大蒜收获机浮动切根装置作业机理分析与参数优化

为深入研究大蒜浮动切根装置的作业机理和作业质量提升技术途径,对大蒜根系浮动切割作业过程中的力学特性进行理论研究,推导了切根作业过程鳞茎碰撞动力学方程,得出鳞茎初始碰撞相对速度是影响碰撞损伤的关键参数;分析了根系滑切原理,建立了刀刃切割阻力力学模型,分析了根系群切割阻力的形成原因;运用高速摄影技术解析了鳞茎碰撞、根系群扰...     

基于深度学习目标测定的大蒜收获切根装置设计与试验

为研究适用于大蒜联合收获的智能化切根装置,提出了基于机器视觉的非接触式定位切根方法,设计了一种基于深度卷积神经网络的大蒜切根试验台.试验台采用深度学习的方法,对采集到的图像进行目标检测,利用APP完成人机交互和结果显示,由深度卷积神经网络给定切根的切入位置,电机控制系统自动调整定位双圆盘切根刀完成切根处理.目标比较试验...     

小型大蒜联合收获机设计与试验

针对大蒜收获难、劳动强度高、各地种植模式不统一的问题,设计了一种适合中小地块的小型大蒜联合收获机,并阐述了该机的总体配置及主要部件的结构。该机主要由行走底盘、传动系统、扶禾装置、挖掘装置、夹持装置、蒜秧定位装置、切割装置、横向输送装置、集蒜箱及液压系统等组成,可一次完成大蒜挖掘、夹持输送、切茎、蒜头收集和蒜秧抛送等工作。田间试验表明:收净率达到98.4%,损伤率0.65%,总损失率2.25%,生产率为0.035hm2/h;具有体积小、结构紧凑、操作方便、损伤率小等特点,为提高大蒜机械化收获水平提供了参考。     

模块化大蒜联合收获机设计与试验

为提高大蒜收获机对不同种植模式、不同行距大蒜机械化收获的适应性,设计了集扶禾、破土、输送、断秧、集果于一体的大蒜联合收获机,并对其关键功能部件进行了深入研究。将扶禾、起送蒜、破土、齐蒜断秧等大蒜收获所必需的功能集中设置,构建相对独立的收获单元功能模块。用户可根据需要加挂收获单元功能模块,配合输送单元,实现1~n行大蒜联合收获机的自由组合。同时,收获单元功能模块之间间距可在0~300mm或更大范围内无级调整,实现70~420mm之间不同行距大蒜的机械化收获。建立了大蒜拉拔力理论分析模型,在对影响因素研究的基础上,得到了结构参数对拉拔力影响的规律。试验表明,拉拔力随大蒜假茎包角增加而增大;当同步带张紧力超过2800N时,同步带所提供的拉拔力大于松土后大蒜所需拉拔力,可保证大蒜拉拔收获顺利完成。建立了破土力理论分析模型,得到了箭铲入土角、箭铲入土深度、整机前进速度等参数对破土力的影响规律。正交试验结果表明：入土深度、土壤湿度对箭铲破土力影响显著;当土壤湿度为30%、入土深度为80mm时,破土力为520N。样机田间试验结果表明,大蒜联合收获机的各项技术指标均满足设计预期效果,大蒜收净率为98.3%、总损失率为3.5%、生产率为0.14hm2/h。     

大蒜联合收获机浮动式夹持装置设计与试验

针对大蒜联合收获机拉拔收获特点与鳞茎定位要求,为提高输送成功率、降低鳞茎损伤率,设计了一种浮动式夹持装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过茎秆受力变形与植株运动分析,明确了试验台浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度等关键作业影响参数的取值范围。构建了茎秆流变模型,并根据不同载荷下的茎秆蠕变曲线拟合了茎秆的粘弹性参数,明析了关键作业参数与输送装置夹持力、输送损失及鳞茎损伤的关系。以浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度为试验因素,以成功率和损伤率为试验指标,用Design-Expert软件进行试验数据分析,由Origin软件生成3D响应曲面,得到各因素对指标的影响次序。结果表明,当浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度分别为2 N/mm、83 mm和520 mm/s时,装置性能最优,夹持成功率和损伤率分别为97.42%和1.36%。对优化因素进行试验验证,试验与优化结果基本一致,满足大蒜联合收获浮动夹持高成功率与低损伤率的作业要求。     

分段式大蒜收获机的设计与试验

针对目前国内大蒜收获强度大、收获效率低及收获成本高等问题,设计了分段式大蒜收获机。该机主要由挖掘装置、限深装置及夹持装置、打捆装置等组成,采用手扶拖拉机作为动力源和安装平台,夹持装置采用链条设计,打捆装置可实现收获后大蒜的打捆作业。该机可一次完成三行大蒜的挖掘、夹持输送、打捆等收获作业,省时省力,高效低耗。应用CAD、SolidWorks等软件进行图样的设计和三维模型的建立,并对挖掘装置、夹持装置等关键装置进行重点设计。在山东兰陵县神山镇进行了大蒜种植田间试验,结果表明:该机器生产率0.1 hm~2/h,漏蒜率为1.9%,伤蒜率为0.58%,损失率为1.9%,挖掘深度为8cm。研究结果可为大蒜收获机械的研究提供参考。     

两行大蒜联合收获机设计

根据江苏省大蒜主要种植模式,结合当前农户实际购买力以及生产需求,按照大蒜农艺要求和机械设计原理,研制了两行大蒜联合收获机,并进行了性能试验。试验结果表明,该机具能够满足当前大蒜收获要求,且结构简单、操作方便,性价比高,具有良好的应用前景。     

油菜联合收获机切抛组合式纵轴流脱离装置设计与试验

针对传统油菜联合收获机链耙式输送器输送距离长、且易引起油菜高粗茎秆堵塞的问题,设计了一种切抛组合式纵轴流脱离装置,实现油菜的强制喂入、切断抛送、脱粒分离功能于一体,整机关键部件全部采用液压驱动,可保证其无级调速和运转平稳。通过对茎秆的运动学与动力学分析,确定了喂入辊、切碎滚筒和脱粒滚筒的结构参数与工作参数,以夹带损失率和功耗等为评价指标,开展了切碎滚筒转速、脱粒滚筒转速和脱粒间隙的正交试验。正交试验结果表明:较优参数组合为切碎滚筒转速450 r/min、脱粒滚筒转速450 r/min、脱粒间隙30 mm,此时夹带损失率为0. 415%,脱出物短茎秆质量分数为10. 43%,切碎滚筒和脱粒滚筒总功耗为4. 16 kW,排草口茎秆平均长度134. 8 mm,对应的旋风分离清选系统籽粒总损失率为6. 13%、清洁率为91. 97%。田间试验表明,切抛组合式纵轴流脱离装置能实现物料由割台至脱离装置的均匀连续输送和脱粒分离功能,可满足油菜联合收获机的作业要求。     

花生联合收获机柔性夹持装置设计与试验

针对传统花生联合收获机刚性夹持链夹持损失率偏高的问题,提出了三夹持带柔性夹持技术,并设计了三夹持带夹持输送装置.通过试验台试验确定了带型、带距、带速等参数,并通过与刚性夹持链的田间对比试验,对拉断落果率、夹持喂入率、夹断率、去土率、掉株率、掉果率等试验指标进行了综合评价.试验结果表明,三夹持带柔性夹持输送方式损失率较低.     

半喂入自走式大蒜联合收获机

针对国内大蒜种植特点,在已有设计研究的基础上研制了一种适合于中国大蒜主产区收获作业的半喂入自走式大蒜联合收获机。整机侧向配置,采用450型半喂入稻麦联合收获机底盘,并配有液压无级变速系统,作业组件包括分禾装置、扶禾装置、挖掘装置、夹持输送装置、清土装置、对齐切秧装置和集果系统等。该机采用挖拔组合式工作原理,保证了大蒜收获中挖掘效果,提高了整机的作业质量和稳定性。通过田间检测表明：果实损失率不大于1.8%,破损率不大于2.1%,含土率不大于12.8%,各项性能指标均达到设计要求。     

玉米穗茎兼收割台切割夹持输送装置仿真与试验

以切割夹持装置为研究对象,采用Recurdyn软件构建玉米植株和切割夹持装置的刚柔混合系统,仿真分析了割刀与夹持点水平距离（-70、-35、0、35、70mm）和果穗生长方向（机器前进方向、机器前进反向、垂直前进方向）对植株结穗点位移的影响。仿真结果表明：割刀与夹持点水平距离为-70mm和-35mm时,植株无夹持切割,会向果穗生长方向倾斜,容易造成损失;割刀与夹持点水平距离为0、35、70mm时,植株夹持切割,结穗点位移变化规律相同,距离越大,对秸秆切碎均匀性越不利。试制穗茎兼收玉米割台,在机器作业速度为1.2m/s、夹持输送链线速度为1.39m/s时,进行了割刀与夹持点水平距离分别为-70mm和35mm时的田间对比试验。田间试验结果为：割刀与夹持点水平距离为-70mm时,植株收获总损失率为36.2%,水平距离为35mm时,植株收获总损失率仅为3.3%,表明先夹持再切割可以大大减小植株收获损失率,验证了仿真分析的合理性及可靠性。     

花生联合收获机去土装置的设计与对比试验

去土装置是花生联合收获机中非常重要的组成部分,其性能直接影响到后续摘果装置的工作效果.针对挖拔组合式花生联合收获机设计了3种去土装置,即正向上下摆拍式去土装置、反向上下摆拍式去土装置和横向摆拍式去土装置.通过对比试验,根据去土率和机械掉果率等试验,表明了正向上下摆拍式去土装置为最佳的去土机构.     

甜菜联合收获机分离输送装置设计与试验

为解决甜菜联合收获机分离输送过程中甜菜块根含杂率高、损伤率高的问题,设计了一种六行甜菜联合收获机的三级分离输送装置,阐述了该装置的主要结构及工作原理,并确定关键参数。通过对分离输送过程中土壤、甜菜的运动学分析及甜菜在碰撞过程中的能量分析,确定了影响甜菜含杂和损伤效果的主要因素及各因素的试验取值范围。以拨送板转速、杆条式链筛输送速度和橡胶尾筛倾角为试验因素,以含杂率和损伤率为试验指标,进行二次回归正交旋转组合试验,利用Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行分析,得到试验因素与各指标的回归方程。通过响应面分析各因素对评价指标的影响规律,得出优化参数组合为：拨送板转速100.0r/min、杆条式链筛输送速度1.4m/s和橡胶尾筛倾角39.0°。验证试验结果表明,经过三级分离输送后甜菜含杂率为3.4%,损伤率为2.6%,各项指标均符合国家行业标准要求。     

胡萝卜联合收获机单圆盘对顶切割装置设计与试验

针对胡萝卜联合收获过程中对顶切割装置作业后胡萝卜损伤率高、切净率低等问题,设计了一种单圆盘对顶切割装置,并阐述了其主要结构及工作原理。在统计分析胡萝卜基本物理特性的基础上,通过理论计算确定了斜拉式导向齐平对顶机构的两对齐基板间距、拉齐区长度和对齐基板斜边角度等主要结构参数,达到胡萝卜茎叶精准拉齐的目的。以螳螂前肢胫节曲线为原型,将拟合优化后的曲线形状应用至圆盘动割刀和直割刀刃口上,构建切割机构-胡萝卜茎叶力学模型,分析其满足胡萝卜被高效切断的条件。对圆盘割刀进行运动学分析,建立圆盘割刀前进方向的运动学模型,确定影响装置工作性能的因素为胡萝卜输送速度和圆盘割刀转速。以胡萝卜收获机夹持输送皮带轮转速(胡萝卜输送速度)和圆盘割刀转速为试验因素,以胡萝卜根茎损伤率、茎叶切净率、切割平整度为试验指标,进行了二因素五水平二次正交旋转组合试验,通过对试验结果进行分析优化,确定最佳参数组合。结果表明,当胡萝卜收获机夹持输送皮带轮转速为113 r/min、圆盘割刀转速为156 r/min时,对顶切割装置性能最优,此时胡萝卜损伤率均值为0.53%、切净率均值为95.41%、平整度均值为94.10%。对优化结果进行田间试验验证,验证结果与优化结果基本一致,作业过程中装置工作平稳。     

谷物联合收获机清选装置疲劳寿命分析

以等强度设计思想为指导,以提高联合收获机清选装置疲劳寿命、延长使用功效为目标,运用刚柔耦合动力学分析、疲劳寿命分析、装配尺寸公差分析等方法,通过建立清选筛动力学模型,对影响联合收获机清选系统疲劳寿命的因素进行研究,获得影响清选装置主要零部件疲劳寿命的关键因素。提出一种清选系统疲劳寿命分析方法和优化设计方法,并通过试验验证了该分析方法的准确性,仿真与试验应力偏差在20%以内。