多自由度剑麻收割机的设计与仿真制造

剑麻是一种广泛使用的硬质纤维的主要来源,被广泛的运用到各种行业,需求极大;但其收割现以手工为主,且因剑麻自身带有刺,加大了收割的难度,降低了效率。为解决剑麻的纯手工收割收割困难以及效率低的问题,提出一种多自由度剑麻收割机的机械,并申请了国家发明专利,得到授权。本文将运用UG、Sdams以及Mat Leb对该机械进行改进设计与仿真分析,并试制实物机械进行试验。试验结果表明:该机实现了剑麻收割的半自动化并提高剑麻收割的效率,可满足现行各行各业对剑麻的需求量。     

甘蔗收获机切割系统负载压力影响因素的试验研究

针对甘蔗收获机在入土切割时无法根据地形精确控制切割器入土切割深度的问题,通过理论分析甘蔗收割机入土切割时影响切割系统负载压力的因素,并通过试验探究各因素对切割系统负载压力的影响规律。试验结果表明:影响切割系统负载压力的主要因素有入土深度、土槽进给速度、甘蔗密度、刀盘转速、土壤含水率和土壤密度,随着入土切割深度、土槽进给速度、甘蔗密度和刀盘转速的增加,切割系统的负载压力整体均呈逐渐增大的趋势,并得出各因素对切割系统负载压力影响的显著性及先后顺序。该研究为建立甘蔗收获机械切割系统的负载压力与切刀入土切割深度的关系数据库提供了数据支持。     

智能芒果高空采摘车的有限元仿真设计与试验

针对芒果果形的特点及广西等地芒果高空采摘强度大、效率低的问题,设计出一种智能芒果高空采摘车。主要分析了采摘车的机械结构,采用人工辅助定位的方法,借助电动机实现采摘车的提升旋转与夹持动作,不需要人力驱动,果农使用更加省力。同时,着重介绍其关键部件的力学性能,通过有限元分析软件Ansys Workbench对其关键部件进行有限元分析,观察其生成的应力及应变云图,并通过Ansys计算其最大和最小安全系数,来验证智能芒果高空采摘车的关键部件满足刚度和强度要求。制作出物理样机,进行实地试验,结果表明:智能芒果高空采摘车具有优良的工作性能和稳定性,能够解决果农在芒果采摘旺季对芒果采摘机械的需求。     

基于Inventor的大蒜根颈切割机有限元仿真设计

大蒜收获过程中,在挖掘、清土过后需要切除大蒜的蒜颈和根须,目前这一工作主要由人工完成,工作效率低下,且易产生意外伤害。为此,设计了一种大蒜根颈切割机,在Inventor中建立模型后,利用Autodesk Inventor软件对机器进行有限元仿真与设计,对重要的受力部件进行静力学仿真,验证了大蒜根茎切割机的可行性。同时,制造出大蒜根颈切割机的实物样机,并对实物样机进行工作试验。结果表明:该机各运动及支撑部件在实际工作中可以满足强度与刚度的需要,实现了大蒜根须及蒜颈切除的机械化。     

甘蔗收割机切刀负载压力影响因素试验研究

针对甘蔗收割机工作时收割损失大及切割负载大等问题,结合单因素与多因素试验研究方法,对影响切割器负载压力的因素进行研究。利用自主研制的切割试验平台进行探究,并通过二次回归正交旋转设计物理试验建立数学模型,利用数学分析软件MATHCAD对回归方程中的因素进行主效应和交互效应分析。结果表明:刀盘转速、刀盘倾角、甘蔗密度、进给速度及入土深度对切割负载压力影响显著,甘蔗品种影响较小。同时可知:在刀盘倾角4°～8°、刀盘转速650～700r/min、入土深度20mm、进给速度0.2m/s的条件下,切割功率小。     

甘蔗收获机切刀负载压力影响因素试验研究

由于我国甘蔗大部分种植在丘陵地带,蔗地地势起伏变化较大,导致切割器切割甘蔗时出现过切或漏切以及甘蔗收获中出现收割损失大的情况。为此,对影响切割器负载压力的因素进行进一步研究,结合前课题组的研究理论分析出其影响因素有刀盘倾角、入土深度、刀盘转速、进给速度和甘蔗密度。采用ANSYS软件对刀盘倾角进行仿真分析,并通过Doehlert matrix设计试验方法进行物理试验研究,寻找最优模型关系式,最终建立切刀负载压力与影响因素之间的数学模型,为后续自动控制系统的研发打下基础。     

机械臂夹剪苹果采摘机的仿真设计与制造

针对苹果采摘存在的一些问题,设计出一种机械臂夹剪苹果采摘机;运用三维造型软件UG对其进行三维建模,并在Adams软件中进行仿真试验;根据仿真生成的数据曲线进行计算分析,验证了机械臂夹剪苹果采摘机的采摘性能和机械机构的可行性。通过UG和Adams进行仿真设计之后,制造出一台物理样机并进行试验,结果表明:机械臂夹剪苹果采摘机能够适应我国大多数苹果种植园的采摘环境,使苹果采摘效率大大提高,极大地减轻了果农采摘的工作强度,实现了苹果采摘的半自动化,能够满足中小果农对苹果采摘机械的需求。     

机电一体立式夹持菠萝采收装置的设计与制造

针对菠萝人工采收效率低、劳动强度大等问题,提出了一种机电一体立式夹持菠萝采收装置。通过UG、ADAMS等软件进行三维模型的建立并进行动态仿真,验证了辅助人工采收菠萝的可行性,解决人工采收固有的劳动强度大、易伤手等问题,并制造实物样机,验证设计的可行性。试验结果表明:该装置完善了菠萝产业链中采收环节与其他环节的衔接,降低了成本,可满足菠萝产业的发展需求。     

甘蔗捆绑机的设计与仿真制造

甘蔗的捆绑现行均为人工,面临着工作效率低、经常出现农民手掌被绳子划伤的问题。为此,设计了一种甘蔗捆绑机,并通过UG进行三维造型的设计,通过Adams虚拟样机进行可行性分析,同时对甘蔗捆绑机的效率进行理论分析。最后,对样机进行试制,实现甘蔗捆绑的半人工半机械化,提高了甘蔗捆绑的效率,减少了农民手掌割伤的情况。     

小型甘蔗收获机械断尾机构的设计

根据对甘蔗生长特征的统计分析及南方丘陵地带甘蔗地的特点 ,设计开发了一种小型甘蔗收获机械的断尾机构 ,该机构能够根据甘蔗的生长特性自行判断断尾位置。经试验验证 ,切断的蔗尾长度相对误差平均在5 %左右。