差速式三通道鲜杏动态定向输送装置设计与试验

针对杏干加工过程中鲜杏切瓣劳动强度大、效率低、质量差和卫生难以保障等问题,在对鲜杏几何特性及空间三轴旋转转动惯量研究基础上,提出了基于空间几何最小作用量原理的差速带式鲜杏动态定向输送原理,确定了样机的总体结构方案;进行了差速式鲜杏定向输送机理分析和关键工作部件的结构设计,设计了相应的鲜杏动态定向输送装置;以赛买提鲜杏为试验对象,以定向带/夹持带速比、定向带上口间隙和鲜杏尺寸为试验因素,定向准确率和切割准确率为试验指标,进行了鲜杏动态定向输送装置的性能试验;通过正交试验分析表明:定向带与夹持带速比为6.52,定向带上口间隙为15 mm,鲜杏横径尺寸为32.1~35.0 mm时,鲜杏在输送过程中的定向准确率为87.4%,切割准确率为85.6%。     

往复式杏刺孔机的设计

在制作以杏为原料的果脯和蜜饯时为进行渗糖、着色、干燥等处理,设计了往复式刺孔机.采用间歇运动和往复运动相配合的刺孔机构,对杏刺孔.阐述了动力传送、刺果板的上下运动、果实的输送装置以及间歇运动装置等工作原理和设计过程.     

杏果输送过程中定向稳定性的试验研究-基于正交试验

杏果输送过程中定向稳定性问题的关键所在是寻找影响定向成功率的主要因素,将各影响因素经过科学的组合对比,找到最佳组合,提高水果在实际生产过程中的定向成功率。为此,利用正交试验、高速摄像仪和动应变测量系统相结合的方法确定影响杏果定向成功率的主要因素,即入口通道宽度(D)、夹持带的速度大小(V)、杏子尺寸大小(I)。通过正交对比试验,得知底部输送带采用齿皮带时比光皮带的定向效果好,最佳试验因素组合是D=30mm、V=1.29m/s、I=34~35mm。利用高速摄像观测统计发现:杏果大部分在定向通道的第3区域达到定向稳定。考虑夹持片对输送带振动影响的情况下,统计出杏子的定向稳定区域主要集中于输送通道的第3区域,为杏子切刀的位置选择提供了依据。     

禽蛋大小头自动定向排列中轴向运动机理研究

为了探讨禽蛋大小头自动定向排列关键技术的设计计算方法,对禽蛋在输送支撑辊子上的轴向运动进行了动力学和运动规律分析及机理研究,并进行了试验验证。研究表明,禽蛋在输送支撑辊子上的轴向运动符合交错轴摩擦轮传动原理,构建了禽蛋在输送支撑辊子上轴向运动位移的理论计算方法和禽蛋与支撑辊子之间的传动关系模型,建立了禽蛋轴向运动参数测试方法和实际计算方法,洋鸡蛋在输送支撑辊子上的轴向运动实际位移的变化规律与理论计算结果吻合,修正系数为0.55(直径30 mm、中心距57 mm、输送速度57 mm/s)。用交错轴摩擦轮传动原理分析禽蛋在输送支撑辊子上的轴向运动是正确、可行的,为禽蛋大小头自动定向排列装置的设计计算奠定了理论基础。     

加工番茄果秧分离装置运动过程分析

为了深入研究加工番茄果秧分离特性,分析了加工番茄果秧分离装置激振器的运动过程,利用达朗贝尔原理建立其理论模型。利用SolidWorks对激振器的运动过程进行了仿真,并在FS-35型加工番茄果秧分离试验台上,利用高速摄像机拍摄了分离滚筒的运动过程,利用Blaster’s Mas软件对录像进行了处理和分析。分析结果表明,理论模型与实际运动吻合较好,验证了理论模型的正确性。     

四元数在杏果定向输送过程中的应用与研究

针对单轴对称水果杏子在输送过程中的运动,以刚体动力学为基础,建立欧拉动力学方程,通过四元数转换,得到一组关于角速度与四元数的方程组;然后运用MatLab[1]对其运动状态进行仿真,得到运动轨迹,通过正交试验来验证四元数在单轴对称水果输送过程中的正确性。MatLab仿真结果表明,在施加微小力矩情况下,杏子在定向过程中绕固定轴转动。正交实验得到的最优组合为:高速、宽口、大横径。由杏子在输送过程中的运动状态以及正交试验的对比,有效地证明了四元数在单轴水果输送过程中的可行性,为杏子的切分提供必要的理论依据。     

甘蔗收割机物流虚拟试验

通过PRO/E和ADAMS虚拟样机技术对甘蔗收割机的整机及关键部件进行动力学仿真,分别对扶起装置、切割装置、夹持输送装置、铺放输送装置和剥叶装置等关键技术进行虚拟试验,研究了各部件收获甘蔗时的物流过程。通过高速摄影试验,分析扶起装置与夹持输送装置衔接过程并进行了田间试验验证。结果表明,虚拟样机能够顺利实现甘蔗的扶起、切割、夹持输送、铺放输送和剥叶等工序,可为生产物理样机提供参考。     

多级切流式花生捡拾收获机摘果输送装置设计与试验

全喂入切流式花生摘果作业方式作为花生机械化收获的主要手段,存在有效摘果时间短、损失率高的问题。为此设计一种多级切流式花生捡拾收获机摘果输送装置,主要由多级滚筒、前输送板、驱振轴和后输送板等组成,将传统花生捡拾收获机的摘果装置与输送装置一体化,采用7级滚筒串联与振动输送组合的结构形式实现摘果与输送协同作业。本文在对关键部件作业原理分析的基础上进行结构和参数设计;采用离散元软件EDEM仿真优化方法对输送板的运动参数（方向角、振幅、频率）进行仿真分析;以花生主产区典型品种“大白沙”作为研究对象,通过田间试验对摘果输送装置的作业性能进行试验验证。结果表明,当花生植株喂入量5.6kg/s、二级滚筒转速325r/min、其他滚筒转速239r/min、输送板方向角25°、振幅45mm、频率7Hz时,花生摘净率98.41%,破损率4.76%,夹带损失率1.46%。各项性能均满足设计要求。     

酿酒葡萄收获机输送装置运动分析及仿真

酿酒葡萄收获机输送装置由导轨、集果系统、传动系统及辅助部件组成。对驱动拨爪链的多边形效应进行了运动学分析,得出驱动拨爪链速度及速度不均匀系数的关系表达式。利用ADAMS对装置输送链的运动过程和受力进行了仿真,获得两链轮的角速度、角加速度、转矩及驱动拨爪链条的速度、加速度的变化规律,且得知从动链轮相对主动链轮运动平稳。     

新疆杏类果品干燥技术研究发展动态

杏果是新疆特色农产品,品质较高,但由于地理原因,鲜果运输困难。将杏果干燥可增加农产品附加值,提升杏果的品质效益。本文总结了新疆各类杏的特点,对小白杏、赛买提杏、吊干杏等品种的种植面积、产量特点进行了整理,梳理了干燥过程中可借鉴的干燥技术与检测方法,提出了结合新疆需求开展干燥技术适应性研究的对策;总结了新疆最具代表性的吊干杏自然干燥方法、杏果成熟期与干燥品质的关系、糖酸比的干燥控制、工艺模拟等问题;结合新疆实际情况,模拟自然晾干过程的干燥方法,对干燥技术进行改进,可为研究新疆杏果干燥技术提供参考。     

花生捡拾联合收获机喂入输送装置的设计与试验

针对目前花生捡拾联合收获机捡拾台螺旋喂入与升运输送过程中秧果易拥堵而造成荚果破碎高等问题，设计了一种花生捡拾联合收获机喂入输送装置。通过动力学与运动学的秧果喂入和输送过程分析，开展花生秧果与搅龙输送装置、花生秧果与链靶升运装置的互作关系研究；通过理论分析与计算，确定秧果喂入和输送关键部件的结构和运动参数，并进行集成研究。以田间自然晾晒3～5天的花生植株为材料，以输送率、荚果破碎率为试验指标，以喂入量、喂入搅龙转速、喂入口输送间隙为因素进行台架试验，结果表明：当喂入量3kg/s、喂入搅龙转速150r/min、喂入口输送间隙90mm时，作业性能达到最优，输送率为99.83%,荚果破碎率为0.28%,输送过程稳定可靠，未发生堵塞现象，满足花生联合收获机的作业要求。     

禽蛋大小头自动定向排列系统设计

为了实现包装鲜禽蛋大小头朝向一致,设计了由支撑辊子输送系统、限位导向系统和调速系统组成的禽蛋大小头自动定向排列装置。根据机械传动原理,建立了禽蛋轴向运动和定向翻转运动的设计计算方法,并确定了装置的结构参数。试验表明,禽蛋轴向运动稳定可靠,翻转过程流畅、翻转姿态稳定可靠,禽蛋定向正确率达到100%;装置的单处理通道禽蛋定向速度为0.87～1.22枚/s,额定处理能力(2通道)为7 200枚/h。     

油茶果采摘机输送液压马达动态特性研究——基于MATLAB/Simulink

输送液压马达提供了油茶果采摘机输送系统的动力,其动态性能对输送系统的稳定性有较大影响。为此,以液压马达的流量连续性方程以及力矩平衡方程为研究基础,运用MATLAB/Simulink软件建立其动态仿真模型,根据马达型号代入相关参数后仿真验证模型的准确性并分析输送系统的动态特性。     

鲜杏外部缺陷在线检测系统

为了有效实施对鲜杏表面缺陷的快速检测,基于LabVIEW软件平台和IMAQ Vision视觉工具包,开发了可同时检测鲜杏表面磨伤、日灼、霉变及碰伤缺陷的在线视觉检测系统。该系统包含图像在线采集和处理识别模块。最后,通过对搭建的系统在水平输送速度为0.063m/s条件下,对190个各类鲜杏样本进行RGB彩色图像采集,然后提取G单分量图像并依次采用中值滤波、图像灰度变换、阈值分割及形态学处理等算法对缺陷鲜杏图像进行处理和分析,得到正常果、磨伤果、日灼果、霉变果、碰伤果检测的准确率分别为88.00%、73.33%、80.00%、8 2.5 0%、8 7.5 0%,整体在线识别率达到8 3.1 5%。     

电动蔗叶切段还田机输送机构仿真分析

为探究蔗叶还田机输送机构两侧蔗叶输送效率低的原因，利用LS-DYNA软件建立了刷辊输送蔗叶的有限元模型，得到了蔗叶的应力场变化和运动姿态，并对蔗叶的折角变化、位移情况以及质量分布进行了详细分析。仿真结果表明：输送过程中两侧蔗叶被折弯成接近直角，蔗叶质量分布规律为两侧多、中间少。用高速摄影试验对建模与模拟进行了验证，结果表明：模拟与试验吻合性较好，蔗叶折弯角度最大值相对误差小于3.60%,曲线相关系数为0.950,蔗叶变形情况、质量分布情况与仿真分析结果一致。     

混合动力拖拉机动力耦合装置动力学特性研究

对混合动力拖拉机动力耦合装置动力学特性进行了研究。对其进行了理论分析、仿真研究、试验验证。首先进行静力学、运动学分析;其次计算动能、等效转动惯量、广义力,分析其动力学特性;最后建立动力耦合装置系统的拉格朗日方程。在此基础上利用SimulationX建立了系统的动力学模型,并进行仿真研究。利用自行搭建的混合动力拖拉机试验台,进行试验验证,研究结果表明,该动力耦合装置实现了差速传动,满足了设计要求,为混合动力拖拉机驱动系统的设计提供参考。     

半喂入花生摘果装置优化设计与试验

在自行设计的半喂入花生摘果试验台上对半喂入花生摘果装置结构参数和运动参数进行优化设计与试验.在摘果过程运动分析的基础上,确定花生果系在摘果段的理想位置状态和参数关系,使花生果系由底向上、渐进有序穿过最佳摘果区,摘果强度均匀.分析了摘果频率和摘果强度的影响因素及对作业性能的影响.采用摘果机理分析和试验验证相结合的方法,确定采用后倾弧形板摘果叶片,单辊配置6个叶片.通过多指标响应面综合试验,优化确定摘果装置的结构和作业参数组合为:摘果辊长度1 200 mm、链辊夹角7.2°、辊筒直径152.5 mm、重叠距离5 mm、摘果辊转速371 r/min和夹持输送速度1.025 m/s.     

油茶果籽壳分级筛选装置设计与试验

【目的】油茶果的脱壳分级筛选绝大部分靠人工进行,费时费力,研究油茶果籽壳的分级筛选对茶油的精深加工具有重要意义。【方法】课题组设计了一种油茶果籽壳三级筛选装置,并利用SolidWorks软件对装置进行建模,对执行机构连杆进行运动仿真,分析验证分级筛选装置设计有效性和机构运动合理性。【结果】该油茶果籽壳分级筛选装置可以有效实现大、中、小籽和壳的分级筛选,分级效率较高;执行机构运动呈周期性变化,机构设计合理。【结论】1）该分级筛选原理和机构可应用于类似果蔬分级生产中,具有良好适应性。2）三级筛分出来油茶果籽壳有混杂,籽和壳有效分离后续仍需进一步研究。     

基于CFD-DEM油茶果负压吸附系统数值模拟及试验研究

针对研发的负压吸附系统在对油茶果进行气力收集时有阻塞及能耗高等问题,从输送管道的管径、弯径比及输送气速3个方面对系统收集性能进行研究,开展管道内油茶果气固两相流的数值模拟。数值模拟通过离散元素法(DEM)和计算流体力学(CFD)耦合求解,组成离散元模型与计算流体力学模型,以CFD求解连续气相流场,以DEM求解离散颗粒运动及受力。仿真结果表明:对吸附性能的影响因素从大到小为管径、输送气速、弯径比,在输送气速为38m/s、弯径比为1及管径为80mm时,系统质量流量达到最优。同时,对此参数下管道内不同阶段颗粒平均动能及不同位置处颗粒速度进行分析,并进行了样机吸附性正交试验,结果表明:管径对吸附性能影响最大,其次为输送气速、弯径比,与数值仿真结果一致;管径为80mm、弯径比为1及输送气速为38m/s时,负压吸附系统质量流量的试验值最优为0.66kg/s,同一条件下的仿真值为0.902kg/s,两者之间相对误差为26.8%,试验与数值模拟结果基本吻合。     

叶片式抛送装置出料管内物料运动仿真与结构改进

为了提高叶片式抛送装置的输送效率、增加抛送距离,通过理论分析建立了出料管内物料运动的数学模型;基于此模型采用计算流体力学软件Fluent中的欧拉-拉格朗日法对抛送装置内气固两相流动进行数值仿真,并将仿真结果与高速摄像实测结果比较验证其可靠性;在分析了物料运动规律基础上,对出料管截面形状、出料直管段高度及弯管段形状的不同变化进行了对比模拟。研究结果表明:圆形截面出料管最合理,方形截面次之,矩形截面最不合理;出料直管高度的最佳取值区间为[500,1 000]mm;弯管上壁为两段圆弧结合较一段圆弧阿基米德螺线、对数螺线及水平轴抛物线等更有利于输送物料。