核桃采摘机的设计与试验研究

通过对核桃采收率进行振动频率、振幅和振动位置3因素试验,建立起实体模型,初步探讨了激振力与果枝振动机械损伤之间关系,找到振动频率和振幅最佳组合,为设计核桃采收机提供依据。     

液压式核桃采摘机的设计与试验研究

针对传统的树冠较大、树干直径较粗的核桃树人工采摘劳动强度大、成产效率低等问题,设计了一种液压式核桃采摘机,实现了由液压系统控制偏心振动装置来完成核桃的采摘作业。试验表明:所研制的液压式核桃采摘机具有结构简单、操作简便、工作平稳安全、采净率高且无伤树体等特点,达到了预期效果。     

基于Pro/E便携式核桃采摘机的设计

根据新型矮化密植下的核桃树特点,设计了一种便携式核桃采摘机,提出一种新的夹持机构,并对该机主要部件进行了详细设计;运用三维软件Pro/E对零部件进行了三维实体建模及虚拟装配,同时对机构进行了静态和动态干涉检查,结果证明了整机的合理性。     

便携式山核桃高空拍打采摘机设计与试验

为了解决我国山核桃高空采摘困难、提高采摘效率、降低采摘成本,根据山核桃果实与树枝分离力试验结果,设计了便携式山核桃仿人工高空拍打采摘装置。阐述了采摘机关键部件设计过程,并对采打机构进行了数学建模与计算,应用ADAMS对采打机构进行仿真,确定了拍打机构的机构与工作参数,为采摘机设计提供了依据。山核桃采摘试验结果表明:果实采净率具有显著性影响(P=0.05),果实采净率随拍打频率的增大而增大,频率在13.33 Hz时达到最大值,采净率为90.3%;对枝芽损伤较小,但拍打频率越大,对枝芽损伤越明显,建议拍打频率采用10~13.33 Hz,此时平均采净率达到85.1%~90.3%,且对枝芽没有破坏性损伤。     

云南山地核桃振动采摘机的设计与试验研究

为了解决云南省山地核桃收获机械化作业率低、人工劳动强度大、采摘成本高的问题,通过对云南山地核桃物理特性进行分析,设计了一种新型山地核桃振动采摘机。通过理论分析设计了核桃采摘机的关键部件,建立了三维模型,并运用ADAMS对采摘机构进行仿真。运用ANSYS Workbench对核桃收获过程进行模拟分析,结合正交试验确定了采摘机的最优工作参数,为采摘机设计提供了理论基础,并以此为设计参数进行样机试制,进行了田间试验。仿真结果表明：核桃采摘机在汽油机转速为2500r/min(即振动频率为20Hz)时,树体伤害最小。根据正交试验可知：汽油机转速为2480r/min、夹持位置为1038mm、连杆长度为55mm时,性能最优。田间试验表明：仿真试验结果正确,核桃采摘机采摘率为85.58%,满足核桃采摘需求,且对核桃树枝几乎没有损伤。     

便携式果园采摘机设计

为解决南方丘陵山区水果采摘消耗劳力大的问题,设计了一种便携式果园采摘机。该机切割装置由动定切割刀组和伺服电机组成,控制系统通过控制伺服电机往复旋转从而带动切割刀切断果柄。同时,建立了动刀片在剪切果柄时受到的切应力模型并结合该模型对伺服电机进行选型。切割时,单片机通过实时监测伺服电机工作电流做出相应的控制策略,以防止果柄过硬刀片无法切断导致伺服电机堵转的情况发生。经测定,伺服电机在工作时空转电流为0.3A左右,切割电流约在1.5A左右。整机采用12V/15AH的锂电池供电,可连续工作10h以上。     

便捷式核桃采摘机的试验研究

针对陕西核桃采摘效率低、劳动强度大和生产成本高的生产实际,研究开发了先进实用、操作简便、适宜矮化新品种核桃树的便捷式核桃采摘机。性能试验和测试表明,所研制的核桃采摘机具有操作便利、工作稳定可靠、偏心振动频率高、振幅小且不伤树等显著特点,达到了预期设计目标,可满足采摘过程的农艺要求。     

便携式地面樱桃采摘机设计

开发设计的便携式采摘机是利用伸缩杆,通过棘轮状刀片和固定刀片之间相互剪切,在地面上即可实现采摘。使用该机器可以提高采摘效率和安全性,且不会对树身造成伤害,在小面积的采摘作业中,有着广阔的应用前景。     

便携式电动水果采摘分级装置的设计

针对当前我国水果采摘现状,研制一种便携式电动水果采摘分级装置。介绍该装置的结构和工作过程,阐述各主要工作部分的详细设计。该装置结构简单、操作简便、携带方便、安全可靠,可提高采收效率、降低劳动强度,适用于大部分果园。     

新型电动果子采摘机设计

针对目前黑腰枣采摘过程中,由于黑腰枣的结果枝条和枣吊上长有细刺,人工在进行采摘时,不仅费时费力,而且容易被刺扎伤的现状,设计一种新型的电动果子采摘机。该机采用马达带动刷辊旋转,依靠刷辊上的梳齿将枣子刷下,梳齿采用橡胶材料制成,在采摘过程中不会损伤枣子,而果兜的设计使得采摘下来的枣子便于收集,电瓶驱动马达的方式提高了采摘机使用的灵活性。在理论设计的基础上,完成实物样机的制作,并对黑腰枣进行实际采摘试验,实际测试结果表明,该机解决目前黑腰枣采摘过程中费时费力且易扎伤人的问题,对于提高采摘效率和降低采摘时对黑腰枣的损伤发挥极大作用。     

高空便携式山核桃拍打采摘机设计

针对当前我国山核桃采摘过程作业难、机械化程度低及存在安全隐患的现状,设计研制了一款适用于复杂地形车辆无法进入的山高、坡陡的多功能高空便携式山核桃采摘设备。为此,阐述了采摘机的总体结构设计方案,给出了采摘伸缩杆、采打机构等关键部件的设计过程,并利用abaqus软件对采摘杆进行有限元模态分析,获得了该系统的前6阶的固有频率及各阶振型图。研究结果表明:系统的1~2阶(54.1~55.2 Hz)模态主要表现为采摘杆整体平动;3~6阶(107.3~184.3Hz)模态表现为采摘杆各部位沿各个方向的振颤及扭转振动,上述系统模态属性,可为系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。     

新型电动机械式水果采摘机设计

针对当前我国水果采摘环节机械化程度低的现状,设计了新型电动机械式水果采摘机。该采摘机主要由集果箱、丝杠电机、支撑杆、操控面板、切削刀片、附属结构、连接手柄等部件构成。采摘时,通过操控面板调节装置的高度,并启动微型电机带动转动轴进行快速的转动,使刀片快速旋转切断果柄,完成采摘。该采摘机结构简单,成本低廉,对外界环境干扰小,具有较强的通用性和可操作性,适用于大部分果园采摘,极大减少了劳动强度,提高采摘效率。     

自走式烟叶采摘机采摘机构的设计与试验

烟叶采摘机一直受到烟叶破损率高问题的掣肘，从而影响烟农的经济效益，如何降低烟叶的破损率是目前烟叶采摘车的发展方向。为此，结合以前的烟叶采摘车，设计一种烟叶采摘机构，旨在降低烟叶的破损率，提高烟农的经济效益。所设计的采摘机构由采摘刀、传送辊、隔叶板及导流板等组成，采摘刀和传送辊均由橡胶材料制成，传送辊由橡胶辊和光轴组成，隔叶板和导流板均由钢板制作而成。通过对采摘刀和传送辊进行力学分析，得到了烟株不被采摘刀蹭倒和烟叶在传送辊不打滑的临界条件，为降低烟叶的破损率提供了理论依据。三因素(采摘刀的转速、采摘车的行驶速度、烟株的株距)正交旋转试验表明：采摘刀的转速为240～260r/min、采摘车的行驶速度为1.38～1.42km/h、株距为570～590mm时，烟叶的破损率符合大纲要求。试验结果表明：影响烟叶破损率因素的主次顺序为采摘刀的转速>采摘车的行驶速度>烟株的株距，在烟株的株距为579mm、采摘刀的转速为246r/min、烟叶采摘车的行驶速度为1.4km/h时，烟叶的破损率为9.36%,达到了预期要求。     

便携式手持水果采摘机

针对山西省运城地区水果种植面积广、品种繁多,而劳动力成本高,采摘效率低,机械化采摘推广难等一系列的问题,指导学生设计了一款通用性强、操作简单的便携式手持水果采摘机。该采摘机由伸缩杆、布兜、微型电机、感应器、圆锯片、圆锯片保护壳、齿轮传动机构、卡爪组合而成。采摘时由顶端设有的微形电机带动圆锯片旋转,割断水果果柄,在圆锯片的下方的采摘杆上连接有带缓冲功能的网兜。使用本水果采摘器可以根据不同品种的水果跟换锯片,大大的提高了采摘速度、降低了采摘成本。     

便携式油茶果分层采摘装置设计与试验

目前，油茶果采摘基本靠人工，采摘效率低，采摘成本高。为提高油茶果采摘效率，设计了一种便携式油茶果分层采摘装置。工作时，与油茶果、花苞长轴方向夹角为0°、30°、60°、90°方向分别施加拉力，油茶果和花苞的拉断力随着角度的增大而减小，且呈一定的线性关系，同方向的油茶花苞拉断力小于油茶果拉断力。采用ADAMS软件仿真分析了平行胶辊速度、平行胶辊间距和平行胶辊直径对油茶果脱落过程的影响规律，结果表明：油茶果受到的冲击力随平行胶辊速度和平行胶辊直径的增加而增加，随平行胶辊间距的增加而减少。采摘试验结果表明：当平行胶辊间距为21mm、胶辊直径为30mm时，油茶果采摘效率为42kg/h,为人工采摘的3倍左右。研究结果可为便携式油茶果采摘装置的研发提供参考。     

基于切割的便携式苹果采摘装置的设计与试验

针对甘肃省苹果园种植方式及劳动力资源短缺现状,设计一套基于切割的便携式苹果采摘装置。该装置通过对果梗感应触发电机而实现切割运动,且可以对不同高度果实进行采摘作业,操作简单、接果准确、效率高及损伤小。试验表明:用该装置进行采摘作业时,单果平均采摘时间为3.12s,而且在规定时间内每分钟的摘果数目也多于传统手工采摘;收获的苹果损伤率低,Ⅰ级特等品占88%,具有较好应用前景。     

手推式核桃捡拾机设计与试验

针对落地核桃采收不及时影响核桃品质、核桃捡拾劳动强度大和人员成本高等问题,设计了一种手推式核桃捡拾装置,介绍了其基本结构、工作原理、技术参数及性能特点。开展捡拾试验,试验结果表明设备性能可靠,各项性能指标均可达到设计要求。手推式核桃捡拾机可减轻劳动强度,有利于提高核桃收获机械化水平。      

电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器设计与试验

油茶果机械化采摘是目前亟待解决的难题,其中花苞损伤又成为机械采摘难以克服的问题。设计了一种电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器,分析了胶辊机构采摘油茶果的过程和原理,得到了油茶果碰撞脱落的临界条件。通过对采摘头回转架组件参数设计,确定了回转架组件上对辊间距有效调节范围为20~65 mm,初步拟定回转架转速范围为20~40 r/min。在江西农业大学油茶林进行了油茶果采摘试验,并对电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器作业中油茶花苞损伤进行了研究。结果表明:当胶辊直径为30 mm,间距为25 mm,胶辊旋转速度为30 r/min,胶辊线速度为0.833 m/s时,直径大于25 mm的油茶果能全部被采摘,漏采率为13.6%,且未开的花苞未见明显损伤。     

高丛蓝莓采摘机采摘系统设计与试验

为提高我国蓝莓果实采摘效率,设计了一种高丛蓝莓采摘机。分析了采摘机设计要求与工作原理,估算了蓝莓树枝采摘频率和采摘惯性力。按照确定的设计要求,采用给定行程速比法设计了铰链四杆机构,运用图解法设计了双摇杆机构,并加工制造了采摘系统。为评价采摘系统果实采摘质量和机采与人采效率比,进行了蓝莓采摘试验。试验结果表明,机器采摘效率为829 g/min,是人工采摘效率的12.67倍;采摘果实破损率为8.3%,采净率为96.9%,未成熟果实脱落率为9.7%,该采摘机采摘蓝莓果实的质量和效率较高。     

融合路径规划的便携式电动旋耕培土机设计研究

随着社会经济的高速发展,在农业工程技术领域越来越现代化和智能化,尤其在智能制造技术、智能化控制技术、精密播种技术等方面有了显著进步。旋耕培土机作为农业生产过程中的重要植保机械,其智能化研究是实施精准农业的重要组成部分。本研究将自动驾驶领域中的路径规划技术与新能源农机设备有机结合,提出了融合路径规划技术的便携式电动旋耕培土机这一设计思路,通过在两个试验场景开展100次仿真试验,统计了路径规划算法的计算时间和算法在试验场景中所遍历的栅格数量。结果表明,本研究采用的路径规划算法计算效率高、算法稳定性强,算法在单次试验中耗时稳定在2～5ms,遍历栅格数量在250～400个之间,且在整个试验过程中算法均能成功运行,未出现逻辑错误,将路径规划技术引入农机设备中,一方面极大地提高了农田作业的效率和质量,另一方面促进了农业生产自动化的发展,解放了劳动力,提升了务农群体的幸福感。