柑橘育苗钵装填转运机设计与试验

目前国内柑橘育苗钵装填转运基本靠人工作业，生产效率低下。为了解决这一问题，该研究提出了一种可一次装填105钵的间歇式柑橘育苗钵机械装填转运机，采用EDEM对装填转运机基质分流过程进行分析，确定了基质分流部件分流板偏移量及高度的最佳参数组合，设计了卸料机构的连杆传动方案，计算了各杆长度，分析了车架结构的强度，确定了车架结构的尺寸参数，并设计了整机的控制电路。加工试验样机，在搅拌机设定转速下，重复装填转运试验10次。试验结果表明，样机运行稳定，单次基质装填平均量330.5 kg，单次装填钵数105钵，平均装填时间约60 s，转运装置行走速度可达1.2 m/s，苗钵卸载下落可靠，排列整齐；单个育苗钵的平均最大装填量3.23 kg，最小装填量3.03kg，平均装填量3.15 kg。样机结构设计合理，装填效率高，能够实现均匀装填、稳定转运的作业要求。研究结果可为后续柑橘苗钵装填转运设备的研制和优化提供参考。     

山地果园液压驱动轨道运输机控制系统的设计

设计适用于山地果园液压驱动轨道运输机的控制系统，为山地果园液压驱动轨道运输机械的设计提供支持，以提高运输车的安全性和智能性，实现自动控制。在分析液压驱动轨道运输机整机结构和该运输机频繁换向、小范围无极调速等工况基础上，基于PLC、电磁阀和无线通信模块等设计液压驱动山地果园运输机的控制系统。重点对控制系统进行总体分析，对控制装置的驱动模块、速度控制模块、制动模块、遥控和手动控制模块和抗干扰性着重设计，最后通过运输机各项功能和远程遥控试验，对控制系统的稳定性和功能进行试验研究。试验结果表明，该运输机控制系统性能可靠 ，能够实现运输车启动、制动、速度调节和急停等功能；PLC控制系统体积仅为继电器控制系统的14.8%，接线触点为1/20；山地远程遥控距离达455 m。所设计的控制系统运行稳定可靠、适应性强且体积小，满足运输机智能化和安全性控制要求。     

山地柑橘园固定喷药装置的设计与试验

为了解决山地非标准化柑橘园人工施药强度大、人力成本高等问题,提出了利用固定喷雾系统对柑橘园进行施药作业。根据柑橘树的形态特征,研制了与之相适应的固定喷药装置,重点对喷头的布置和固定支架进行了设计,并通过试验验证了固定喷药装置喷药的均匀性。试验结果表明:固定喷药系统喷药均匀性好,具有较好的使用经济性和市场推广应用前景。     

山地果园运输与喷雾机械的研究与应用

中国南方山地果园面积大和果品品质好,但目前山地果园生产用工量和劳动强度大、效率低,严重制约山地果园生产的可持续发展,因此山地果园机械化技术与装备的研发与应用显得越来越重要。本文介绍国家柑橘产业技术体系机械研究室华南农业大学和华中农业大学团队在山地果园运输和喷雾技术与装备的研究与应用进展。     

渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能

为解决牵引式果园运输机绳-轮驱动系统驱动轮绳槽磨损严重而导致牵引滑移失效的问题，该研究对基于渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能进行了分析。首先通过ANSYS软件探究了驱动轮表面应力应变随其硬度的变化规律；随后采用热扩散沉积（thermal diffusion, TD）技术对45钢驱动轮进行了渗钒与渗硼处理，并对渗层的显微结构、力学性能和摩擦磨损特性进行了对比分析，最后利用运输机模拟台架对渗层强化后驱动轮的应用性能进行了测试。结果表明：驱动轮渗钒层和渗硼层厚度分别为20.9和97.3 μm，均与基材结合较好；且由于渗层中碳化钒、硼化铁等硬质相的存在，渗钒层与渗硼层硬度分别达到22.08和13.45 GPa，较未处理前提升3～4倍；往复摩擦试验下渗钒层与渗硼层表面摩擦系数分别为0.47、0.44，较45钢分别下降19%、24%。运输机模拟台架应用性能测试表明，干摩擦下渗钒与渗硼处理后驱动轮的平均磨损量较45钢分别降低了88%和81%，其中渗钒驱动轮表面磨损较小；油润滑下渗钒与渗硼处理后驱动轮的平均磨损量较45钢分别降低了92%和85%。综上，热扩散渗钒与渗硼处理均可大幅提高驱动轮抗磨性，其中渗钒层具有更高的硬度与耐磨性，但在应用时需进行实时油润滑，更适合对满足定时维护条件下的驱动轮进行强化；而渗硼层耐磨性虽有所降低，但可在干摩擦下使用，更适合对野外山地环境下无法满足润滑的驱动轮进行强化。该研究结果可为改善牵引式果园运输机驱动轮耐磨性提供可行技术方案。     

一种并联缆绳牵引式山地果园运输机的建模与分析

为进一步提高山地果园运输机的灵活性与可重构性，设计一种缆绳牵引式无轨果园运输机，通过在果山上设立桩点，控制并联钢丝缆绳的运动来实现果园低空运输。在建立并联机构的三维空间路线模型基础上，分析运输机工作过程中缆绳的运动与受力，阐明运输过程中缆绳速度与牵引力的变化规律。仿真结果表明：基于并联结构的缆绳牵引式果园运输机在不同的运输路径偏角下，运输过程中的缆绳速度与牵引力的变化缓慢且均匀。并联机构保证了系统工作时的稳定性，其可重构的特点进一步扩大了运输机的适用范围。     

宽皮柑橘剥皮机去顶环切装置的设计与试验

为了提高宽皮柑橘果皮剥净率,为宽皮柑橘剥皮机设计了去顶环切装置,以去除柑橘果柄部果皮并沿最大果径环切一周将果皮划破。该装置主要由机架、对心机构、去顶机构、环切机构组成。工作时,柑橘固定,去顶刀刃逐渐旋切嵌入果柄处果皮,切断果柄周围果皮及橘络,在柑橘顶部旋出一个圆形的切痕并夹持住顶部果皮,在刀具箱上行的过程中,在刀刃挤压力和摩擦力的作用下带走柑橘顶部果皮,实现去顶;环切压盘随着刀具箱的下行压紧去顶后的柑橘,环切压盘上的压盘尖刺嵌入柑橘橘皮并卡住柑橘,此时,一侧的环切刀随着对心轴的转动嵌入柑橘果皮中;电机启动,环切压盘带动柑橘做旋转运动,环切刀在柑橘径向形成一周划痕,实现环切。对影响去顶性能和环切性能的热蒸气时间和刀轴转速进行的单因素试验结果表明:在热蒸气时间90 s、刀轴转速120r/min时,柑橘去顶成功率和去顶损伤率分别为96.7%、4.2%,柑橘环切率和环切损伤率分别为97.5%、4.7%。     

温室环境自动控制技术研究应用现状及发展趋势

农业的工厂化生产及精细农业的发展趋势要求全自动化的温室控制装置.本文简要叙述了目前国内外研究应用的几种自动化温室控制方式:基于单片机的温室环境因子控制、分布式智能型温室计算机控制系统、基于单总线技术的农业温室控制系统、多目标日光温室计算机生产管理系统、以局域网为工作环境的温室控制系统、基于PLC的温室控制系统.并简要分析了温室自动控制的发展趋势.     

宽皮柑橘机械损伤致损因素分析及缓冲减损防护措施

为了探究宽皮柑橘在采摘、贮运、加工过程中机械损伤规律,该文通过挤压、跌落、振动等不同载荷条件下的宽皮柑橘机械损伤特性试验,分析了柑橘果实在固定贮藏时间段内的质量损失和细胞渗透变化等生物学特性,结合试验数据和数学建模,定量估算柑橘机械损伤程度,运用机器学习问题中的k近邻分类,建立了评判宽皮柑橘机械损伤情况的二分类预测模型,试验准确率大于80%。探究了胶合板、瓦楞纸、泡沫(聚苯乙烯泡沫塑料,EPS)和塑料(高密度低压聚乙烯,HDPE)在挤压、跌落、振动等不同受载情况下的减损效果。结果表明:在不加防护措施情况下,柑橘受到的挤压力不宜超过10 N,柑橘的单次铅直跌下落高度应控制在90 cm内,尽量减少柑橘堆码层数,直接接触堆码的层数建议不超过2层,应对上层进行必要的缓冲保护,振动时间不宜大于0.5 h,加速度建议不超过0.8 g;挤压时瓦楞纸减损效果最好,柑橘机械损伤程度为0.4%;跌落后EPS减损效果最好,柑橘机械损伤程度为6.46%;振动时HDPE减损效果最好,柑橘机械损伤程度为4.33%。研究结果可为宽皮柑橘采收和采后处理中的有关装备设计和减损防护提供参考。     

基于虚拟样机运动学仿真的割草机喂草导向装置参数优化

针对果园常见的单株生长的较粗难切割的杂草,设计割草机的专用喂草导向装置。联合CREO和ADAMS建立喂草导向装置与杂草的刚柔耦合模型,并对杂草在喂草导向装置喂草口角度和前进速度不同的情况下的运动规律进行分析。根据杂草顶端点在空间坐标系中X、Y、Z轴方向上的位移变化相关关系获得杂草的偏移夹角、割草机的理论最大割幅和割茬偏移等3个重要指标,来表征喂草导向装置的工作效果。使用Design-Expert 10.0进行试验设计,试验结果表明,最优的方案为:喂草口角度为80°、机器前进速度为1 330 mm/s,此条件下喂草导向装置的工作效果良好,割茬平整,最大偏移量为27.02 mm。