基于TRIZ理论的红花丝盲采装置设计与试验

针对红花花球分布层次不齐造成机械采收效率低等问题,设计一种红花丝盲采装置。通过分析人工手采摘红花丝的过程,利用TRIZ理论,建立红花丝采摘的物质-场模型,得出红花丝最佳采摘方案为利用采摘齿与红花丝碰撞的盲采。采用凸轮机构作为红花丝采摘的驱动机构,利用TRIZ理论的冲突矩阵对应的发明原理,对凸轮机构的结构进行改进,使凸轮机构完成红花丝的夹紧与拉拔两个驱动。设计了一种新的弧形采摘齿,解决了红花丝漏采难题。利用Creo软件建立红花丝盲采装置的三维模型,并研制样机进行试验,试验结果表明,当该装置前进速度为0.5 m/s,采摘齿转速大于6 r/s时,红花丝的采摘效果最佳,采净率约为90%。     

红花丝采摘装置的凸轮机构运动失真研究

针对红花丝采摘装置漏采的问题,对其采摘装置进行动力学分析。研究表明:凸轮机构的运动失真是导致采摘性能降低主要因素,表现为凸轮与推杆顶端出现局部脱离,造成冲击振动,带动安装在推杆上的动齿与主轴上的定齿振动,导致红花丝夹不紧,出现漏采现象。为此,建立了推杆在弹簧作用下的动力学模型,利用MatLab软件对推杆在弹簧作用下动力学模型进行了分析,调整该模型参数,使凸轮回程型线产生对推杆的支持力始终小于弹簧的弹力,保证凸轮与推杆始终接触,消除动齿与定齿的振动,降低红花丝采摘装置漏采率,改善红花丝采摘装置的运动性能。同时,对凸轮升程型线进行设计,通过Creo软件仿真,推杆运动平稳,通过高速摄像验证设计理论的正确性,提高了红花丝采摘装置的采净率。     

红花丝采摘头端面凸轮机构的设计与试验

针对目前红花丝人工采收强度大、效率低及机械化程度不高等问题,以课题组研究的梳齿式红花丝采摘头为研究对象,根据红花丝物料特性统计分析,结合采摘头结构,设计了采摘头端面凸轮机构。根据工作原理进行红花丝采摘头台架试验,借助高速摄像观测从动件运动,验证端面凸轮轮廓曲线理论分析的正确性。以红花丝采摘成功率为响应指标,以端面凸轮安装角、采摘头转速及采摘头安装高度为影响因素,分析各因素对采摘成功率的影响,优化获得红花丝采摘头试验台的最优值。结果表明:当采摘头安装高度960mm、端面凸轮初始安装角-6.8°、采摘头速度48.40r/min时,采摘成功率为65%。研究结果对红花丝采摘机的研发具有重要的参考价值。     

梳夹式红花采摘试验台的设计与试验

目前,红花丝的采摘主要靠人工采摘,劳动强度大,效率低,严重限制了红花产业化发展。为实现红花丝机械化采摘,研制了一种梳夹式红花采摘试验台。采摘试验台主要由控制箱、采摘头、动力传动系统及限位机构组成,采用端面凸轮与梳夹齿组合的方式,由限位杆将花球固定在合适的采摘位置,定、动梳齿夹紧花丝一并旋转,实现红花花丝与果球的分离。试验台旨在为红花采摘机的研制提供试验测试平台,工作性能稳定,为梳夹式红花丝采摘机的设计提供了基础条件。     

红花采收机花丝夹取机构设计与分析

目前,红花采收主要靠人工采摘,为实现红花机械采收,提出了一种梳齿式花丝夹紧采摘方式。以红花夹取机构为研究对象,运用解析法得到凸轮轮廓曲线,使用UG软件建立了夹取机构的凸轮模型,设定工作参数后进行运动仿真分析,分析动轴x方向位移、速度与加速度特征。结果表明:仿真结果与理论设计相吻合,验证了仿真设计的正确性,保证了夹取的准确性。采用设计仿真技术可提高机械关键部件的设计水平,为红花采摘机的设计制造提供了坚实的基础。     

基于SolidWorks Simulation的切割机工作台有限元分析

文章利用Solid Works建立玻璃切割机工作台三维设计模型,并直接应用Solid Works软件中的Solid Works Simulation分析计算模块对玻璃切割机工作台进行了有限元静力学分析计算,有力地检验了设计。     

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。     

基于PLC的红花花丝采摘控制系统设计

针对目前红花花丝采摘难度大、作业效率低等问题,设计了一种基于PLC适用于大规模机械作业的红花花丝采摘控制系统。该系统使用HC-HR04超声波测距模块与Arduino构成的超声波测距仪检测红花采摘区域,使用E6B2-CWZ1X旋转式编码器测量采摘机构的行程,使用FX_(3U)三菱PLC通过步进电机驱动器控制3个步进电机协同工作,完成红花花丝的夹持、采摘、传送和收集。使用GX-Works2软件编写程序,并使用SolidWorks三维软件建立采摘机构模型。该系统初步实现了红花花丝采摘的自动化控制,促进了红花花丝采摘由人工采摘向机械采摘的转变,有利于红花产业的发展。     

可调地隙采摘式菠萝运输车底盘的设计与研究

目前,我国的菠萝的采收与运输主要以人工为主,缺乏机械化,生产效率低,人工成本较高。为此,研制了一款可调地隙采摘式菠萝运输车,并基于实地调研资料,设计了新式的车架与车厢结构,使运输车适应于菠萝种植业作业需求。采用Solid Works进行三维建模,并进行运动仿真,利用Solid Works Simulation软件对车横梁、车架、升降机构等进行有限元受力分析,校核设计机构的合理性,优化设计结构。本产品关键技术为采用了剪叉式液压升降结构,可满足离地间隙可调的性能要求,并采用汽油发电机混合动力提供行驶动力,简化了传动机构且降低了油耗。     

基于Solid Works宽窄行分插机构行星轮系的建模仿真

本论文以宽窄行分插机构行星轮系为研究对象,以Solid Works软件为平台,建立了分插机构行星轮系三维模型,讲解非圆齿轮的设计。应用该技术在产品设计和改造的运用,可以提高设计速度、缩短周期,提高工作效率。     

桑叶采摘机桑枝间歇拨动装置的建模及仿真分析

针对摇杆式桑叶采摘机中桑枝拨动与桑叶采摘之间的时间协调匹配要求,选用圆柱分度凸轮机构作为间歇拨动装置,通过间歇拨动装置和桑叶采摘装置的协调配合,使桑枝能够及时进入圆环刀具口所在位置,保证桑叶的顺利采摘。采用空间包络曲面共轭原理建立了圆柱分度凸轮的数学模型,然后使用Pro/E三维软件的参数化建模功能进行三维设计和建模,结合在摇杆式桑叶采摘机设计中的相关结构参数建立了圆柱分度凸轮机构的虚拟样机模型,通过干涉分析验证了该机构设计的合理性,并将模型转换格式导入ADAMS软件中对其进行动力学仿真。仿真结果表明:该机构模型建立正确,各运动性能较稳定,满足了在桑叶采摘机中的实际应用价值,对该机构的优化设计、加工和安装起到了一定的指导作用。     

三维实体建模与有限元分析在机械设计中的应用

本文论述了应用Solid Works软件和COSMOS软件进行设计的过程。为增加设计的可靠性,缩短设计周期,在设计过程中,应用Solid Works软件对零件进行三雏建模,对主要受力对象应用COSMOS软件进行有限元分析,并给出了分析结果。     

新型单行食葵取盘装置的设计与振动研究

针对食葵收获耗费人力、财力及效率低等问题,设计了新型单行食葵取盘装置,并利用Solid Works建立了取盘装置的三维模型。该装置主要由取盘组件和曲柄摇杆机构两部分组成,取盘组件由分禾器、止回销及脱盘缺口构成。采用三相异步电动机通过带传动驱动曲柄摇杆机构实现往复直线运动,运用Solid Works Motion对曲柄摇杆机构进行了运动仿真及分析。通过振动研究,为样机的试制奠定了基础。     

采摘机械手离线轨迹智能优化——基于改进差分进化算法

为了提高采摘机械手的采摘效率和轨迹的控制精度,设计了一种新的基于离散编程和改进差分进化算法控制的机械手,提高了机械手的作业效率和对复杂环境的适应能力。由于农业作业环境的复杂性,采用离散编程技术可以得到更好的效益,据此重点对离散编程系统进行了开发,使用Solid Works软件建立了机器人机械手的三维仿真模型,并利用VB软件实现了Solid Works库的引用和二次开发,利用VB代码将改进差分进化算法嵌入到了机械手离线编程控制系统中。最后,通过仿真计算得到了不同算法下机械手轨迹控制的计算精度和效率,得到了机械手位置圆弧轨迹,并输出了机械手位置和速度随时间变化的曲线。实验结果表明:改进差分算法可以较好地实现机械手的离线轨迹优化,机械手运动的稳定性较好。     

打捆机喂入机构的仿真和应力分析

为了解秸秆打捆机喂入机构的运动规律,针对秸秆打捆机喂入机构的填料过程进行动力学分析,采用Solid Works软件进行实体建模虚拟装配和检查机构之间的干涉情况,并利用虚拟仿真技术模拟喂入过程的动作,分析喂入机构的运动特性,为喂入机构的设计提供参考。     

梳夹式红花采收装置集花机构优化与整机性能试验

针对研制的梳夹式红花采收装置存在采摘后的花丝掉落严重,导致花丝采集效率低的问题,提出一种新型的气吹-气吸组合式集花机构。该机构利用正压气流吹动粘附花丝脱离采摘头,同时结合梳夹装置前端安装的采摘头护罩,利用负压气流收集采摘后的花丝并防止花丝掉落。通过分析花丝在正压气流中受力情况,优化了集花机构的关键结构及工作参数。为验证整机性能,以含水率≥44.5%的新疆裕民红花为对象,对集花机构优化后的梳夹式红花采收装置进行了田间试验。试验结果表明：优化后的红花采收装置花丝采净率提升至81.74%,花丝掉落率降低至2.31%,相较于优化前采净率提高了4.47%,掉落率降低了0.31%,减少了花丝损失,整机性能得到提升,可为红花机械化高效低损采收提供参考。     

SolidWorks软件在农业机械机构创新设计中的应用

SolidWorks软件在机械设计领域具有强大功能。利用Solid Works软件对新型取苗机构进行三维建模、仿真分析,实现了对农业机械新产品进行物理建模、装配,并进一步通过仿真试验比较、验证了模型参数,从而预知新机构的性能,大大提高了设计效率和创新能力。这为农业机械装置的创新设计提供了新的可能性。     

基于Workbench的深海钻机收放机构有限元分析

以深海钻机收放机构为研究对象,建立收放机构Solid Works模型并简化,利用Workbench对收放机构进行有限元分析。通过对收放机构整体结构以及收放液压缸、支撑底座及各铰接点的连接销轴等关键零部件在最大工作载荷工况下的应力应变云图进行分析,验证了各零件强度、刚度符合实际使用需求,为深海钻机收放机构的设计提供了理论基础。     

红花分枝力学特性测试及运动分析

为研究红花丝采摘机喂入装置喂入过程中红花分枝及种球的运动特性,以新疆区域主栽品种无刺红花为试验对象,在DF-8000动态疲劳试验机上对红花分枝进行三点弯曲试验,得到了红花分枝的弹性模量及抗弯强度。建立ANSYS中的Explicit Dynamics模块,并求解喂入装置与红花分枝及种球的刚柔耦合动力学模型,运用LS-Prepost进行结果后处理,分析了喂入装置在不同转速下分枝的运动姿态、种球的喂入角度及速度,为更好地将种球端部红花丝喂入采摘装置,提高采收效率提供了部分理论依据。     

面向赣南山区应用特色的微耕机设计与研究

本文依据赣南山区特殊地貌和土质,提出一种适用于赣南山区耕地用微耕机的设计。本文首先对微耕机的结构特点和工作原理进行分析;进而对微耕机的结构进行设计;再利用Solid Works软件对微耕机零件进行三维建模、整机虚拟装配。Solid Works软件便于参数化修改和调整模型,可大大缩短设计周期,本研究为研制赣南山区用微耕机提供了有效的参考。