井窖式烟草移栽机设计与试验

针对井窖式烟草移栽人工栽植劳动强度较大、现有机械化装备作业效率和可靠性不高等问题,结合"井窖式烟草移栽技术"提出的农艺要求,设计一种用于井窖式烟草移栽的专用移栽机.在确定整机的结构和工作原理的基础上,对成穴移栽注水机构和栽植器进行设计,建立成穴移栽注水机构的运动学模型,以此建立其人机交互辅助界面,通过人机交互的方式获取...     

添加配重的五杆式丹参移栽机构动力学优化设计与试验

配重法能降低五杆式丹参移栽机构的振动,改善其动力学性能.为获取所添加配重的最优参数,建立五杆式丹参移栽机构的动力学模型,在动力学模型的基础上建立移栽机构的动力学优化模型,运用多目标函数获取机构不同转速下所添加配重的优化参数,通过动力学分析,确定曲柄转速为60 r/min时所对应的配重参数为最优参数组合:曲柄AB添加配重...     

基于五杆机构的丹参膜上移栽机构设计与试验

针对丹参人工移栽作业效率和质量较低、劳动强度较大、现有膜上移栽机不适合丹参裸苗移栽等问题,为保证丹参裸苗机械化移栽立苗率,结合"丹参大垄双行覆膜高效生产技术"提出的农艺要求,设计了一种五杆式丹参移栽机构,在建立五杆机构的工况约束条件和自由运动约束条件的基础上,结合机构运动学模型利用Matlab建立人机交互可视化辅助界面;借助辅助界面研究栽植器端点的区域轨迹分布特性和机构参数对栽植器端点运动轨迹的影响规律,根据机构运动轨迹要求,通过数值循环比较得到满足丹参膜上移栽要求的五杆机构各构件参数;运用LA-S系列植物图像分析系统测量丹参植株形态的特征参数并根据特征参数设计鸭嘴栽植器各参数。样机试验结果表明:基于五杆机构的丹参膜上移栽机构在满足丹参移栽农艺要求的同时能保证丹参裸苗移栽的大升程轨迹、立苗率要求和作业质量,丹参移栽机构的立苗合格率为97.3%、立苗优良率为94.0%、漏栽率为2.5%、株距变异系数为6.5%、栽植深度合格率为94.6%。     

丹参膜上倾斜移栽机构设计与试验

针对丹参膜上倾斜移栽人工作业效率和质量较低、劳动强度较大、现有移栽机不适合丹参膜上倾斜移栽等问题,结合丹参大垄双行覆膜高效生产技术提出的膜上倾斜移栽农艺要求,设计一种基于变形椭圆齿轮-双变速曲柄五杆机构的鸭嘴式丹参膜上倾斜移栽机构。在移栽机构所要求的运动轨迹、栽植器倾斜姿态和设计要求的基础上,分析机构的工作原理并建立机构理论模型。依据数学模型运用Matlab开发出移栽机构人机交互可视化辅助程序,应用该辅助程序研究机构参数对栽植器倾斜角和栽植器端点轨迹的影响规律,通过人机交互的方式得到符合丹参膜上倾斜移栽机构农艺要求的参数组合。根据优化后的参数组合设计样机并进行虚拟仿真和样机田间试验,试验结果表明:变形椭圆齿轮-双变速曲柄五杆式丹参膜上倾斜移栽机构在满足丹参膜上倾斜移栽要求的同时能保证作业质量,移栽机构的立苗角度合格率为90. 7%、漏栽率为2. 7%、株距变异系数为5. 6%、栽植深度合格率为93. 7%。     

基于模态的玉米高速精密排种器振动特性分析

高速高效是目前玉米播种机的发展方向,但随着播种速度的提升,耕作地表激励所产生的振动会对排种器工作性能造成影响。为研究排种器在耕作地表激励下的振动响应,以气吸式玉米高速精密排种器为分析对象,通过模态分析、振动测试相结合的方法,研究排种器自身振动特性及其在播种作业过程中耕作地表激励下的振动响应,判断排种器是否会在工作工程中产生共振,影响工作性能,降低整机耐久性。分析结果表明:当播种机作业速度在6～12km/h时,经功率谱密度分析,耕作地表振动信号主激励频率范围为3～10Hz,远低于排种器总成的1阶约束模态53. 8Hz,排种器在工作过程中不会因地表激励引发共振,结构设计合理。本文有助于协助排种器设计人员了解排种器的刚度分布及地表激励振动频谱分布,对后续设计手段和设计流程的提升有一定的帮助。     

丘陵山地作物移栽机井窖式成穴机构设计与试验

针对丘陵山地作物移栽的现有半自动和间歇井窖式成穴装备作业效率和质量较低、人工劳动强度较大等问题,为保证井窖穴体的大深度以及穴体轮廓直径一致的农艺要求,基于非圆齿轮-平行四杆机构设计一种井窖式成穴机构,在阐述机构的组成结构和工作原理的基础上建立其运动学模型。依据运动学模型运用Matlab开发成穴机构的人机交互可视化辅助界面,利用该界面结合二次正交旋转中心组合试验方法建立成穴机构响应指标与试验因素的回归方程,并通过响应曲面得到其影响趋势和交互关系;以回归方程为基础,采用多目标函数优化获取成穴机构的优化参数组合。根据优化后的机构参数组合研制成穴机构样机及田间作业平台并进行田间试验,试验结果表明：穴体深度为181.7 mm、穴体直立角度为90.5°、穴体直径最大值为75.6 mm、穴体直径最小值为68.5 mm、穴体直径方差为7.5 mm²、穴距为503.1 mm,优化后的成穴机构满足丘陵山地作物移栽井窖成穴的农艺要求。     

果园电动自走式履带底盘动力系统匹配设计与试验

果园作业包括除草、喷雾、碎枝、采摘以及搬运等,作业种类繁多,作业空间狭闭且环境复杂,对作业机械的动力要求较高。针对现有电动底盘在动力方面无法满足果园多种作业要求的问题,对果园履带式底盘进行电动动力系统的匹配设计。在对电动自走履带式底盘的总体结构和工作原理进行阐述的基础上,进行动力系统匹配的理论分析和初步设计;建立果园电动自走履带式底盘动力系统的仿真模型,验证动力系统匹配设计的理论分析结果;研制底盘样机,并进行动力系统试验。结果表明:底盘最高行驶速度平均值为6.52km/h,两种爬坡工况底盘行驶速度为1.75km/h和1.28km/h,续航里程约为17.8km,满足果园多样化作业对作业机械动力的设计要求。     

基于ANSYS Workbench的果园作业机械车架有限元分析

以某果园作业机械车架为研究对象,在Solid Works中建立车架模型,将其导入Workbench19.0中网格划分,进行几种典型工况的静力学分析,得到各工况下车架的位移变形和应力分布云图,然后进行模态分析,得到车架各阶模态的固有频率和振型。分析结果表明,车架在各工况下的刚度和强度符合设计要求,分析结果可为果园作业机械车架的设计提供参考。     

自走式丹参栽植作业平台设计与试验

针对丹参人工栽植劳动强度较大,机械化栽植缺乏专用栽植装备等问题,结合丹参膜上双行栽植的种植模式,设计了一种用于实现丹参大垄膜上双行栽植的专用自走式栽植平台。在确定整机的结构布局和传统系统的基础上,对栽植平台关键部件栽植机构进行设计,建立栽植机构运动学模型和人机交互辅助界面,以辅助界面为基础确定栽植机构的优化参数。样机试验表明:各项性能指标符合旱地栽植作业标准中所规定的范围,满足丹参机械化栽植的要求。     

脉冲式沼肥防堵分配装置工作机理与结构优化

为明确脉冲式沼肥防堵分配装置的工作机理,为工程应用及结构优化提供理论依据,以5通道分配装置为研究对象,根据水击压强和水击振动理论,运用CFX(Computational Fluid X)计算流体动力学软件对不同挡块数量的脉冲式沼肥防堵分配装置进行仿真,得到不同挡块数量时出料口处的压强波,通过对压强波的分析,确定同时关闭5个出料口,5个挡块圆周均匀分布、转速为37.8 rad/s的方案。结构优化方面分别对有、无分配锥体结构的装置进行流场分析,确定分配锥体的最佳锥度,验证分配锥体结构的有效性,同时设计避让大颗粒的保护结构,并将脉冲式沼肥防堵装置与分配锥体结构进行整合。根据优化方案设计并加工可视化试验装置,分别对脉冲式沼肥防堵分配装置工作时物料流动状态以及出料口处的压强波进行观测和测定,结果表明:试验与仿真基本一致,且压强波波峰值、波谷值的相对误差在10%以内。