履带自走式莲藕收获机的结构设计

针对目前莲藕收获困难、生产效率低等问题,课题组提出了一种履带自走式莲藕收获机,该机采用履带式自动行走方式,应用喷流式工作原理,利用水泵产生高压水柱喷射、冲刷藕泥,使藕与泥分离,并通过输送、清洗、采收装置完成莲藕的清洗和收获.课题组主要对履带式行进、喷流、输送、清洗和收集等系统的关键零部件进行设计和参数的选择.仿真结果表...     

莲藕柔性脱皮试验研究

阐明了柔性脱皮原理,建立了莲藕脱皮数学模型,优化了柔性脱皮装置的结构和运动参数,分析了各参数对脱皮性能的影响规律。试验结果表明,柔性脱皮装置的未脱净率和损伤率均较低,在生产实践中,用此装置代替手工脱皮作业,可提高生产效率,降低劳动强度。     

穴盘自动清洗装置性能试验研究

工厂化育苗作业中,穴盘再次使用前需进行清洗消毒,以免影响种子出苗质量。物理水压冲洗是目前公认的最科学、经济和环保的方法,适宜的清洗条件既能保证在较高效率下达到最优的清洗效果,也可尽量地减小水压对穴盘的冲击损伤。为研究穴盘自动清洗装置清洗性能,优化最佳清洗参数,在前期装置设计基础上,完成试验装置研制。通过分析装置工作原理,定义清洗洁净率为评价指标,以清洗次数、清洗速度和清洗压力为试验因素,进行了三因素三水平正交试验。结果表明:影响清洗洁净率的主次因素依次为清洗次数、清洗压力、清洗速度。当清洗次数6次、清洗速度15Hz(900盘/h)、清洗压力500k Pa时,清洗性能最佳,清洗洁净率达98.56%。本试验为穴盘清洗装置工作参数的确定和结构参数的优化提供了理论参考依据。     

莲藕采收机械的研究进展

莲藕具有很高的食用和药用价值,深受广大人民群众喜爱,但是莲藕易种难收.目前,我国莲藕收获机械化水平低,存在破损率高、效率低等问题,严重制约了莲藕收获生产发展.为此,课题组综述了莲藕采摘机械的采收机理、采收结构装置以及行走方式等方面,论述了各种采藕机的优势与不足,结合现阶段的发展情况和研究现状,提出了采藕机的发展趋势,以...     

整叶类蔬菜清洗机设计与试验

针对整叶类蔬菜清洗过程中整叶、低损伤、有序的要求,设计了以气浴和水流为清洗动力的整叶类蔬菜清洗机。确定了清洗工艺流程,进行了清洗机整体结构设计,针对菜叶遇水粘附、上浮等清洗难点,模拟人工清洗过程,设计料筐周期性上下振动方式清洗。对清洗机清洗槽和过滤装置、气泡发生装置、水流喷射装置等关键部件进行设计,实现设备自动化运转。针对喷气管路进行流体动力学模拟仿真,对不同气流流速下的气相分布情况进行研究,确定气流流速范围为2~8m/s,用以指导风泵的选型。选定气流流速6m/s作为参数,对不同喷气孔径、喷气孔间距的管路进行模拟仿真,以气相分布均匀程度作为评价指标,得出最优管路参数为喷气孔径8mm、喷气孔间距50mm。以整棵菠菜为清洗物料,选定清洗量、清洗时间、气浴强度作为因素,各选定三水平,同时设定空白列,进行四因素三水平正交试验。清洗试验以破损率和洗净率作为评价指标,按照破损率和洗净率各占0.5的权重进行正交试验分析和方差分析。清洗试验结果表明,清洗量、清洗时间、气浴强度对菠菜洗净率、破损率影响显著,最佳菠菜清洗参数清洗量为4kg、清洗时间为120s、气浴强度为5m/s。     

超声波果蔬清洗机工作参数的试验及优化

为了优化干制圣女果清洗时的工作参数并提高清洗质量,采用RS-3500B超声波清洗机进行了相关试验。选择未经过人工分拣含水率在10%~25%干制圣女果为原材料,以洗净率和破损率为指标,通过预试验、正交试验和验证试验,分析了超声波功率、清洗时间、清洗液温度的影响。试验发现,影响洗净率和破损率的最主要的因素为超声波功率,其他因素对破损率的影响并不显著。当超声波频率为28Hz时,最适合干制圣女果的清洗,当清洗时间、清洗液温度和超声波功率分别为3min,50℃和500W时,洗净率和破损率分别为94.8%和0.83%,为圣女果清洗企业的生产提供了最佳工作参数,满足了商品化生产要求。     

莲藕汁饮料的加工

莲藕汁饮料的加工莲藕汁饮料是一种乳白色、甜味适中、有着莲藕清香味的保健饮料。用莲藕加工出莲藕汁饮料后，藕渣仍可制取藕粉涸此，它比用莲藕单纯加工藕粉的经济效益要高，很适合产藕区的乡镇企业生产。主要工艺如下：门）选料选用颜色纯白、无腐烂的莲藕。（２）清洗...     

基于高压水射流技术的植物工厂栽培板清洗研究

植物工厂以生产效率高、自动化程度高、不受自然条件影响等优点,被应用于植物生产。但植物工厂栽培板存在清洗费力、清洗不彻底问题,制约植物工厂生产效率。对比研究设计一种基于高压水射流清洗的植物工厂栽培板清洗装置,确定最优参数为水射流靶距20~60cm,水射流锥角65°,水射流压力1000Pa,口径3.5mm的扇型喷嘴。仿真分析表明植物工厂栽培板清洗装置可以达到有效清洗目的,为植物工厂清洗装置配套设计提供参考,有效提高植物工厂的工作效率。     

基于慧鱼组合式智能莲藕采洗分拣一体装置的研究

【目的】目前市场上的挖藕机极易造成莲藕损伤,操作不方便,且效率低、功能单一、自动化程度低。【方法】笔者以现代藕农们对高效低耗的莲藕挖掘机械的迫切需求为出发点,研发了一种多功能智能挖藕机——“与‘藕’相伴”,详细分析了该装置的冲压装置、分拣装置、智能仓储装置等各模块的设计及工作原理。【结果】“与‘藕’相伴”集冲压、采收、传送、清洗、收集、仓储于一体,实现了采藕作业全过程智能化、自动化、无人化。【结论】该装置莲藕采收品质高、操作简单、功能丰富、自动化程度高、工作效率高,大大降低了人工成本,满足了藕民的多元化需求,解决了藕农招工难的问题,减少了对土地和环境的破坏,实现了科技助农,具有广阔的应用前景。     

高效智能半夏清洗脱皮装置设计

半夏是一种药用价值和经济价值非常高的植物,但半夏的清洗和脱皮是一个复杂和繁琐的过程,并且是其后续利用、制成药材的重要前提。为提高半夏的清洗脱皮效率、降低半夏损伤率和提升清洗洁净度,实现工作过程中智能化控制和水资源的最大化利用,分析了半夏清洗脱皮机理,给出了一种高效智能半夏清洗脱皮装置的总体结构方案,完成包括进料系统、清洗脱皮系统、电控系统和水循环系统中主要工作部件的设计和参数确定,旨在为半夏的清洗脱皮的规模化、高效化提供一种新型装置。     

履带式自走水力采藕机设计与试验

黄河三角洲地区莲藕种植深度为30~40cm,其采收以人工为主,采收环境恶劣,劳动强度大。为解决莲藕采收问题,本文设计了一种智能、高效、低损伤的履带式自走水力采藕机。对采藕机整机结构、工作原理、各关键机构进行了设计和选型,并开展了田间试验进行验证。采藕机主要由底盘及履带式自走机构、水力系统、液压系统、动力系统和控制系统等组成。总动力由柴油机提供,行走机构为履带式,具有良好的稳定性和灵活的转向性能,能适应复杂的藕田作业环境;射流冲刷方式为摆动射流,由提升液压缸和摆动液压缸分别带动喷嘴阵列上升、下降和左右循环摆动作业;能进行坡度0°~40°的转场作业,作业幅宽为2.3m,能够对莲藕表层以上淤泥快速有效冲刷。在3个不同藕田进行了莲藕采收试验,试验结果表明,该机器能适应100cm以下不同水深的藕田,采藕机莲藕采净率大于等于95%,莲藕损伤率小于等于5%,作业油耗率小于等于215g/(kW〖DK〗·h),作业时行驶速度和平均工作效率分别为3m/min和0.04hm2/h,采收效率为人工采藕效率的4~5倍。采藕机工作性能稳定,能够射流冲刷掉莲藕表面淤泥且未损伤莲藕,满足莲藕采收要求。     

黄花苜蓿收获机设计与试验

针对黄花苜蓿收割难度大、成本高、效率低制约其大规模推广的问题,设计一种能实现黄花苜蓿收割与收集的手扶电动式收获机。介绍该机的整体结构并对切割装置、收集装置和传动装置等关键部件进行参数设计,设计刀片节距为34 mm,单个动刀的行程17 mm,切割功耗为1.175 kW,风机功率消耗为0.124 3 kW,主风管尺寸为30～50 mm,支分管为15～25 mm,选用电机功率为2.2 kW;为测试该机作业性能,基于响应面分析法进行田间作业试验,结果表明,该机的最佳作业参数为:作业速度0.72 m/s,切割速度0.78 m/s,吹送速度1.29 m/s,此时收获机工作效率为0.091 2 hm~2/h,漏割率为1.75%;各因素对工作效率的因子贡献率为:吹送速度>切割速度>作业速度;各因素对漏割率的因子贡献率为:切割速度>作业速度>吹送速度。各项指标均达到设计要求,能实现稳定高效作业。     

鲜莲子去皮机设计与参数优化

鲜莲子莲皮紧紧依附在莲仁表面,采用手工去皮成本高、效率低,难以满足生产需求。由于缺乏对水射流去皮机理及参数的研究,造成莲子去皮率低、损伤率高,为此设计一款基于水射流去皮的鲜莲子去皮机。将水射流压力、水射流倾角以及带轮直径作为影响去皮效果的因素,以去皮率、损伤率、带帽头率、开边率、掉莲率为评价指标,采用Design-Expert软件进行三因素三水平的响应曲面优化试验。结果表明：对去皮率、损伤率以及带帽头率的影响程度从大到小均依次为水射流压力、水射流倾角、带轮直径;对开边率的影响程度从大到小依次为水射流倾角、水射流压力,带轮直径对开边率的影响非常小;掉莲率都在1%左右,与3个影响因素无关。优化后最佳作业参数分别为：水射流压力0.7MPa、水射流倾角18°、带轮直径68mm,其指标预测值分别为：去皮率91.16%、损伤率0.96%、带帽头率2.40%、开边率0.04%。采用优化后的参数进行验证试验,得出去皮率为92.63%、损伤率为1.24%、带帽头率为2.72%、开边率为0.21%,各项指标的试验结果与理论预测结果的绝对误差均小于1.5%,验证了模型与所优化参数的合理性。     

大蒜收获机浮动切根装置作业机理分析与参数优化

为深入研究大蒜浮动切根装置的作业机理和作业质量提升技术途径,对大蒜根系浮动切割作业过程中的力学特性进行理论研究,推导了切根作业过程鳞茎碰撞动力学方程,得出鳞茎初始碰撞相对速度是影响碰撞损伤的关键参数;分析了根系滑切原理,建立了刀刃切割阻力力学模型,分析了根系群切割阻力的形成原因;运用高速摄影技术解析了鳞茎碰撞、根系群扰动和断裂等力学行为的产生过程。针对影响切根作业质量的主要因素进行了响应面试验,建立了伤蒜率、切净率预测数学模型,分析了各因素对伤蒜率、切净率的影响,并进行了综合参数优化,得到浮动切根装置较优参数组合为：输送速度1m/s、切刀转速2600r/min、刃口倾斜角33°、螺旋防护栅螺距28mm,试验测定伤蒜率为2.78%,切净率为93.17%,各项作业指标满足大蒜机械化收获切根作业要求。     

鲜食莲籽剥壳机多通道集成式剥壳机构设计与试验

针对鲜食莲籽剥壳加工困难、损失率高的问题,设计了一种多通道集成式剥壳机构。该机构由多通道仿形凹槽轮、外刃齿板、内外刀盘等结构组成,可实现莲籽单粒排出、姿态调整与环切。仿形凹槽可保护莲籽避免因刀具切割、输送挤压而带来的破损。对剥壳机构工作过程进行理论分析和参数计算,确定了影响剥壳性能的主要结构和工作参数。采用EDEM离散元软件仿真分析了齿形结构、刃齿间距、齿间距、剥壳轮转速对莲籽排出、姿态调整的影响;采用ADAMS虚拟样机软件对莲籽在剥壳机构内的运动轨迹进行了仿真。根据理论计算与仿真结果完成了样机试制,并在样机上开展试验验证。以产自湖北省洪湖市的含水率大于64.2%的太空莲36号鲜莲籽为试验对象,以齿形、刃齿距、齿间距为影响因素,以剥壳率为评价指标,开展了三因素拟水平正交试验,结果表明对剥壳率的影响由大到小依次为齿形、齿间距、刃齿距,最优因素水平组合为向心齿、齿间距5 mm、刃齿距82 mm,在此条件下,剥壳率为97%。设计的剥壳机构能够满足乳熟期、蜡熟期莲籽剥壳的实际生产需要。     

大功率莲藕采收机的研制

提出了一种新型的大功率莲藕采收机,结合了铲掘式和喷流式两种采藕方式,采用特殊定制的底盘加高式履带拖拉机,利用车体前端铲斗配合高压水枪将莲藕与淤泥分离,并通过车体底盘下端输送系统与车体后端收集系统对莲藕进行采集。对莲藕采收机整体的功率消耗类比旋耕机及推土机功耗进行了计算,进行了冲水系统的流量计算及水泵的选型。加工样机在藕田中完成田间试验,结果表明:最大行进速度3m/min,挖掘幅宽大于2.2m,平均工作效率396m^2/h,远大于人工采藕效率,且工作稳定,性能优良,可有效对40cm以下水深的浅水藕塘进行莲藕挖掘。     

小区自走式旋耕机的设计优化与试验研究

以小区自走式旋耕机为研究对象,对其结构组成及工作原理进行了分析,并针对玉米根茬地旋耕作业的要求,采用Box—Behnken中心组合试验设计方法对玉米根茬地进行了较为详尽的田间试验。结果表明:当旋耕机前进速度为0.6m/s、刀轴转速为224r/min、刀齿齿数为11片时,旋耕深度达到13cm,玉米根茬破碎率达到9 5%以上,基本满足了小区作业要求。     

莲藕收获机械研究现状与发展趋势

随着我国莲藕产业的不断发展,莲藕机械化收获技术在我国越来越受到重视,研制可靠的莲藕收获机械成为我国莲藕产业现代化进程中最重要的一环。为此,综述分析莲藕植物特性以及收获要求,对国内外莲藕收获机械进行对比分析,总结归纳我国莲藕收获机械的类型以及优缺点,列举我国莲藕收获机械的代表性的研发成果,指出目前我国莲藕收获机械存在莲藕种植模式不统一;莲藕收获机械自动化程度低以及机械结构和功能单一等问题。并结合我国国情提出规范莲藕区域标准化种植模式、制定莲藕收获机的标准要求以及加大对莲藕收获机械关键技术的研究等发展建议,为莲藕收获机械的进一步发展提供参考。     

玉米根茬挖切装置功耗影响因素试验研究

针对秸秆还田机对根茬处理效果较差、功率损耗较大等问题,提出了一种安装在玉米秸秆还田机上的玉米根茬挖切装置。以刀轴转速、台车前进速度、挖茬深度为因素,挖茬功耗为指标,运用二次回归正交旋转试验方法安排试验,建立了挖茬功耗与各影响因素之间的回归数学模型。通过Design-Expert 8.0软件对试验参数进行优化,确定刀轴转速640r/min,台车前进速度1.2m/s,挖茬深度31mm为最佳参数组合,此时玉米根茬挖切装置的挖茬功耗为615W,表明该组合下试验误差较小。同时,对刀轴转速做了单因素试验,用Origin 8.0进行数据拟合并绘图,计算显示:固定挖茬深度为31mm、台车前进速度为1.2m/s条件下,完成根茬挖切作业的最低刀轴转速为626r/min。