番茄翻秧机分秧器的结构与参数分析

根据新疆番茄品种及种植模式的需要,对分秧器进行结构研究。介绍了分秧器的结构、工作原理并分析了分秧器在工作过程中番茄秧的运动情况。根据新疆番茄种植品种和种植模式,通过分析分秧器的前倾角和分开角对分秧器分秧能力的影响,确定了前倾角和分开角的大小。试验表明分秧器达到较好的适应性的要求,提高了分秧器分秧的能力。     

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。     

加工番茄回转滚筒式果秧分离机构参数正交试验优化

为了优化加工番茄果秧分离机构的技术参数,设计并制作了回转滚筒式分离试验台。以里格尔87-5加工番茄为试验对象,应用二次回归通用旋转组合试验方法,建立了果秧分离性能指标与滚筒转速、凸轮盘转速和拨杆振幅之间的回归方程。分析了试验因素对分离性能的影响规律,在果秧分离率、果实破损率和含杂率满足作业质量的条件下,优化得出滚筒转速为21 r/min、凸轮盘转速为42 r/min和拨杆振幅为110 mm。     

非圆轮系加工番茄果秧分离振动发生器设计及仿真

针对现有加工番茄果秧分离振动发生器易堵塞及振动大等问题,基于非圆齿轮轮系可实现复杂变速变向运动及传动平稳精确等优点,设计了一种非圆轮系加工番茄果秧分离振动发生器,并阐述了其工作原理。建立了非圆轮系振动发生器虚拟样机模型,对比了需求与仿真角位移和角速度曲线,结果表明:需求与仿真曲线吻合度较高,非圆轮系振动发生器可满足加工番茄果秧分离需求。     

穴盘水稻秧苗通过分秧滑道的运动仿真与分析

为了研究所设计的分秧滑道的性能,利用Pro/E和ADAMS软件对穴盘水稻秧苗通过分秧滑道运动进行了仿真。建立了2种秧苗营养土钵模型,球体模型和实际尺寸营养土钵模型。结果发现秧苗在通过分秧滑道圆弧段时其速度、加速度和接触力会发生突变;秧苗通过7条滑道需要的时间最长为0.633 s,最短为0.463 s;当滑道相对竖直平面倾斜2°布置时,秧苗通过滑道的通过性与滑道竖直布置时的差异不大。通过仿真可得到7穴秧苗不同时间点在7条滑道中的运动轨迹,以及在滑道运动的状态下,秧苗通过2组分秧滑道后在田间的定植情况。研究结果为今后分秧机构的进一步优化设计和试验研究提供了参考依据。     

加工番茄果秧分离装置运动过程分析

为了深入研究加工番茄果秧分离特性,分析了加工番茄果秧分离装置激振器的运动过程,利用达朗贝尔原理建立其理论模型。利用SolidWorks对激振器的运动过程进行了仿真,并在FS-35型加工番茄果秧分离试验台上,利用高速摄像机拍摄了分离滚筒的运动过程,利用Blaster’s Mas软件对录像进行了处理和分析。分析结果表明,理论模型与实际运动吻合较好,验证了理论模型的正确性。     

加工番茄果秧分离装置的设计与试验

为了实现加工番茄收获的机械化,降低工人的劳动强度,设计了一种振动式加工番茄果秧分离装置,选取里格尔87-5加工番茄品种进行果秧分离性能单因素试验.结果表明,随凸轮盘转速增大,果秧分离率先增大后略有减小并趋于平缓,果实破损率总体呈增大趋势,含杂率呈近似线性增大;随拨杆摆振振幅增大,果秧分离率先增大后趋于平缓,果实破损率呈增大趋势,果实含杂率呈增大趋势.     

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。     

马铃薯收获机薯秧分离装置设计与试验

针对北方粘重土壤条件下马铃薯收获过程中薯秧分离效果不佳的问题,设计了一种在不杀秧情况下既适用于大型联合收获机也适用于分段式马铃薯收获机的薯秧分离装置。通过对该装置升运过程中薯秧的运动学分析和分离过程中的力学分析,建立了一种弹性力学模型,确定了影响薯秧分离效果的主要因素,得到影响薯秧分离性能的摘秧辊转速范围和摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离范围等工作参数。以摘秧辊转速、一级升运分离筛主驱动辊线速度、摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为试验因素,以含杂率为试验指标,在未进行杀秧作业的条件下进行田间试验,试验结果表明:当摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为2. 5 mm、摘秧辊转速为9. 0 r/s、一级升运分离筛主驱动辊线速度为1. 6 m/s时,含杂率为2. 4%,优于国家行业标准。     

马铃薯成熟期秧蔓的机械物理特性参数研究

为研制一种马铃薯秧收获机械、优化马铃薯秧切割机构的结构及用有限元软件模拟仿真切割过程的割刀及马铃薯秧的应力变化情况,以成熟期品种中薯8号马铃薯秧主茎为试验材料,在WDW-5E微机控制电子万能试验机上对马铃薯秧进行了剪切、拉伸、压缩和弯曲试验,得到马铃薯秧的力学性能参数:剪切强度为0.819MPa,轴向抗拉强度为2.073MPa,抗弯强度为11.872MPa,径向抗压强度为1.674MPa,轴向抗压强度为5.75MPa。试验结果为建立马铃薯秧蔓的力学模型并进行马铃薯秧蔓的有限元模拟仿真切割过程的割刀及马铃薯秧主茎的应力变化研究提供了理论依据,对马铃薯秧回收作业机切割装置的结构设计及割刀的优化设计等具有一定的参考和指导意义。     

吊杯式移栽机构中番茄穴盘苗运动分析优化与试验

吊杯式移栽机构的投苗杯向栽植器喂苗时,番茄穴盘苗与栽植器的碰撞导致苗钵质量受损。为此,建立番茄穴盘苗与栽植器的接触力学模型和碰撞运动模型,用赫兹理论得到苗钵最大接触力方程,用冲量和冲量矩定理得到苗钵和苗茎与栽植器的碰撞运动方程,在此基础上用目标规划法建立多目标优化函数,得出栽植器角速度为1.18 rad/s和1.31 rad/s时,接苗角取72°和番茄穴盘苗的株高取12 cm,有利于减小苗钵质量损失。利用高速摄像试验观察碰撞运动,得出苗钵与栽植器的碰撞是弹塑性碰撞,苗钵和苗茎与栽植器的碰撞都会改变番茄穴盘苗的运动速度和姿态,使番茄穴盘苗与栽植器发生二次碰撞。苗钵破碎性试验表明,工作参数优化后的番茄穴盘苗质量损失分别为9.67%和8.43%,优于其它参数组合的试验结果。     

番茄钵苗移栽探出式取钵机构设计与试验

为了降低番茄钵苗移栽过程取钵机构对秧苗钵土根系的损伤,同时避免机械式钵苗移栽机构设计特殊取苗轨迹与姿态的优化难题,提出了一种可与系列移栽机构配合使用的番茄钵苗探出式取钵机构,实现取苗各关键位置机构秧针以固定角度完成探出入钵、移动送苗及收回推秧工序。根据钵苗移栽取钵过程分析与设计要求,建立了探出式取钵机构力学分析模型,并获得影响秧针扎入钵土时驱动杆受最小驱动力的因素。基于Matlab App Designer平台开发了取钵机构计算机辅助分析设计软件,获得满足番茄钵苗移栽要求的取钵机构设计参数集。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以驱动杆斜杆夹角、钵体含水率、入钵深度为试验因素,以钵体完整率和取苗成功率为评价指标,试制样机并搭建台架实施参数组合优化及验证试验,结果表明：探出式取钵机构可有效地配合取苗机构完成各项性能工作要求,在参数组合为驱动斜杆间夹角112°、钵体含水率57.5%、入钵深度28.4mm时作业效果最佳,钵体完整率为96.44%,取苗成功率为97.06%,满足钵苗移栽作业性能。     

穴盘倒置式取苗装置的取苗特性试验研究

基于穴盘倒置式自动取苗装置,在对番茄穴盘苗的质量、苗高、茎秆直径、冠形尺寸和含水率等基本参数测试分析的基础上,进行了番茄穴盘苗不同含水率下脱离穴盘时的拉出力试验和分苗过程中沿倾斜滑轨滑落试验及挡苗杆位置配置和输送带的位置确定等试验。同时,探讨了番茄穴盘秧苗取苗机理,为自动取苗分苗装置机构的设计提供了理论依据。     

西瓜直插式嫁接砧木夹持与压苗机构设计与试验

针对西瓜直插式嫁接砧木在生长点去除前定位与处理的损伤问题,以葫芦苗为试验对象,在葫芦苗物理特性分析的基础上,设计一种砧木夹持与压苗机构.砧木夹持与压苗机构通过气囊的膨胀与收缩完成砧木苗的夹取与松开工作,解决传统夹苗机构伤苗现象;采用前后对称的双压辊式压苗机构,解决压苗过程中易造成子叶根部折断的问题.对压苗机构的运动进行...     

钵体苗盘外盘根现象的试验研究

对秧盘底孔分别与PVC塑料、玻璃、牛皮纸、泡沫材料、泥土接触情况下,进行了育秧试验.试验表明:在与秧盘底孔有接触物条件下,秧苗都产生了不同程度的盘根现象:而在无任何接触的情况下,包括秧盘底孔无水滴积聚,则无盘根现象发生.同时,对秧苗在有盘根和无盘根情况进行了拔出力试验.试验结果说明,盘根现象使秧苗拔出过程延长,对最大拔出影响不大.     

基于SOLIDWORKS的膜上滚筒栽植器的虚拟设计

针对原有膜上栽植器栽植过程中膜上覆土膜下不实的问题,提出一种新的栽植器设计方案,以番茄为工作对象,将滚筒覆土器与侧开式成穴器有机结合,钵苗和松土一起被投入穴中,解决膜下土不实的问题.为此,阐述了该栽植器的结构组成和工作原理,并给出了关键结构的计算分析.利用SOLIDWORKS软件构建了虚拟模型,通过仿真运动干涉优化结构,为物理样机的开发提供了参考和依据.     

全自动滑道式旱地钵苗移栽机构设计与试验

针对目前移栽机构取苗速度快导致钵苗易损伤和栽植器在栽植过程中水平方向与地面存在相对运动导致钵苗栽植直立度低等问题,设计了一种全自动滑道式旱地钵苗移栽机构,该机构通过滑道控制栽植臂实现取苗、送苗、栽植和复位功能,使取苗和栽植运动轨迹和运动速度达到最优状态。通过对移栽机构的理论分析,建立运动学模型。基于VB开发了计算机辅助优化设计软件,优化出一组满足理想移栽轨迹要求的机构参数,根据此参数对移栽机构进行整体设计,完成三维建模。应用ADAMS软件对移栽机构进行运动学仿真分析,验证了设计的合理性。在物理样机上利用高速摄像系统进行了轨迹验证试验,通过对比可知理论轨迹、仿真轨迹与样机工作轨迹基本一致,验证了机构设计的正确性。在栽植频率为62株/min工况下进行了机构性能试验,结果表明平均取苗成功率为95%、秧苗平均栽植直立度为82°、秧苗平均直立度合格率为93.4%,满足钵苗移栽要求。     

穴盘苗自动移栽机研发与应用

针对当前人工移栽成本高、效率低和劳动强度大等问题,设计开发了一种穴盘苗自动移栽机。该移栽机主要由移栽机构、坏苗识别系统和控制系统等部分组成,与工厂化穴盘种苗生产工艺相适应,实现了幼苗由密穴盘移栽到疏穴盘或营养钵中的机械化操作,改善了操作人员的劳动条件,提高了作业效率。      

苗盘横向传动机构动力学分析探究

曲柄摇杆与双摇杆齿轮组合机构具有结构简单、工作可靠等特点,可实现苗盘横向的精确传动,在苗盘输送机构中运用较多。但由于曲柄摇杆具有急回特性及机构做反复式运动必然产生振动和惯性力,影响机构运动平稳性,限制了机构工作效率。为此,针对一种应用于旱地移栽机苗盘横向输送传动机构——曲柄摇杆-双摇杆-齿轮传动机构,建立了机构的动力学模型,分析了曲柄、连杆、摇杆及齿轮之间的连接点与啮合点等处的受力随曲柄转角变化的规律。应用ADAMS软件完成了机构的虚拟样机模型建立,分析了机构作业过程中的动力学特征。利用上述方法找到了机构振动的原因,并提出解决减小振动方法,为苗盘传动机构的改进和进一步优化设计提供了理论依据。     

蔬菜移栽钵苗检测与缺苗补偿系统设计与试验

为解决蔬菜穴盘苗全自动移栽机因穴盘缺苗、取投苗失败等因素导致的漏栽现象,设计了基于多传感器的钵苗检测及缺苗补偿系统(补苗系统)。补苗系统作为独立功能模块,包括补苗装置、钵苗检测单元和控制系统,使用反射型光纤传感器和激光传感器联合检测的方法,对分行苗杯定位和苗杯内钵苗进行识别。利用光纤传感器分别对辣椒、番茄、甘蓝钵苗进行多高度检测试验,以获取光纤传感器最佳检测高度和最佳缺苗判定阈值。设计了自动补苗装置,并对补苗过程进行运动学分析。使用触摸屏、PLC、EM253位置模块等控制元件设计了控制系统,实现整机及补苗系统的控制。对补苗系统进行不同移栽频率下的性能对比试验,试验结果表明：在单行栽植频率分别为60、70、80 株/min时,补苗系统识别成功率分别为98.15%、98.15%、97.69%,移栽机平均漏栽率分别为1.85%、2.31%、2.31%,比未启用补苗系统时漏栽率分别降低了14.59、14.36、15.52个百分点,为进一步提高蔬菜移栽作业品质提供参考。