纵向压缩;有枣股部位纵向压缩6.29kN,无枣股部位纵向压缩6.47kN,有枣股部位纵向压缩所需要力略小于无枣股部位纵向压缩所需要的力;压缩速度越大最大压缩力越小。该研究可为新疆枣园枝条粉碎、收集等机具的设计及优化提供参考。     

随行自走式果园割草机的设计与试验研究

针对北方山地中小型矮砧密植苹果园生草制管理中所面临的果园地形复杂及割草作业量大等问题,设计开发了随行自走式果园割草机。该机采用双离合结构,能够实现机具行走与割草作业分别控制。手动控制行走离合可以实现操作人员随行,降低了劳动强度。该机设计割幅为60cm,割茬高度可在5~10cm范围内调节,正常工作速度为3~5km/h。田间试验结果表明:该型割草机工作性能良好,单位区域内杂草撕裂率0.47%,漏割率1.50%,杂草碎段区域平均长度79.39mm,碎草性能较好,工作效率可达0.5hm2/h。该机结构设计合理,割草作业质量能够满足农艺要求,为我国中小型果园生草制管理作业提供了技术支持。     

自激振动力补偿红枣振动采收试验装置设计

针对传统的树冠强迫振动方法作业过程中采收效果差及伤树(枣)率高等问题,提出一种将自激振动理论与力补偿理论相结合的振动采收方式,并设计出一种基于自激振动力补偿的红枣采收试验装置,以提高振动采收效果,降低红枣与果树的损伤。为此,介绍了试验装置的结构与工作原理,并对关键工作部件进行了设计。通过对激振装置主要运动部件的运动过程进行理论分析,获得了拨杆滚筒的运动学方程,得出了拨杆滚筒的振幅表达式并分析了主要影响因素,同时计算出拨杆滚筒需要力补偿控制系统进行激振力补偿的扭转角度阈值为1 9.4°,为红枣采收试验装置的试验研究提供了理论基础。     

密植枣园枝条粉碎还田机设计与试验

为解决新疆密植枣园果树枝条修剪量大、处理困难、人工劳动强度大及配套装备短缺等问题,研制了一种牵引式枝条粉碎还田机,主要由捡拾装置、粉碎装置和传动装置等组成。为此,主要阐述了机具整体设计方案和工作原理,并对其捡拾机构和粉碎机构等关键部件进行了理论分析和结构设计。捡拾装置通过上下捡拾辊与底部叉板相互作用对枣枝进行拾取和折断,提高了捡净率与粉碎效率;枝条在动定刀配合下被切断,并与筛片产生撞击,实现了高效粉碎。为获得粉碎还田机最佳工作效果,以刀轴转速、刀片数量、筛孔大小、枝条含水率和捡拾转速为试验因素,以捡净率和粉碎粒度为试验指标,进行了五因素二水平二次回归正交旋转中心组合优化试验,利用Design-Expert软件对该模型进行优化求解得到最佳参数组合。结果表明:在地形平坦、枝条含水率2 5%±3%的情况下,该机以2 km/h的速度进行粉碎作业时可获得较佳粉碎效果。该速度下,主要指标平均粉碎效率若羌灰枣枣枝(轻剪)为600kg/h,若羌骏枣枣枝(重剪)为1 500kg/h,平均枝条捡净率为92%,粉碎粒度(小于5cm)达89.3%。该研究可为解决新疆密植枣园枝条机械化处理技术提供参考。