甘薯菜用茎尖收获装置发展概况与展望

甘薯菜用茎尖收获装备发展滞后已成为制约菜用甘薯发展的主要技术瓶颈。目前,甘薯菜用茎尖的收获方式主要采用人工采摘,工作效率低、劳动成本高、采收标准不便统一等问题突显。为此,在分析菜用甘薯发展概况以及菜用茎尖收获农艺的基础上,阐述国内外甘薯菜用茎尖收获装备发展现状和可以借鉴的茶叶收获、茎叶类蔬菜收获等相关成熟技术,研究得出农机与农艺配合的重要性,分析菜用茎尖收获装备亦可用作甘薯育苗时剪苗的技术途径,提出甘薯菜用茎尖收获装备发展展望。     

基于EDEM的仿垄型切割装置的仿真优化

针对当前我国甘薯秧蔓机械化收获环节存在收净率低、秧蔓缠绕机具、伤薯率高等问题,严重制约了甘薯全程机械化的推进。为了突破以上难题,通过查阅大量国内外文献以及实地调研,充分了解甘薯在田间的生长形态以及农艺要求,结合甘薯秧蔓收获的切-送-归集理论,结合CAD技术与CAE技术,进行了甘薯秧蔓切割过程中仿垄型拨禾切割装置的运动学和动力学的仿真分析,在机具作业过程中,秧蔓与仿垄型拨禾切割装置相互作用,分析切割甘薯秧蔓的运动过程,探究甘薯秧蔓在整个切送归集收获过程中的运动规律。     

基于ANSYS的菜用甘薯茎尖切割有限元分析与试验

切割作业是菜用甘薯茎尖收获中的重要环节,为提高菜用甘薯茎尖机械化收获的茎尖完整率,保证作业质量,采用静态测量法,运用质构仪等试验仪器对收获期菜用甘薯茎尖开展力学特性研究,获得其径向剪切模量为1.07 MPa,轴向剪切模量为1.87 MPa,结合数据,利用建模软件Inventor和仿真分析软件Ansys中的LS-DYNA模块对0.5 m/s、0.6 m/s、0.7 m/s三个切割速度下切割过程进行显示动力学分析,获得对应的菜用甘薯茎尖的应力应变云图,并对其进行分析,最后依据仿真结果开展验证试验,结果与仿真分析结果基本一致,且结果表明切割速度宜设在0.6～0.7 m/s,在此切割速度范围内可有效保证茎尖完整率。研究结果可为今后中国菜用甘薯茎尖收获装备发展提供有力支撑和理论基础。     

成熟期菜心茎秆切割力学特性测试

为了给水培叶菜机械化收获提供合理、准确的设计依据,降低叶菜收获损失,选取菜心为试验对象,以切割刀类型、切割速度、菜心品种为自变量,最大切割力为响应指标,采用单因素和混合水平正交试验法,对茎秆进行了切割试验,对各因素及其交互作用进行了分析。单因素结果表明,品种、切割刀类型、切割速度对最大切割力的影响均显著,切割速度对最大切割力影响最大。混合水平正交试验结果表明,品种和切割速度的交互影响显著水平最高;最优试验组合为青野尖叶菜心、斜刀和切割速度12 m/min。试验研究结果为切割装置的设计提供理论依据。      

叶菜收获机械的研究现状及发展展望

收获作业在整个叶菜生产中用工最多、耗费最大,随着农村劳动力不断减少及人们对叶菜需求量的日益增多,我国叶菜收获必须朝着机械化、智能化的方向发展。课题组总结了现有叶菜收获机械作业方式,综述了国内外叶菜收获机械研究现状,提出未来我国叶菜收获机械发展展望：开展叶菜物理特性研究,提高农艺与农机的匹配程度,优化机械结构,提高机械通用性并提升智能化技术水平。     

丘陵山区甘薯机械收获的方法改进及装备设计

针对丘陵山区甘薯收获“无机可用、有机难用”的突出问题,分析了丘陵山区甘薯机械收获的技术瓶颈（动力消耗大、薯土分离不清、埋薯）,结合丘陵山区甘薯种植农艺及生长特点,对丘陵山区甘薯机械收获的方法改进及装备设计进行阐述。所述的扒土挖掘收获方法及与东风-15手扶拖拉机配套的甘薯收获机,采用立式刀片扒土轮型式的扒土机构先将垄畦两侧的土壤扒至相应侧的垄沟再对垄畦中部的薯土混合物挖掘、推送、分离,可有效解决当前丘陵山区甘薯机械收获的技术瓶颈。经初步试验,该机对不同间距和宽度的甘薯种植垄畦的适应性较好,其主要作业效果基本满足设计（使用）要求。     

甘薯生产机械化作业模式研究

甘薯生产机械化技术滞后已成为制约甘薯产业的主要瓶颈,而耕种收主要作业环节农机农艺配套难则是影响甘薯生产机械化发展的难点之一,本文针对上述问题,“机制、基础、机具”相结合,提出了“单行起垄单垄收获”、“双行起垄单垄收获”、“两行起垄两垄收获”、“三行起垄两垄收获”、“宽垄单行起垄双行栽插收获”、“大垄双行起垄收获”等六种作业模式,以期为实现甘薯全程机械化提供解决思路.     

甘薯收获机对比试验

针对京郊甘薯收获环节缺少适宜机具、人工收获劳动强度大、作业效率低等问题,对引进的4U-190型双行甘薯收获机、4U-80型单行甘薯收获机和4UF-900型单行甘薯收获机3种机型进行对比试验。通过试验,筛选出2种作业质量符合相关行业标准及京郊甘薯种植农艺要求的甘薯收获机。其中,4U-80型单行甘薯收获机工作幅宽为80cm,4UF-900型单行甘薯收获机作业幅宽为90 cm,作业质量基本能够满足要求,同时作业效率为人工的60~70倍,有效解决了甘薯收获环节的机械化问题,达到了节本增效的目的。     

国内甘薯生产收获机械化制因思索与探讨

我国是世界最大的甘薯生产国和消费国,但目前国内甘薯生产机械化技术发展却较为落后,尤其是收获技术,已成为制约其产业发展的重要因素。本文从政策因素、研发平台、甘薯生理、土壤类型、种植农艺、生产企业等角度分析影响甘薯收获机械化发展的制因,并提出相关建议与对策。     

叶菜机械化收获技术与装备研究进展

叶菜机械化收获是叶菜全程机械化的研究重点和难点,是建立健全完善的叶菜生产全程机械化技术体系的关键。首先分析绿叶菜、香辛叶菜和结球叶菜三大叶菜类别的国内外收获装备的研究现状和发展动态,然后从叶菜机械收获过程出发,探讨收获部件与叶菜的互作过程的研究现状,分别分析“切—挖—拔(割)—送—装”等多个作业环节下的关键机构设计的研究进展,对自动对行、割台仿形等智能化收获技术的研究进展进行阐述。根据我国叶菜生产的具体情况,分析我国叶菜机械化收获存在通用性差、叶菜损伤率较高、机械化程度低、缺少适宜机械化作业的叶菜种植农艺标准等问题,提出构建完整的叶菜生产全程机械化技术体系、实现叶菜收获机械通用化和智能化、坚持自主研发和消化吸收国外先进技术相结合的发展思路。     

胡萝卜联合收获机拉齐切割装置设计与试验

拉齐切割装置是胡萝卜联合收获机的重要工作部件,其性能好坏直接决定了秧苗切口位置是否统一平整,切割是否干净。针对我国胡萝卜主产区的种植模式和农艺要求,研制了一种应用于双行胡萝卜联合收获机上的双圆盘刀式拉齐切割装置,该装置主要由拉齐部件、切割部件和水平夹持输送部件等组成,一次作业可完成胡萝卜的拉齐、切割、抛秧等功能。该装置采用双圆盘刀作为切割部件,切口平整美观,切割效果好;采用挡板作为拉齐部件,挡板的高度及中间缝隙的大小均可调;采用上下两层夹持带作为水平夹持输送部件,能够有效防止胡萝卜秧叶倒伏,有利于后续的切割及抛秧作业。该装置的成功研发解决了机械收获时胡萝卜切口不美观、拉齐效果差以及堵秧的问题,有效提高了胡萝卜联合收获机的收获效果。      

甘薯秧蔓收获机专用割台设计与试验

针对甘薯分段收获技术需求,结合国内外甘薯收获技术及装备,提出一种甘薯秧蔓收获方式,并设计甘薯秧蔓收获机专用割台。该甘薯秧蔓收获割台主要由拨禾切割装置和防堵防缠输送装置组成,可以实现甘薯秧蔓的切—送—归集。首先,理论分析该割台的关键部件结构参数及传动配置关系,确定拨禾切割装置上仿垄型排列的割刀和弹齿的安装高度和安装密度,以及拨禾轮、割刀和弹齿的结构参数。其次,通过对拨禾切割装置、捡拾装置和螺旋输送装置进行运动学和力学分析,明确拨禾轮、捡拾器、螺旋输送绞龙转速和结构决定秧蔓切割效果和收获质量,并确定捡拾器和螺旋输送绞龙的关键结构参数,最后进行田间试验验证该机具的切—送—归集收获效果。结果表明：当整机前进速度为0.6 m/s,拨禾轮转速为46 r/min,捡拾器转速为43 r/min,割台损失率仅为1.3%,整机作业效率为0.45 hm²/h。割台搭配48 kW拖拉机在工作过程中运行稳定,割台在工作过程中无堵塞、无缠绕,满足甘薯秧蔓联合收获机的设计需求。     

履带式小型甘薯秧蔓处理机的设计

甘薯收获前去除秧蔓工作,国内多采用人工去蔓,劳动强度大、成本高、效率低,严重影响了甘薯的收获。针对这一问题,根据甘薯农艺要求和种植模式,设计了一种履带式小型甘薯秧蔓处理机。为此,介绍了履带式小型甘薯秧蔓处理机的总体结构及关键部件如粉碎刀具、拨禾机构及挑秧杆的设计原理,采用履带式底盘提高了设备跨沟过埂的能力,采用立式滚筒凸轮式拨禾机构,能有效解决甘薯秧蔓缠绕的问题。同时,运用Adams软件对粉碎刀具和立式滚筒拨禾机构进行动力学仿真。     

剑麻收获机械研究现状与展望

剑麻机械化收获是实现剑麻生产全程机械化的重要环节,目前剑麻人工收获劳动强度大、效率低、成本高,实现机械化收获是急需解决的问题。近年来国内外剑麻收获机械研究进展缓慢,研究成果整体实际运用效果差。介绍我国手持式、手推式、自走式、搭载式剑麻收获装置的结构特点,分析阻碍我国剑麻收获装置研发及推广应用的主要原因:手持式费力,手推式不灵活,自走式通用性差;剑麻自身特性导致机械化收获难度大;农机与农艺不融合。通过对不同切割刀具使用性能对比和对下刀方式、切割方式、割叶路径的分析,提出我国剑麻收获机的设计思路和发展建议,为剑麻收获机的研制提供参考。     

结球叶菜收获机械研究现状及发展对策

在分析结球叶菜生长特点和分类的基础上,对国内外结球叶菜收获机械的研究现状及典型收获机械的结构进行了详细的阐述和分析,并根据我国结球叶菜的生长特点,指出了收获机械存在的问题(现有机器体积庞大,制造成本较高,机器的通用化程度不高,调节系统的自动化程度低),并提出了解决的对策.     

济南甘薯机械化生产技术试验与研究

目前济南市甘薯种植几乎全部依靠人工完成,仅插秧环节一亩地就需2个人工,作业效率低,劳动强度大,随着人工费飙升,甘薯生产成本逐年升高,济南市甘薯种植面积呈现不增反降的不良态势.除此之外,人工栽秧其深度及斜度也难以达到农艺技术要求,产量往往也得不到保证.因此,加快甘薯机械化生产技术研究,创新甘薯生产模式,以农机引领农艺生产...     

小型电动叶菜收获机智能控制系统设计与试验

针对小型电动叶菜收获机工作部件速度固定导致的收获机适应性差、能耗大、收获损失率较高及割茬高度调整不便等问题,开发了一种叶菜收获机智能控制系统。该系统以可编程逻辑控制器为核心,采用超声波传感器、光电编码器进行高度、速度检测,利用直流电机驱动模块、电液缸等实现收获机工作部件的速度和高度控制。试验结果表明:该系统能够根据设定的叶菜留茬高度自动调节叶菜收获机的割刀高度,并能根据收获机行进速度自动调整割刀切割速度、拨苗速度及传送带输送速度,叶菜留茬高度平均误差≤3.33%,叶菜收获损失率≤5.10%,提高了叶菜收获的经济效益,对于提升我国叶菜收获作业的智能化水平及实现节能减排具有积极意义。     

青菜头收获机切割装置设计与试验研究

根据重庆丘陵山区青菜头收获农艺要求,设计了一款与微耕机匹配单行作业,具有自动对行、电动切割及倒铺功能的青菜头根茎切割装置。运用UG软件对切割装置进行三维设计建模,对圆盘式切割器进行了台架试验,确定了高速无支撑切割的工作方式及其主要技术参数,并试制了样机进行田间试验。结果表明:切割装置切割成功率达79%,为进一步研发奠定了基础。     

甘薯种植农艺及机械化种植技术研究

针对农村劳动力日益短缺,甘薯的种植成本增加,国内专门用于甘薯的移栽机械不成熟,导致甘薯种植机械化率、作业效率较低,种植户对甘薯移栽机械需求迫切等问题,在研究甘薯种植农艺要求的基础上,对比分析国内外甘薯种植机械的研究与应用现状,指出甘薯机械化移栽过程中面临种植环境复杂多样、甘薯裸苗移栽自动分苗困难、种植农艺工序复杂、甘薯栽插技术不成熟等主要问题。从农机农艺有机融合、提高移栽机的适应性、甘薯移栽装备集成、智能化技术的研究与应用等方面提出甘薯机械化移栽研究方向,并从甘薯自动分苗技术、定向定位输送技术、水平、船底栽插技术三方面提出亟待突破的关键技术,为以后甘薯机械化种植技术的发展提供参考。     

结球叶菜收获机械关键技术与装备研究现状

随着蔬菜产业的快速发展和农村劳动力的日益短缺,我国的蔬菜生产逐渐向机械化方向发展。在分析结球类蔬菜生长特性和分类的基础上,对国内外甘蓝、大白菜等结球叶菜收获的关键技术和典型设备进行了详细阐述和比较,剖析了结球叶菜收获机械化技术发展存在的问题,以此提出解决当前结球类叶菜机械化收获关键技术问题和相关建议,为今后结球叶菜机械化收获装备的研发提供借鉴参考。