枸杞采收装置的研究现状

介绍了目前国内枸杞籽采收作业现状,阐述了气流式、梳刷式、剪切式及振动式机械采收装置的工作原理及结构特点.其中着重对目前应用较为普遍的振动式采收装置的结构特点及研究现状进行了分析,并提出了一种新的适于枸杞振动采收的基于齿轮——五连杆机构的新型振动采收模式.通过对该机构的运动学分析,得到了对称双曲柄齿轮传动比及其连杆曲线运动轨迹,为进一步设计机构参数提供了方法.认为在众多振动机构中齿轮—五连杆机构具有灵活性较好,力传动平稳,振动小等特点,可根据枸杞生长情况精确地实现较为多样复杂的运动轨迹来提高枸杞成熟果实的采摘率,减少对未成熟果实和花朵的损伤.     

双支撑酿酒葡萄果实振动分离装置作业机理

为深入研究双支撑酿酒葡萄果实振动分离装置作业机理,分别利用当量平面机构法及复数矢量法,对双支撑酿酒葡萄果实振动分离装置中RSSR空间四杆机构及平面双摇杆机构进行理论解析,建立了工作部件的运动学和动力学模型,确定了电机转速、振动位置和振动摇杆长度为分离效果的主要影响因素。试验研究表明,电机转速、振动位置对分离效果影响极显著,振动摇杆长度影响不显著;当电机转速为750 r/min、振动位置为550 mm、振动摇杆长度为125 mm时分离效果最佳,分离率为95.42%。Solidworks仿真分析和高速摄像分析均获得了最优振动分离角速度及角加速度曲线,拟合良好,验证了装置作业机理的合理性。该研究可为酿酒葡萄收获机设计改进提供参考。     

末端驱动式酿酒葡萄分离机构的设计及分析

为实现酿酒葡萄采收机械化,提出了新疆酿酒葡萄种植特点的振动分离机构设计要求。为此,设计了肋条末端驱动式酿酒葡萄振动分离机构,并阐述了该机构的结构及工作原理。利用ADAMS仿真软件对振动分离机构运动过程进行了仿真,获得振动分离机构运动的速度、加速度、位移的变化规律,验证表明机构设计合理。     

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。     

枸杞振动采收机理分析与试验

为深入研究枸杞振动采收机理,该文基于果-蒂分离条件及枸杞枝条间的动态传递特性进行试验研究分析,获得枸杞振动采收条件。利用振动分离试验台进行结果枝果-蒂振动分离试验,探寻最优采摘效果的振动参数组合,即激振频率18.22 Hz、激振振幅7.87 mm和枝条通过装置的行进速度20.93 mm/s,分析该组合参数下结果枝的加速度响应,获得枸杞果-蒂分离条件。在田间采用高速摄像系统对枸杞枝条间的振动传递情况进行跟踪拍摄,并用高速运动分析软件Pro Analyst对枸杞枝条的动态响应进行分析,获得枸杞三级枝和结果枝(四级枝)的加速度响应关系。对试验结果进行分析,获得了不同激振情况下枸杞振动采收所需加速度,即当所有结果枝被直接激振时,被激振处的加速度需要达到518.38~551.06 m/s~2,结果枝末端加速度需要达到347.64~390.56 m/s~2;当存在结果枝未被直接激振,而三级枝全部被直接激振时,三级枝被激振处加速度需要达到1 738.20~1 952.80 m/s~2。该文研究结果可为枸杞机械化采收提供参考。     

4PZ-1型自走式酿酒葡萄收获机的研制与试验

针对新疆人工采收酿酒葡萄劳动强度大、效率低下,缺乏适应新疆酿酒葡萄种植模式的收获装备问题,研制了一种自走式酿酒葡萄收获机。该机采用全液压驱动,主要由振摇分离机构、收集输送机构及自走式液压底盘三大部件组成,一次作业1行,可一次性完成对酿酒葡萄的分离、输送、除杂及收集作业。田间试验结果表明:在地形平坦,酿酒葡萄含糖量达到18%的情况下,该机以2 km/h的速度进行收获作业时可获得较佳采收效果,该速度下主要指标平均生产率为0.6 hm2/h,平均果实采净率为93.8%,平均果实破损率为9.3%。该研究可为推动中国酿酒葡萄收获机的国产化进程提供参考。     

酿酒葡萄收获机输送装置试验

为探索酿酒葡萄收获机输送装置工作性能,采用Central Composite Design试验设计与响应曲面优化方法对输送性能进行优化研究,以输送成功率为响应指标,建立了输送成功率数学回归模型。利用残差对回归模型进行可靠性诊断,验证了输送成功率回归模型的可靠度高;对试验结果进行了显著性分析,表明影响输送成功率的因素依次为挡板间隙、输送速度、酿酒葡萄质量(喂入量),且驱动拨爪链主动轮转速及酿酒葡萄质量交互作用显著。应用Optimization(最优化)功能,以输送成功率最大化为优化目标,得到了最优参数组合。     

酿酒葡萄收获机收集输送装置的设计与理论分析

为解决酿酒葡萄机械化收获作业的输送难题,提高酿酒葡萄收获机的工作稳定性,设计了一种酿酒葡萄收获机收集输送装置,并分别对其结构、工作原理进行了阐述。主要对该装置的收集输送部分及驱动部分进行了设计,收集输送部分由导轨支撑的圆环输送链带动戽斗将振落的葡萄颗粒收集并输送至料箱;驱动部分带动圆环输送链在导轨内运动。同时,分析了圆环链与链轮啮合过程,确定了链轮不发生爬齿现象的条件。该设计为酿酒葡萄收获机的继续研发提供了技术支撑和理论依据。     

枸杞植株的动力学特性研究

为进行振动式枸杞采收装置的研发,需寻求枸杞植株动力学特性。通过田间调研获得枸杞植株基本参数和树形结构,利用Solid Works软件进行植株的三维模型的简化和建立,并利用ANSYS Workbench对植株进行了模态分析和谐响应分析,由模态分析获得植株前10阶固有频率。由谐响应分析可知:当激振频率为23Hz时植株能获得最大加速度响应;提取激振不同位置时各关键点的最大加速度值并进行曲线拟合,获得枸杞植株一侧枝条的动态传递规律模型,通过输入关键点代号,确定施加力的大小,选取对应激振条件,即可得到该关键点在激振条件下的最大加速度。