残膜回收机弹齿参数优化

针对残地膜回收机弹齿应力效应问题,对弹齿长度L、截面直径D、入土角θ、回转角速度ω等4个参数进行虚拟正交试验,建立相应的数学模型,考察各参数对弹齿应力的影响。正交试验结果显示:弹齿所受应力随着L、ω的增大而增大,随着D、θ的增大而减小;弹齿应力最小参数为L=180mm、D=10mm、θ=70°、ω=0.79(即π/4)rad/s,最大为L=280mm、D=3mm、θ=15°、ω=2.09(即2π/3)rad/s。弹齿截面直径对临界入土角影响较大,随截面直径的增大,临界入土角明显减小,即增大弹齿截面直径有利于弹齿的顺利入土。     

基于两段收获的弹齿式花生捡拾机构研究

为解决花生两段式机械收获过程中因花生捡拾装置存在植株"壅堆"与"抛起"而造成掉果损失的问题,结合相应的花生收获农艺和植株物理机械特性,针对滑道式弹齿滚筒式捡拾装置,根据弹齿在捡拾、举升、推送和空回4节拍中实现的理想摆动姿态和运动规律,以捡拾装置护板半径最小为主要目标,采用非支配排序遗传算法NSGAII进行了弹齿、曲柄、滑道和护板等多元件整体优化设计和机构参数优化,分析了弹齿、曲柄、护板等构件参数变化对目标函数的影响。根据4个工位中弹齿摆动特点,设计凸轮滑道中心线轨迹方程,运用Matlab编程获得滑道中心线轨迹,并采用非均匀三次B样条曲线对凸轮滑道轮廓线进行平滑处理。通过ADAMS动力学与运动学仿真,获得捡拾过程中齿端运动轨迹,通过分析确定了空回工位采用五次多项式过渡方式。根据设计结果制作弹齿滚筒式花生捡拾装置。通过样机运转试验、花生捡拾性能试验表明,新型弹齿式捡拾装置用于花生捡拾过程中,不存在植株"壅堆"与"抛起"问题;通过响应面分析法及试验,获得捡拾装置最优工作参数为:前进速度V为48.0 m/min,转速N为53.1 r/min,离地高度H为-7.4 mm。在花生植株含水率15%~17%的两段收获条件下,花生植株捡拾率为98.9%,掉果损失率为2.5%。     

弹齿滚筒式捡拾装置的参数化设计与仿真

随着我国畜牧业的飞速发展,人们对牧草收获机械提出了更高的要求,特别是在内蒙古地区,牧草收获的数量多少、品质优劣直接决定了广大农民的经济收入,因此对牧草收获机械的研究变得尤为重要。为此,以9 YG-1.8型圆捆机的弹齿滚筒式捡拾装置为例,研究了盘形凸轮的基圆半径、滚筒转速和曲柄长度3个参数对弹齿速度变化的影响,进而分析其对捡拾效果的影响。本研究运用Solid Works进行三维建模,使用VB6.0软件进行编程,实现盘形凸轮的参数化设计;使用Solid Works自带插件COSMOSMotion对弹齿滚筒式捡拾装置进行运动学仿真,对其中主要参数进行分析,最终得出单一参数变化对捡拾效果的影响。在Solid Works下运用VB进行二次开发可为其它机械运动分析提供了一种新的研究思路方法。     

弹齿滚筒式捡拾装置的研究与发展

对捡拾装置进行深入研究对我国提高捡拾压捆机的工作性能、实现牧草收获机械化具有重要的现实意义。为此,介绍了捡拾装置的类型及特点,简述了国内外弹齿滚筒式捡拾装置的研究状况,分析了我国弹齿滚筒式捡拾装置发展中存在的主要问题,提出了发展对策及建议,从而为我国弹齿滚筒式捡拾装置的研究与发展提供参考。     

弹齿滚筒式捡拾装置弹齿的静力学分析

针对弹齿滚筒式捡拾装置在工作过程中弹齿变形现象,对弹齿滚筒式捡拾装置弹齿进行静力学分析,以寻求解决的途径。通过对捡拾装置弹齿在3个工作阶段上的载荷进行分析后,获得各工作阶段弹齿的受力简图,通过比较判断出在捡拾升运阶段弹齿受力比较复杂。以9KJ-1.4A型压捆机捡拾装置为实例,经过计算在有随机载荷和无随机载荷时弹齿齿臂末端的应力情况,得出结论:在没有随机载荷的情况下,齿根处应力远小于其许用应力,弹齿产生弹性变形,有足够的强度;当有随机载荷时,对弹齿产生冲击,若随机载荷过大,垂直于弹齿轴向的分力大于24N,则弹齿会产生塑性变形。对捡拾装置进行静力分析,可为捡拾装置整体结构优化设计供理论依据。     

弹齿滚筒式捡拾器捡拾性能试验

在弹齿滚筒式捡拾器试验台上,以紫花苜蓿为捡拾对象,滚筒转速、机器前进速度和牧草含水率为试验因素,功率消耗与捡拾损失率作为性能检测指标,进行了正交试验和弹齿端部加速度试验,旨在探索弹齿滚筒式捡拾器的工作参数、结构参数与牧草收获条件对捡拾性能的影响。试验结果表明:凸轮廓线对捡拾器工作性能有较大影响;滚筒转速和牧草含水率均对捡拾器工作性能影响极显著,机器前进速度对工作性能影响显著;捡拾器工作性能的影响因素主次顺序为滚筒转速、牧草含水率、机器前进速度,最佳性能参数组合为滚筒转速42 r/min、机器前进速度4.0 km/h、牧草含水率15.1%。弹齿端部加速度频谱分析表明:在滚筒转速、机器前进速度保持一定的情况下,随着牧草含水率的增加,弹齿端部加速度呈上升趋势,捡拾器功率消耗增加,捡拾效率下降。     

2ZBZ-2A型移栽机栽植机构运动学分析与试验

针对2ZBZ-2A型移栽机栽植机构,为探究其运动学特性进行了运动学参数分析。基于栽植机构工作原理,建立了栽植机构的双曲柄导杆机构数学模型,给出了机构的运动学方程表达式。借助Mat Lab软件,通过改变机构参数,对机构的运动学特性进行了仿真分析。分析表明:主动曲柄AD长度1变化对栽植器挖出的穴口大小影响较大,而对静轨迹轮廓影响较小;曲柄初始相位角对植苗点静轨迹高度和定植姿态有较大影响。基于参数分析结果和程序进行了结构最优配置,田间移栽试验结果表明:当1=1 0 3,θ1=3 3 0°,θ2=3 2 7°时,平均移栽株距400.3mm,平均栽深61.3mm,平均移栽效率33.7株/min,平均直立度84.3°,与理论分析计算基本一致,能够较好地满足机构设计和农艺要求。     

弹齿滚筒式捡拾装置运动学特性的理论分析

我国牧草捡拾装置常规设计方法没有理论依据,设计水平远落后于国外发达国家,严重制约了其使用可靠性。为此,提出了一套弹齿滚筒式捡拾装置运动学特性的理论计算方法,核心思想是采用分段曲线的方法,分段描述弹齿端部的位移方程、速度方程和加速度方程。通过总结分析3种典型凸轮曲线的运动学特性的共性,发现共同特点是按牧草收获工艺可以将其分为4个区域,验证了所提出设计理论的正确性。本研究旨在完善弹齿滚筒式捡拾装置的设计理论,为今后捡拾装置设计生产提出具有普遍性的指导意见。     

引入草条密度的捡拾器捡拾性能试验研究

实际工作中,搂集的草条密度,弹齿滚筒转速、草条车行进速度直接影响压捆机的捡拾质量。通过紫花苜蓿弹齿端部加速度试验和捡拾正交试验,研究滚筒转速、草条密度和行进速度对捡拾效能的影响规律,探寻弹齿滚筒式捡拾器的最佳工作参数。试验结果表明:在牧草含水率、滚筒转速和行进速度保持一定的情况下,随着草条密度增加,弹齿端部加速度上升,捡拾效率下降,捡拾功耗上升;其中最佳组合为滚筒转速67 r/min,草条密度4.0 kg/m,前进速度3.5 km/h。在此条件下,同时达到捡拾功耗相对最低和遗漏率相对最小,捡拾性能最优。     

残膜回收机弹齿式捡拾机构的设计及试验研究

捡拾机构是残膜回收机的重要工作部件,主要是完成对残膜的挖掘作业。为此,设计了一种弹齿式捡拾机构,确定了设计要求与基本结构,并对其进行运动学分析。为了寻找几何参数和工作参数在不同组合时对机构的影响,进行了试验研究。结果表明:最优水平组合为弹齿转速750r/min、弹齿入土深度80mm、出膜倾角3 5°。该弹齿式捡拾机构结构简单,加工制造方便,工作性能稳定。     

弹齿滚筒捡拾器的设计与运动仿真

弹齿滚筒捡拾器的滚轮轴心轨迹用解析法难以直接计算出轨迹方程。为此,在分析弹齿滚筒捡拾器工作原理的基础上,研究了在满足捡拾功能的情况下弹齿的运动规律,粗略地推导出滚轮轴心在曲道内的运动轨迹曲线。运用UG对曲道进行三维设计,并运用Adams对弹齿进行运动仿真分析,对弹齿齿端的线速度和角速度变化规律以及滚轮对曲道的压力变化进行仿真分析,从而对所设计的滚轮轴心运动轨迹的合理性做出判断。通过对运动轨迹的重复设计、再仿真的过程,可以不断地优化曲道轨迹,最后设计出合理的滚轮轴心运动轨迹。     

花生捡拾联合收获机捡拾装置参数优化及试验

为了提高花生捡拾收获机捡拾机构的作业质量,提高捡拾率,降低落果率,在已有研究基础上,以机器前进速度、弹齿回转速度、齿尖弯曲角度为影响因素,以捡拾率和落果率为考察指标,运用Box-Benhnken中心组合试验方法对捡拾收获机捡拾机构的工作参数进行了试验研究,建立响应面数学模型,分析了各影响因素对作业质量的影响,对相关参数进行了综合优化。结果表明:各因素对捡拾率影响显著顺序依次为回转速度、前进速度、弯曲角度;对落果率影响显著顺序依次为前进速度、回转速度、弯曲角度;最优参数组合为前进速度为0.8 m/s、回转速度5.0 rad/s、弯曲角度1 6 5°,捡拾率为9 9.3 6%,落果率为0.5 8%。     

弧形挑膜齿残膜清理滚筒运动分析

对弧形挑膜齿残膜清理滚筒的结构、工作原理和主要工作部件进行了研究,对弧形挑膜齿的运动轨迹方程进行分析,建立残膜相对弧形挑膜齿的运动微分方程,讨论机组前进速度、滚筒转速等因素对拾膜性能的影响,通过弧形挑膜齿残膜清理滚筒实地测试,证明该机构设计合理,残膜回收率可达85％。     

弧形挑膜齿残膜清理滚筒主要部件的强度分析

阐述了一种弧形挑膜齿残膜清理滚筒的结构、工作原理和主要工作部件,运用有限元分析软件对残膜清理滚筒的主要部件进行了强度分析,并对整机进行了实地试验测试,证明该机构设计合理,残膜回收率可达85％以上。     

秸秆捡拾切碎机设计与捡拾器的仿真分析

为了解决农作物秸秆的收集处理问题,设计了一种秸秆捡拾切碎机,介绍了该装置的总体设计以及工作原理。对弹齿滚筒捡拾器的工作原理进行了详细的设计分析,运用adams软件对弹齿滚筒捡拾器进行运动学仿真分析,来实现对其设计的优化。     

圆草捆打捆机的设计及优化

设计了一款圆草捆打捆机,通过牵引机械输入动力,采用凸轮滑道型捡拾系统技术和成型室钢辊预压缩技术,实现了打捆、缠网、密度调节、报警等自动化控制,整机自动化水平高。通过试验对捡拾系统进行了优化,提高了整机性能,该圆捆机广泛应用于牧草、秸秆作物的打捆。     

基于双目立体视觉的果树三维信息获取与重构

为实现果实收获机器人避障,研究了树枝空间信息提取方法和果树树枝三维重建方法:采用归一化互相关法获取立体图像视差图,在图像中提取树枝骨架并采用多线段逼近法提取特征点;结合视差图,利用双目立体视觉原理计算树枝骨架特征点的空间坐标,再利用距离图像求取树枝半径信息;将分枝点断开形成简单线图形,简化了树枝三维信息。在空间坐标原点采用12棱柱构建各段树枝模块,通过仿射变换将三维模块以正确的位姿与其他模块组合成果树模型。试验表明,生成的虚拟果树为水果采摘机器人避障及路径规划提供了环境参照。     

给定两连杆运动面的Watt-I六杆机构空间解域综合方法

针对运动生成Watt-I型六杆机构综合问题,给出了一种基于空间解域的综合方法。该型机构中作为末端执行构件的连杆和一个四杆机构的连杆运动面相连,因此需要给出这个连杆运动面的位置。该方法首先综合四杆机构,然后将二杆组添加到四杆机构上。对于四位置问题,四杆机构综合可得到无穷多机构解,而对于任意四杆机构又有无穷多种添加二杆组的方法。本文以四杆机构的平面解域为基础,将综合所得无穷多六杆机构在一个有限的空间区域内表示出来,还给出一种能有效判断Watt-I型六杆机构回路和分支缺陷的方法。通过对综合所得无穷多机构解进行判断,建立六杆机构去除回路分支缺陷的空间可行域。空间解域的应用使设计者能够从整体上把握六杆机构的可行解的全部解空间,从而使获得附加更多条件的最优机构成为可能。