基于视觉的茭白自动分级包装设备研究与开发

为降低茭白品质分级的劳动成本,建立统一分级标准,提高茭白分级包装的准确率及效率,开发一种基于机器视觉的茭白自动分级包装设备,利用深度学习技术获取茭白大小、形状、颜色、病虫害情况等表型特征对茭白进行品质分级。设备包含控制系统、上料模块、品质分级模块、分拣包装模块,具备自动分料、传输、品质分级、分拣包装功能。完成分料移送机构和归整机构设计以约束茭白位置实现单根有序稳定传输。机械臂4自由度协同控制确保茭白分拣包装有序进行。经现场测试,茭白品质分级的准确率为95.62%,分级包装效率达3 s/根,且稳定性良好。结果表明,该设备能自动、准确地完成茭白的品质分级和分拣包装,可为实现“机器换人”的转化和提升农业智能化水平提供技术支撑。     

固态发酵饲料自动发酵饲喂一体设备设计与试验

针对固态发酵饲料在饲喂现场生产的需求和特点,设计了自动发酵饲喂一体设备。该设备由上料发酵系统、控制系统、饲喂系统构成：上料机构将饲料和菌液混合均匀送至发酵桶,发酵完成后自动下料至饲喂车;饲喂车能够准确定位到不同饲喂对象的食槽并进行定量布料;操作者只需在人机交互界面设置上料体积、发酵时长、饲喂对象等参数,整个发酵饲喂过程无需人工干预。饲喂系统由48V/100A·h的蓄电池供电,充电一次可连续工作4d。试验结果表明,发酵桶上料和饲喂车排料的料体积误差均不大于6%,饲喂车定位误差平均值11.75mm,发酵时间、饲喂对象等参数控制准确。设备运行稳定可靠,发酵和饲喂之间无缝对接,显著减小了劳动强度,满足发酵饲料现场固态发酵并饲喂的要求。     

棉秸秆基质化利用设备的研制及试验

针对新疆地区棉秸秆产量大,基质开发利用低的问题,研发出一种高效的棉秸秆基质化利用设备——棉秸秆基质发酵机。通过对上料机、搅拌装置、加热腔、出料以及电控部分的设计实现智能化自动控制发酵作业。该机工作时提升上料箱,使物料落入搅拌仓中,利用热风对搅拌仓进行加热达到高温杀菌的目的,投放组合发酵菌剂采用搅拢式搅拌装置对物料充分混合,缩短发酵时间,加入功能菌剂进行低温后熟发酵。机具批次处理量1 038 kg,日处理量达到2 076 kg,批次处理时间7 h,批次肥料能耗0.16 kWh/kg,满足设计考核指标要求。     

基于Solidworks茶叶称重式自动上料机的设计应用

随着茶叶加工机械的迅速发展,"机器换人"将成为茶叶加工的新常态。茶叶上料是茶叶杀青工序的首要工作,上料的均匀性及上料量是茶叶杀青质量的基本保证。基于此,本文将基于Solidworks三维软件设计一台茶叶称重式自动上料机,解决茶叶加工均匀定量上料的机械化操作。     

高架栽培配套基质自动移动摊铺机设计与试验

针对现有高架栽培中的基质摊铺作业仅靠人工完成、劳动量极大等现状,设计了集基质运送、箱内出料、双侧分料落料和均匀摊填为一体的高架栽培配套基质自动移动摊铺机。根据栽培高架设施结构参数和基质流动特性测定结果,提出了基于少量人工操控介入的自动作业式基质架间双侧浮动移动摊铺方案,并设计了箱内折弯出料机构、双侧落料与架上摊平机构等关键部件,解决了箱内基质向上均匀出料及出料-排料协调难题,并实现了对高架竖直方向较大尺寸误差的补偿。完成了参数定型和样机开发,并进行了性能试验验证。试验结果表明,该机实现了330m2/h的双侧4槽基质精量摊铺作业,能满足100mm高度误差的仿形作业,4个槽内基质深度相对误差分别仅为7.72%、6.75%、9.33%和9.66%,各槽内基质深度平均误差仅2.01mm,达到了较好的4槽基质平均和均匀摊铺效果。该机的开发成功,为实现高架栽培的机械化配套作业提供了装备支持。     

高架栽培配套基质自动移动摊铺机设计与试验

针对现有高架栽培中的基质摊铺作业仅靠人工完成、劳动量极大等现状,设计了集基质运送、箱内出料、双侧分料落料和均匀摊填为一体的高架栽培配套基质自动移动摊铺机。根据栽培高架设施结构参数和基质流动特性测定结果,提出了基于少量人工操控介入的自动作业式基质架间双侧浮动移动摊铺方案,并设计了箱内折弯出料机构、双侧落料与架上摊平机构等关键部件,解决了箱内基质向上均匀出料及出料-排料协调难题,并实现了对高架竖直方向较大尺寸误差的补偿。完成了参数定型和样机开发,并进行了性能试验验证。试验结果表明,该机实现了330 m2/h的双侧4槽基质精量摊铺作业,能满足100 mm高度误差的仿形作业,4个槽内基质深度相对误差仅分别为7.72%、6.75%、9.33%和9.66%,各槽内基质深度平均误差仅2.01 mm,达到较好的4槽基质平均和均匀摊铺效果。该机为实现高架栽培的机械化配套作业提供了装备支持。     

倒装式粉碎机及粉碎系统的设计

普通粉碎机容易在筛网表面形成环流层,产生堵筛现象,且大多不能自动上料和出料。针对这种情况,设计了一种倒装式粉碎机和粉碎系统,能够破坏物料旋转时形成的“环流层”,实现自吸上料和风引出料。     

热熔机自动上下料装置的设计与研究

为实现热熔机自动上下料和减少人工成本,介绍了在热熔机上的自动上下料装置的设计与研究。该装置由管子上料机构、盖子上料机构、料仓、成品下料机构等组成,实现了热熔机自动上下料的目的,达到了预期目标。     

基于EDEM的平养育雏喂料装置设计与试验

育雏饲养将直接影响着雏禽的生长发育、成活率、成年禽的生产性能等,因此这一阶段的饲养管理是养好家禽的关键.针对平养环境下育雏饲料的自动喂料装置进行研究,采用离散元仿真和台架试验相结合的方法,以平均喂料量和在地面上的落料状态为评价指标,在行进速度为0.25 m/s下,研究槽轮转速和出料口角度对喂料均匀性和育雏料在地面上的落...     

三边封基质自动包装机的设计与试验

无土栽培模式在我国的应用逐渐广泛，但基质栽培袋的机械化生产发展缓慢，造价昂贵的流水线式生产模式并不适合我国个体用户及中小企业的生产情况。为此，针对市场上缺乏小型、实用、低成本、自动化的基质袋生产设备的现状，设计了三边封基质自动包装机。机具在基质包装领域创新使用先装填再制袋的方法，采用PLC为核心的控制系统，由搅拌装置、定料装置、压缩装置、热封装置、换膜装置、机架、传动系统和控制系统组成。在此，介绍了整机的工作原理及各个装置的设计情况，并对整机的生产功能进行了试验验证。结果表明：三边封基质自动包装机能够自动化完成基质袋的生产，生产速率为36袋/h,包装质量满足设计要求，为无土栽培产业的机械化发展提供了技术支持。     

油炸花生生产线

该生产线由山东省临沂市农机所和中外合资同泰食品机械制造有限公司共同开发．主要包括：花生仁上料提升机、烫渍机、配料带、脱皮机（进口机）、粗选带、脱水机、干燥机、振动（盛料）出料机（2台）、自动上料机（2台）、油炸锅（2台）、海油机、自动提卸料机、搅拌机、筛盐批、精选（冷却）机,其主要技术特点：1．国产配套性好。主要的不锈钢网和链条、调速电视采用方便面生产设备上的结构．脱离了对进口配件的依赖。2．水温和上油炸锡进料,自动定量。烫债权和油炸锅的温度实现了自动控制,温度超过95℃,蒸汽自动关闭,温度低于90℃时…     

奶牛螺旋给料装置搅拌设备的设计及搅拌特性试验研究

全日粮混合(TMR)饲喂成本在牛奶生产成本中所占比例最大,采用TMR自动饲喂机可有效降低饲喂成本。目前自动饲喂设备大多采用等径等距螺旋输送器,易在工作时产生堵料问题。为解决上述问题,设计饲喂装置的搅拌装置并对其搅拌特性进行试验研究。试验结果表明,搅拌装置能有效解决堵料问题、提高饲料输送平稳性,搅拌器物料推进体积与料仓容积之比为0.14时搅拌效果较好。     

柳树插条自动喂入装置取料机构优化设计与试验

针对我国柳树插条半自动扦插作业人工喂入劳动强度大和作业效率低的问题,提出一种实现有序出料、取料和送料功能的柳树插条自动喂入装置,并针对该装置进行取料机构的优化设计与相关试验研究。建立取料机构运动学模型和优化设计模型,应用自主开发的软件分析确定了取料机构参数的取值范围,进而利用Matlab软件的遗传算法工具箱实现取料机构的参数优化;完成取料机构结构设计,进行取料机构虚拟运动仿真验证;研制取料机构样机和柳树插条自动喂入装置试验台,开展取料机构高速摄像试验和柳树插条自动喂入试验,研究取料机构运动特性,检验自动喂入装置的工作性能。在自动喂入效率达到55株/min时,柳树插条喂入成功率约为83%,表明该装置具有应用于柳树插条自动扦插机的可行性。     

微波施加方式对微波冷冻干燥均匀性的影响试验

利用WDG-5型微波冻干设备试验分析了影响干燥均匀性的因素,并试验分析了该设备的微波施加方式对料盘间、料盘内物料干燥均匀性的影响.试验表明,微波冻干过程中20盘物料外层干燥快、中间层干燥慢,微波交替开启方式与整体开启方式相比,可提高料盘之间的干燥均匀性;干燥过程中同一料盘内物料呈现周边物料干燥快、中心部位干燥慢的趋势,...     

试验用低温巴氏杀菌设备设计与性能测试

设计了一套试验用低温巴氏杀菌设备,阐述了设备的工作原理、主体结构和工作过程,计算了设备的传热能力.依据蠕动泵规格参数,设备最大流量为230 mL/min,最大处理能力为13 800 mL/h.采用水为处理物料,经传热能力计算可知设备满足物料的升温需要,且可以实现在4.5s内从4℃到52℃的升温,以及3 s内52℃到20℃和6s内52℃到10℃的降温.蛋清液杀菌试验表明,在55℃条件下,2.5 min可以实现菌体浓度降为100 CFU/mL.性能试验显示:设备传热能力较强,具有较好的杀菌效果.     

穴盘育苗生产线上料装置的设计

针对机械化育苗技术在加工番茄上应用存在的技术难题,研究开发了一种适用于加工番茄穴盘苗的自动化育苗生产线上料装置.阐述了该装置的结构特点及工作原理,并对影响穴盘填充合格效果的各因素进行了正交试验.结果表明:穴盘填充合格率受上料电机转速影响最大,受穴盘运动速度影响次之,受减速电机转速影响较小,受撒料电机转速影响最小.当减速电机转速范围取65～75r/min,上料电机转速范围取150～250r/min,撒料电机转速范围取30～50r/min,穴盘运动速度范围取10～15m/s时,取得的穴盘填充效果较好.     

羊用撒料试验台的设计与试验

为了寻求抛撒不同羊食用物料最佳效果时撒料车的最佳工作参数和结构参数匹配,设计了固定式羊用撒料试验台。该试验台可灵活调节影响撒料效果的工作参数和结构参数,可模拟撒料车行走撒料的功能。本文对该试验台机械结构和工作原理进行了介绍,对关键机构双向投料搅龙进行设计,确定其最大转速为150r/min,对刮板输送机装置进行设计,确定其具有平移整体物料作用。以玉米青贮和玉米粉混合物为试验物料,以投料均匀度和投料量为试验指标,以刮板输送机线速度A、挡料辊转速B、双向搅龙转速C、拨叉长度D为试验因素设计四因素三水平两指标正交试验。试验结果表明:投料量影响因素显著程度顺序为ABCD;投料均匀度影响因素显著程度顺序为ACDB;最优参数匹配组合A为0.1m/s,B为150r/min,C为15r/min,D为1 3 0 mm,对应的投料量为7.1 3 kg/s,投料均匀度为9 2.2 1%。该撒料试验台的性能参数满足设计要求。     

奶牛卧床垫料抛撒机锤式抛撒机构设计与试验

针对奶牛卧床垫料抛撒缺乏专用机械的问题,设计了一种锤式奶牛卧床垫料抛撒机。以沙子为研究对象,建立了锤式垫料抛撒机构作业的理论模型,对锤头回转半径、抛撒转速、物料抛出角、锤头数量和锤头尺寸进行了设计和计算。采用EDEM建立了沙子抛撒仿真模型,并对抛撒转速、抛料切线角、上挡板开启角和上挡板长度等关键因素进行了仿真分析,得出各因素对抛撒幅宽、地面堆积物料平均厚度和抛撒均匀性的影响规律。仿真分析表明,提高抛撒转速、减小抛料切线角、增大上挡板开启角和减小上挡板长度,能够显著增大物料抛撒幅宽和提高抛撒均匀性,并能够降低地面堆积物料平均厚度。选取抛撒转速1 200 r/min、抛料切线角35°、上挡板开启角70°、上挡板长度180 mm和行驶速度4 km/h进行仿真分析与现场试验,结果表明,仿真分析与试验结果基本吻合,证实了仿真分析的可靠性。试验测试抛撒幅宽为5.1 m,地面堆积物料平均厚度为22 mm,抛撒均匀性变异系数为31.96%,满足养殖场的使用要求。     

基于UG的甘蔗自动捆扎机设计

我国甘蔗采收主要采用传统的人工劳动,效率低下,劳动强度大。为此,设计了一款甘蔗自动捆扎机,该捆扎机主要由甘蔗存储仓、定量机构、挤压机构和打结机构组成,采用UG进行了各部件的建模及仿真,并进行整机试制试验工作。该设备能够自动完成甘蔗的定量、挤压以及穿线打结动作,实现了收割剥叶后甘蔗的自动捆扎成捆功能。试验证明,甘蔗自动捆扎机能实现50s左右的捆扎速度,提高了甘蔗采收环节的效率。     

辊式导流马铃薯定重装袋机设计与试验

装袋是马铃薯从收获到运输、储藏的重要环节。为解决现有马铃薯装袋机效率低、损伤率高的问题,设计了一种高效、低损的辊式导流马铃薯定重装袋机,主要由支撑装置、分流输送装置、导流装置、撑袋装置和定重装袋装置构成。通过多工位装袋实现了高效,通过辊式导流实现了低损伤。通过对该机关键部件的力学分析和导流过程的运动学分析,确定了影响马铃薯损伤和装袋效率的主要因素为导流仓门角度、输送速度和上料量。以导流仓门角度、输送速度和上料量为试验因素,以破皮率、伤薯率和单口装袋效率为试验指标,进行了二次回归正交旋转组合试验,通过Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行方差分析,通过响应面试验分析了试验交互因素对试验指标的影响规律。利用Design-Expert 8.0.6软件优化模块并结合实际工作情况确定各因素最佳取值,在此基础上进行了试验台验证试验,结果表明：当导流仓门角度为45°、输送速度为0.35m/s、上料量为27t/h时,破皮率为1.8％、伤薯率为1.4％、单口装袋效率为12.4t/h,在该参数组合下辊式导流马铃薯定重装袋机破皮率和伤薯率均较低,且装袋效率较高。