柔性带式食葵取盘收获机设计与试验

为提高新疆地区食葵收获机械化水平，针对插盘晾晒、分段收获人工成本高、劳动强度大等问题，模仿人工收获工作原理设计一款柔性带式食葵取盘收获机，该机主要部件为模拟人工双手取盘的柔性带式取盘装置和模拟人工敲击葵盘的脱粒装置。根据葵盘的物理特性和取盘的运动过程分析，确定取盘装置中输送带带宽为130 mm、葵秆与竖直方向夹角为11.7°、脱粒辊直径为80 mm、脱粒辊间的间距为170 mm。依据Box Benhnken的中心组合试验方法，以机具行进速度、脱粒辊转速及脱粒辊转差率为试验因素，籽粒损失率为试验指标，开展试验。结果表明：各因素对损失率显著顺序依次为脱粒辊转速、机具行进速度、脱粒辊转差率，最优组合为机具行进速度0.32 m/s、脱粒辊转速400 r/min及脱粒辊转差率016，该参数组合下食葵籽粒损失率为2.97%，所设计的机具基本达到低损收获的设计要求，为插盘式食葵机械收获技术提供参考。     

食葵采收台凸轮机构设计与试验

针对新疆食葵的种植模式进行实地调研,设计一种以凸轮机构为核心的食葵捡拾装置。通过理论分析,确定凸轮机构基本参数,建立凸轮曲线参数方程。基于SolidWorks软件,构建凸轮机构的三维模型并进行运动学仿真,制作食葵采收台样机并进行田间试验,试验结果表明,当插盘高度为650 mm、变速箱输入轴转速为720 r/min、机组前进速度为0.88 m/s时,凸轮机构满足设计要求,整机收获总损失率低于5%,符合新疆食葵田间作业要求。     

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。     

往复拨杆式食葵盘收获台的设计与试验

针对目前食葵盘采收完全依靠人工效率低、劳动强度大等问题,结合新疆食葵种植模式,分析人工取盘作业特点,确定了食葵盘收获台的整体方案,并对食葵收获台进行了结构设计。同时,分析了往复拨杆的行程要求,结合传动角条件,确定了各杆件尺寸参数,验证了机构设计的合理性;设计了锁止销机构用于锁定食葵茎秆;分析并确定了螺旋输送器的结构和工作参数。试制物理样机并进行了田间试验,结果表明:整机工作平稳,基本可以满足食葵盘采收作业。同时,对样机工作过程存在的具体问题进行分析并提出解决措施,为食葵收获台的后续研发提供了理论和试验基础。     

盘刷式矮密栽培落地红枣集条装置研制

针对新疆落地红枣人工集条劳动强度大、机械化程度低的问题,研制一种与落地红枣捡拾机配套的红枣集条装置。重点设计避障系统和仿形机构等关键部件,确定盘刷、液压缸行程和仿形机构的工作参数,结合避障工况需求,设计扫盘避障液压系统并对液压元件进行计算选型。以盘刷转速、盘刷前倾角和前进速度为影响因素,集条率和破损率为评价指标,开展三因素三水平正交组合试验,结果表明：各因素对集条率影响显著性顺序为盘刷前倾角、前进速度、盘刷转速,各因素对破损率影响显著性顺序为盘刷转速、前进速度、盘刷前倾角;采用多元统计分析方法得出最优水平组合为前进速度08 m/s、盘刷转速200 r/min、盘刷前倾角15°,此时集条率为97.54%、破损率为1.11%;在最佳参数组合下进行田间验证试验,集条率为96.64%,破损率为1.13%,试验值与理论预测值相对误差分别为0.93%、1.77%,各项指标符合设计要求。     

温室穴盘钵苗成排取苗移植手部件设计与试验

温室穴盘钵苗成苗后需要从穴盘移植到培养槽孔,但因人工作业效率低,限制了其规模化生产。为实现高效、高质量自动化移栽作业,本文设计一种用于温室穴盘钵苗高速取、放苗移栽作业的爪片插入式成排移植手部件,分析取苗作业过程移植手的受力及取放苗过程移植手的变形,结合ADAMS刚柔耦合仿真试验开展植苗手优化设计,确定爪片尖点拟合曲线及移植手抓取穴盘钵苗的运行轨迹。以移植手取苗深度、基质含水率、升降速度和水平横移速度为试验因素,开展成排移植手部件取、放苗正交试验,并确定最佳参数组合。结果表明,当取苗深度48mm、基质含水率69.9%、升降速度0.24m/s和水平横移速度0.35m/s时,取放苗成功率为97.9%,效率10322株/h,满足高速、高效移栽要求。该研究为温室穴盘钵苗高速移栽部件的国产化开发提供参考。     

5TK-1400型移动式食葵取籽机研制成功

<正>一、研发5TK-1400型移动式食葵取籽机的意义目前,新疆粮食作物的收获机械相对比较成熟,特色经济作物的收获机械研发相对滞后,特别是食葵收获机械目前还处于空白状态。食葵是一种特色经济作物,因其耐旱,种植成本低、收益高。特别是近几年,食葵价格的不断提高为广大种植户带来了相当可观的经济效益,自治区每年食葵种植面积呈上升趋势。据不完全统计,食葵种植面积近几年达200多万亩,但随着食葵种植面积的不断扩大,采用人工收获     

新型单行食葵取盘装置的设计与振动研究

针对食葵收获耗费人力、财力及效率低等问题,设计了新型单行食葵取盘装置,并利用Solid Works建立了取盘装置的三维模型。该装置主要由取盘组件和曲柄摇杆机构两部分组成,取盘组件由分禾器、止回销及脱盘缺口构成。采用三相异步电动机通过带传动驱动曲柄摇杆机构实现往复直线运动,运用Solid Works Motion对曲柄摇杆机构进行了运动仿真及分析。通过振动研究,为样机的试制奠定了基础。     

基于Fluent/EDEM的水稻精量排种盘参数化设计与仿真分析

为解决气吸式水稻精量播种机排种器在作业中存在排种稳定性差等问题,利用有限元与离散元仿真方法设计并优化气吸式精量育种用排种盘。利用离散元仿真方法探究排种盘的扰种性能,利用排种器内水稻种子的运动速度来判定排种器内扰种部件最优的结构参数。通过有限元分析,以气吸式排种器中吸气口处的压强大小以判定排种盘最佳结构参数,进行排种盘流场的仿真优化设计与验证。通过仿真分析,获得最优状态下排种盘的最优结构参数:排种盘总厚度为3 mm、扰种台的高度为2 mm,其内部表面形状为圆弧状结构,并利用Ansys Fluent进行流场分析与验证。     

双凸轮控制的水稻工厂化育秧有序铺盘机构设计与试验

针对目前水稻工厂化育秧过程中田间人工逐一铺盘导致的劳动强度大、作业成本高等问题,设计了对称布置组合双凸轮控制的自动铺盘机构,对其工作原理进行分析,以完成对叠摞秧盘的有序托盘、卡盘、放盘和回托4个动作,最终获得逐一铺盘的效果。建立了机构参数计算模型,编写了辅助分析和设计软件,优选得到一组较优机构参数：两凸轮基圆半径R1=15mm、R2=16mm,关键长度参数l1=15mm,l2=40mm,l3=30mm。研制了样机并采用正交试验设计方法进行了试验,结果表明,当铺盘机构的电机转速为600r/min,以每摞10个秧盘放入秧盘箱中,铺盘小车以速度50mm/s在龙门桁架上移动,距离地面约100mm的高度进行铺盘,总铺盘合格率达到97.16%,铺盘效率为360盘/h。该机构可以作为田间自动铺盘设备,以人工逐摞放盘取代人工逐个铺盘,降低了人工铺盘劳动强度,也可集成在育秧播种线上作为自动供盘装置。     

玉米大豆兼用腔盘组合孔式排种盘设计与充种性能试验

针对玉米大豆带状复合种植条件下传统机械式排种器不易实现二者兼用精量排种要求、现有气力式排种器排种速度提高因型孔漏充存在漏播断条等问题,设计了一种具有腔盘组合孔结构的排种盘,分析确定了排种盘关键结构参数,构建了吸附过程和吸运过程力学模型。应用EDEM离散元仿真与台架试验相结合的方法进行了排种盘型式优选试验,结果得出：腔盘组合孔式排种盘具有提高充种室种群定向运移平均速度和增大拖拽充种角的作用,有效抑制了型孔漏充率。以安装优选种盘的玉豆兼用排种器为对象,以机组前进速度和工作负压为试验因素,以漏充率和充种合格率为试验指标,采用二因素全因子试验设计开展了充种性能试验,结果表明：当机组前进速度为4.0～7.0 km/h、工作负压在3.0～4.0 kPa时,玉米和大豆种子漏充率均小于3.6%、充种合格率均不小于96%。田间验证试验表明,在机组前进速度为4.0～7.0 km/h、工作负压为3.0～4.0 kPa条件下,腔盘组合孔式排种盘的排种器播种玉米和大豆漏充率分别不大于3.8%、4.2%;当工作负压为3.0 kPa、机组前进速度为7.0 km/h时,自扰动腔盘组合孔式排种盘相比无扰动平面排种盘,播...     

拉茎辊式油葵割台的参数优化及试验

为有效提高油葵割台的收获性能,针对目前油葵割台装置工作效率低、丢盘及损失率较高等问题,结合油葵种植特点,设计了一种拉茎辊式油葵割台.首先,阐述了机具的整体结构和工作原理;然后,根据理论分析及前期试验确定以前进速度、拉茎辊转速、分禾器倾角为试验因素,油葵籽粒损失率为目标值,利用Design-expert数据处理软件对其目...     

食葵联合收获割脱一体式割台设计与试验

针对食葵机械化收获过程割台损失大、葵盘输送过程籽粒表皮易划伤、脱粒过程籽粒破损严重等问题,根据食葵生物力学特性、种植模式及机械化收获要求,在传统割台的基础上增设脱粒装置,设计了集分禾、扶禾、拨禾、切割、输送及脱粒等功能于一体的食葵联合收获割台装置,葵盘在割台上实现脱粒,有效缩短了葵盘输送路径,为后续提高清选质量奠定基础。为降低割台损失,依据适收期食葵植株姿态,设计了一种不对行拨杆式拨禾轮,并设计了侧边倾角30°的分禾器,同时在相邻分禾器之间增加软毛刷收集碰撞飞溅籽粒;为减少脱粒过程籽粒破损,设计一种轴流螺旋滚筒式脱粒装置;基于物料抛送过程动力学和运动学分析,得出螺旋输送器拨板安装倾角为18°时葵盘较顺畅进入脱粒装置。为验证割台结构设计的可行性,开展了田间试验,结果表明,留茬高度为700 mm时,联合收获机在1.21～2.11 m/s范围内5组不同速度条件下进行田间作业,割台损失率不大于3%、未脱净率不大于2%、破损率不大于3%,均能够满足食葵收获要求。     

基于ADAMS的油菜割晒机顺向侧铺装置参数优化与试验

针对常规立式油菜割晒机多采用侧边铺放方式,茎秆铺放方向与机组前进方向垂直,油菜茎秆铺放角差异大、姿态各异,易导致后续捡拾作业喂入量波动和捡拾不彻底等现实问题,提出了一种油菜割晒机顺向侧铺装置,分析了关键部件作业参数,基于ADAMS开展了铺放质量的仿真优化试验。利用运动学与动力学分析了割台排禾口处茎秆的平抛运动过程及其落地后的定轴转动过程,结合茎秆铺放角形成机理,计算得出拨禾星轮齿数为7、转动角速度为6.27rad/s,确定了排禾导向板曲线参数方程;基于ADAMS构建了油菜茎秆顺向侧铺装置的多体运动学仿真模型,以机组前进速度、横向输送链速比、割台倾角为因素,以茎秆铺放角为评价指标,开展了Box-Behnken仿真试验,以铺放角最小为目标构建了优化目标函数,运用Design-Expert软件求解得到最佳参数组合并开展了仿真和田间验证试验。Box-Behnken试验结果表明,最佳参数组合为机组前进速度0.93m/s、横向输送链速比1.11、割台倾角117.93°,理论最优铺放角为15.25°。仿真验证试验结果表明,在最佳参数组合条件下,铺放角仿真值为14.42°,与理论值相对误差为5.4%。田间试验结果表明,油菜顺向侧铺装置作业顺畅、无堵塞,油菜茎秆平均铺放角为17.25°、平均铺放宽度为752mm、平均铺放层高度为323mm,可满足实际生产需求。该研究可为立式油菜割晒机铺放装置结构改进和优化提供参考。     

大豆联合收获机拨禾轮作用机理分析与参数优化

为降低大豆联合收获机割台损失率,本文通过分析收获过程得出拨禾轮作用范围、茎秆回弹、拨禾轮高度对割台损失率的影响规律;以最小割台损失率为目标,利用ANSYS-ADAMS联合仿真探究收获不同高度大豆的拨禾轮最优参数。使用ANSYS软件建立大豆植株柔性模型,在ADAMS软件中建立拨禾轮-大豆茎秆刚柔耦合模型,通过单因素预试验确定关键参数的范围,以大豆联合收获机拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离和大豆植株高度为试验因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标开展四因素五水平二次回归中心组合仿真试验,建立了试验因素与试验指标间的数学模型,建立以作用程度最大、拨禾碰撞力最小为目标的优化方程,确定大豆联合收获机拨禾轮最优拨禾速比、最优前移距离、最优高度与大豆植株高度之间存在线性对应关系,大豆联合收获机拔禾轮参数对碰撞力与作用程度影响主次顺序为：拨禾速比、拨禾轮高度、拨禾轮前移距离。开展以拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离为因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标的仿真试验和以割台损失率为指标的田间试验,模型计算与仿真的碰撞力偏差平均为1.18 N,拨禾轮作用程度偏差量平均...     

我国葵花收获机研究现状及发展前景

葵花子是我国重要的油料及食品加工原料。研发适合我国农业现状的葵花收获机械,对降低劳动强度、提高葵花收获效率和提高我国农民的经济实力有重要的意义。国外发达国家已经基本上实现葵花收获机械化,葵花收获机向大型化、通用化、专业化、人性化和智能化发展。我国葵花收获机械研制起步较晚,虽有产品生产,但技术都不太成熟,葵花收获机械化水平较低。分析了国内外葵花收获技术研究现状,结合我国葵花油葵、食葵和种植行距不统一的现状,探讨我国葵花联合收获机的市场需求及收获机的种类及优缺点,同时提出了我国葵花收获机发展的政策建议。      

果树专用饼状缓释肥递肥机构设计与优化

针对现代果园生产过程中出现的化肥施用不当、浪费资源、污染环境等问题,提出果园缓释肥施肥方法。缓释肥料由于肥力释放速率、方式和持续时间已知并可控制而被推广,发展潜力大,但目前缓释肥施肥以手工施肥为主,劳动强度大,作业效率低。为解决这些问题,提出了一种缓释肥施肥机凸轮递肥机构。该机构由单片机、步进电机、凸轮、推杆及递肥盒构成,实现可控单一递肥。基于碰撞函数接触算法(IMPACT-Functionbased Contact)对不同基圆半径R的凸轮进行仿真,通过对凸轮递肥机构的仿真试验,获取凸轮机构与推杆机构之间的接触力数据及推杆运动时的加速度和速度数据。通过对所得数据进行分析,优化凸轮基圆半径,结果表明:当基圆半径为105mm时,不仅可以减少材料成本,而且凸轮与推杆之间的挤压与接触力、推杆运动的加速度和速度在要求范围内实现多目标最优。