小型试验土槽的设计和研究

针对田间试验容易受到时间、天气、土壤条件和地面平整度条件的影响,提出一种新型的小型试验土槽,为马铃薯等根茎类收获机械的挖掘装置试验研究提供工具.小型试验土槽的核心部件为挖掘测试机构,试验的主要对象为多铲类根茎收获机的挖掘铲,主要测试挖掘铲的材料、磨损程度、安装角度以及受力情况等.使用ANSYS Workbench对挖掘...     

TRIZ理论在深根茎类作物挖掘机构中的应用

针对目前我国深根茎类作物挖掘机械中没有成熟的产品以及产品设计方法较为传统、落后的现状,运用一种解决发明问题的新型创新理论-TRIZ理论中的40个发明原理、39对矛盾矩阵及诸多相关理论,对深根茎类作物挖掘装置中的关键部件-挖掘铲的多种设计方案进行分析、比较和研究,最终得出较为理想的设计方案.采用该方案设计的挖掘铲在挖掘过程中可以实现不壅土,并能顺利地切断根茎,能使作物的根茎与土块、石块在挖掘铲上上升过程中高效地分离,且能实现减少根茎损伤的目标,从而达到降低挖掘阻力的目的.最后,运用Pro/E软件将最终设计的挖掘铲在计算机中进行虚拟仿真,并对仿真模型进行仿真分析,结果表明,挖掘铲的设计方案达到了预期目的.     

根茎类中药材收获机挖掘装置设计与仿真试验

针对根茎类中药材收获机采用固定式挖掘铲收获时,存在挖掘深度不足,入土阻力大,功率损耗严重,碎土效果差,铲尖磨损较大等问题,采用理论计算与数值仿真的方法,对振动式挖掘装置的挖掘铲参数、运动机构、铲面运动特性和工作效果进行研究。结果表明:该装置采用锯齿形平面三角铲,铲刃张角≤94°、入土角为20°～30°、工作深度≥500 mm,铲面长度为772 mm,运动机构类型为四连杆机构,工作时做平面运动,其水平方向运动类似于余弦函数曲线,垂直方向为正弦函数曲线,速度与加速度变化类似。挖掘铲在水平方向和垂直方向的运动曲线平滑顺畅,运动类型与理论推导值吻合,为简谐运动,运动过程无干涉现象,速度与加速度变化均符合运动规律。当挖掘装置的前进速度为2.4 m/s,入土角为25°,转速为280 r/min时,该装置的挖掘阻力最小。采用振动式挖掘装置对中药材进行收获时,可有效减小挖掘阻力,具有良好的碎土分离效果,整体运行平稳,工作可靠,各项性能均满足行业标准要求。     

根茎类中药收割机的设计与研究

【目的】解决利用固定式收割机收割根茎类中药材时,时常出现的各种问题,如碎土效果较差、入土阻力高、挖掘深度不足、功率损耗较大等。【方法】课题组利用理论计算和数据仿真方法,从挖掘装置的工作原理入手,全面分析振动式挖掘装置的工作效果、运动结构、挖掘铲参数等。并对设计的挖掘装置进行了运动学仿真,验证其是否符合规范要求。【结果】改良装置水平方向运动速度趋势与余弦函数曲线基本相同,垂直方向则属于正弦函数曲线。【结论】挖掘装置应用锯齿形平面三角铲,入土角控制在20°左右,工作深度大于500 mm,铲面长度为772 mm,运动结构采用四连杆结构,比较便于进行平面运行操作。     

根茎类中草药收获机械设计

针对现有根茎类中草药机械化收获时挖掘阻力大、杂物分离不净等问题,设计一种高效低耗根茎类中草药收获机械。应用相关设计理论确定挖掘装置、切茎装置与分离装置的结构与主要参数,并利用有限元分析软件对挖掘铲进行强度校核。结果表明:二阶平面式挖掘铲设计合理,满足强度要求;同时采用圆盘割刀和秧蔓输送带进行根茎分离,降低了挖掘阻力,实现挖掘前茎叶有效分离。     

4UNF—80Z型根茎作物挖掘机研制与试验

针对南方粘重板结土壤、多雨潮湿气候、挖掘时易缠草壅土等问题,设计了一款带复合挖掘铲和辅助输送装置的根茎作物挖掘机,可用于马铃薯、红薯、花生等根茎作物的挖掘作业.介绍了工作原理、主要零部件的设计思路及特点等.     

深根茎中药材双重振动挖掘机构的研究

为了更有效地减少深根茎中药材挖掘的挖掘阻力,借助Pro/E软件,建立了深根茎中药材双重振动挖掘机构零部件的数字化实体模型,并对深根茎中药材挖掘机构的关键部件—挖掘铲和犁刀的工作状态进行了动态仿真,分析了铲尖和刀尖的运动参数曲线;最后,进行了挖掘机构的田间试验研究。结果表明,铲尖和刀尖的运动符合设计要求;采用双重振动原理实现的挖掘机构可有效地减小挖掘阻力。     

多功能根茎收获机的试验研究

针对我国根茎类作物种植特点和目前农村土地经营规模及农村经济发展情况,研制了4GJ-880多功能根茎收获机.该机挖掘部件采用振动推进式直板挖掘铲结构, 解决了根茎收获机动力消耗大的技术难题.碎土分离部件采用多级圆筒分离筛结构设计,可以根据不同的土质情况、土壤含水率,以及果土分离、果实块茎破损等情况,增减滚筒级数,从而使整机结构紧凑,且分离效果好,破损率低.试验结果显示,各项技术性能指标达到或超过有关标准要求.     

基于ADAMS的振动式挖掘铲运动分析

针对小型鱼腥草收获机挖掘铲存在壅土和稳定性差两大主要问题,分析了产生原因,并提出通过优化设计方法对上述问题加以改善.分析发现,挖掘铲在x方向上的质心加速度和在y方向上的质心加速度分别影响挖掘铲的壅土和稳定性.通过建立挖掘铲的运动方程,得到挖掘铲的质心加速度方程,并运用ADAMS对挖掘铲进行运动仿真分析及优化设计.优化结...     

翻抛机清土装置的仿真设计与分析

基于翻抛机清土铲应用工况容易损坏的缺点,设计一种兼有清土和避障功能的清土装置。应用Solid Works建立清土装置三维模型,并利用其内置功能插件分别对清土装置的避障工况和避障清土混合工况进行运动学仿真和有限元受力分析。通过运动仿真得到位移和角速度曲线图,显示清土装置旋转清土范围60°,铲尖提升高度200mm,符合初步设计功能要求。同时,分析主要受力零件清土铲铲体两种工况下的对等应力云图,得出受力安全系数分别为1.3和1.4,验证了设计的合理性和准确性,为进一步研究清土铲的速度和力学性能提供理论参考。     

基于离散元法的三七仿生挖掘铲设计与试验

为减小三七收获过程中的挖掘阻力,以三七根茎及种植土壤为研究对象,测定本征物理参数,设置Bonding键参数建立三七根茎的离散元模型,分析根土粘结机理,利用Hertz-Mindlin with JKR建立三七根茎-种植土壤离散元复合模型;建立并分析挖掘铲的理论力学模型,确定仿生挖掘铲设计尺寸(长×宽×厚)为：360 mm×150 mm×8 mm、入土角30°、铲尖半角60°;采集野猪头三维模型的点云数据,确定仿生铲的结构曲线方程,建立仿生挖掘铲的三维模型;开展仿生挖掘铲与平面挖掘铲的仿真对比试验,追踪颗粒位移流向得平均位移以及平均挖掘阻力,分析颗粒的速度矢量明晰了挖掘铲面的减阻机理,得仿生挖掘铲的仿真试验减阻率为19.15%;利用高速摄影和阻力采集设备开展土槽试验,结果表明土壤颗粒流向与仿真趋势一致,仿生挖掘铲和平面挖掘铲的平均挖掘阻力为1 207.23、1 594.49 N,仿生挖掘铲减阻率为24.29%,与仿真试验减阻率十分接近,验证了离散元模型准确可靠、挖掘铲力学模型构建准确,仿生结构设计合理。     

边膜残膜回收机的设计与试验

该文主要介绍了边膜残膜回收机的总体结构、作业原理及关键装置的设计。该机具适用于作物不同生长时期,距植株20 mm以外的边膜收获作业,主要由机架、护苗装置、切膜装置、起膜铲和钉齿卷膜辊等组成。试验表明,该机具边膜收净率达94.25%,为后续人工或机械化回收剩余残膜创造了良好的作业条件,机具操作简单,工作可靠。      

马铃薯挖掘铲的改进设计与试验

针对目前马铃薯收获机田间收获试验中挖掘铲入土困难及大块土壤破碎效果不理想导致壅土现象等问题,对挖掘铲进行了改进优化,对比分析了振动式挖掘铲和静挖掘铲的区别,并对振动式挖掘铲的铲宽、铲面倾角、铲仞倾角等进行了分析计算。以明薯率、伤薯率、含杂率为性能指标,对设计挖掘铲进行了可靠性验证,以经过杀秧处理的马铃薯植株为试验对象进行田间试验验证,结果表明:实际的挖薯率为96.98%,伤薯率为1.12%,含杂率为2.46%,优于马铃薯收获的国家行业标准作业要求。研究数据对马铃薯收获的挖掘作业具有重要意义。     

4UML-130型振动链式木薯收获机的设计与试验

针对当前木薯收获设备存在问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定木薯收获机工作原理与总体结构,并对挖掘铲、偏心套机构、振动链排、过载保护装置等关键部件进行讨论与分析,设计了4UML-130型振动链式木薯收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘提升、薯土分离输送、平铺地表等工序.作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻垄沟...     

4YS-600型树木移栽机切铲的有限元分析

在使用中发现树木移栽机的主要工作部件切土铲会发生局部断裂的现象.为此,运用三维建模软件(Pro/E)结合有限元分析软件(ANSYS), 对其进行有限元分析,计算出切土铲的应力与变形,提出了结构改进措施.同时,对改进结构后的切土铲进行有限元分析,结果表明改进方法有效.     

蔬菜嫁接机器人切削装置设计与试验

根据“贴接法”的嫁接机理,采用旋转切削作业方式,设计了蔬菜嫁接机器人的切削装置,包括接穗切削装置和砧木切削装置,实现接穗苗茎部、砧木苗单子叶和生长点的快速切除.试验结果表明:当切削气缸转速ω=120r/min、输入空气压力P=490.3 kPa时,接穗和砧木的削成功率均值达93.2％,接穗和砧木的切口长度为5.8 ～7.3mm,切削效果满足嫁接要求.     

大蒜收获机的设计与试验研究

针对大蒜种植模式和农艺要求,设计了一种大蒜收获机,并利用UGNX8.0建立三维模型,对挖掘装置、夹持输送装置等关键部件进行了进一步研究。同时,设计了一种适用于大蒜收获的梯形挖掘铲,依据收获方式确定其长度、宽度、入土角等关键参数,应用ANSYS软件进行有限元静应力分析,结果表明:设计的挖掘铲所受的应力与应变都在材料所允许的安全范围内。对大蒜拔起时进行受力分析,确定了最佳拔起的状态的条件。在某大蒜生产基地进行田间试验,结果表明:挖掘铲的漏果率为1.45%,伤果率为1.12%,损失率2.3%,满足大蒜收获的技术要求。     

双行牵引式马铃薯挖掘机的设计与试验

针对目前我国马铃薯挖掘机存在的机具作业阻力较大、易堵塞及明薯率较低等问题,设计了一种牵引式马铃薯挖掘机,通过对整机结构和工作原理的阐述及对挖掘铲工作部件关键尺寸的理论分析,得到了机具挖掘铲、分离输送装置等关键部件的具体结构尺寸。对整机的作业性能进行田间试验,结果表明:该机能够一次性完成挖掘、薯土分离及成条铺放等作业,挖掘深度符合马铃薯收获要求,机具的伤薯率较低、明薯率较高,各项指标均满足马铃薯的收获要求,且作业稳定性较好,提高了马铃薯的收获质量。     

自走式油菜薹收获机设计与试验

针对现有油菜薹收获机械匮乏,人工采摘效率低、成本高等问题,结合油菜薹生物学特性与农艺要求,研制了一种自走式油菜薹收获机,可实现自走、自动升降、茎叶统收,一次性完成油菜薹切割、输送与收集等工序。基于动力学与运动学分析了油菜薹收获切割、输送及收集过程,得出了影响收获效率的主要因素,开展了切割装置、拨禾装置、输送装置、割台双升降系统的设计与参数分析。以前进速度、切割线速度、输送带线速度及拨禾轮转速为因素,油菜薹收获漏割率、输送失败率及茎叶破损率为评价指标,开展了二次回归正交旋转台架试验,应用综合评分法确定了最优作业参数组合为：前进速度0.56 m/s、切割线速度0.50 m/s、输送带线速度0.79 m/s、拨禾轮转速49.70 r/min,在最优参数组合下,油菜薹收获效果较优。田间试验结果表明收获机作业后割茬整齐,在最佳参数组合下,漏割率为4.28%,输送失败率为3.42%,茎叶破损率为6.39%,可满足油菜薹实际生产需求。