四连杆式破拱装置设计与应用

针对高含水率的湿黏性有机肥,采用TRIZ理论并结合相关专利分析,设计了一种高效低成本的破拱装置。针对含水率达到30%的有机肥,驱动气缸完成1～3次往复运动,即可实现破拱,最高能耗仅为0.623 kW,破拱范围大,破拱后料仓内部物料产生的流动为整体流动,流动形式理想,成本仅为原破拱装置的18%。该装置采用TRIZ理论的质量补偿原理及预先作用原理,减少了破拱过程中因能量转换导致的能量损失,同时预先增加系统的不对称性,确保了破拱过程的顺利完成。     

双级胶辊式大蒜破瓣装置的试验研究

为满足大蒜制种和深加工需要机械化破瓣的需求,借鉴物料撕搓法破壳原理设计了双级胶辊式大蒜破瓣装置。为此,阐述了该装置的结构形式与工作原理,并对大蒜在破瓣过程中的受力情况进行了分析。以大蒜的破瓣率与破损率为试验指标,进行了考虑交互作用的正交试验。试验结果表明:当辊子直径为130mm、辊子间隙为15mm、大蒜喂入量为100g/s、辊子的转速比为1∶2时为最佳方案,此时大蒜的破瓣率为91.6%,破损率为1.6%。同时,增加二级对辊对大蒜二次破瓣,当二级对辊间隙为15mm、胶辊直径为130mm、转速比1∶2及一级对辊取最佳方案进行破瓣时,双级辊式大蒜破瓣装置的破瓣率为95.9%,破损率为3.7%。     

一种新型玉米免耕破茬防堵装置

针对在辽西地区留有玉米根茬垄作地进行免耕播种时破茬装置入土困难、易带土和杂物以及开沟器容易缠草堵塞的问题,设计了一种新型破茬防堵装置.该装置起到切断根茬杂草和清理开沟器前杂物的作用,并使杂物最大限度地不脱离地表.为此,确定了防堵装置的主要部件-倾斜波纹的圆盘刀和弹性压杂装置,并且进行了田间试验.     

全拼装连拱支架式挡土墙的设计与应用

挡土墙在水工建筑物中所占比重较大，其经济性直接关系到水利工程的总造价，全拼装连拱支架挡土墙，比重力式挡土中节省投资４２．８％，比扶壁式挡土墙可节省２２．５％，且具有受力合理，安装方便，缩减工期，外型美观等优点，普遍适用于中小型农田水利工程。     

基于平行四连杆机构的垂直入土式玉米穴播机设计与试验

传统穴播机由于穴播器固定在轮圈上,机具作业时成穴器的运动轨迹呈余摆线,轨迹在入土与出土时轨迹有交叉,在入土和出土时极易造成挑膜、撕膜和种穴错位等。在研究现有的垂直入土式玉米穴播机的基础上,设计出垂直入土式穴播机机构。该设计采用平行四连杆机构,确保成穴器在出土和入土过程中的垂直运动。穴播机的轨迹呈“拱形”,模拟人工作业过程的垂直动作,且保持垂直向下向上运动,播种过程中避免不挑膜、不撕膜,提高工作效率。播种作业过程中,成穴器在水平分速度上能够保证绝对速度为0,入土角为48.59°,接触地面点交叉曲线的宽度为10.798 mm,入土出土时的V型楔角宽度为10.956 mm。同时利用SolidWorks三维设计软件对整机进行参数化设计,使用SolidWorks motion和ADAMS对整机进行仿真分析。并在田间进行试验,结果表明垂直入土式玉米穴播机播种质量的各项指标均能够满足规范要求。空穴率为0.62%,播深25 mm的合格率为94.2%,种穴错位率为0.8%,地膜破损程度率为48.9 mm/m²,满足各项农艺技术指标。     

免耕播种机破茬机构的创新设计-基于TRIZ理论

TRIZ理论是一种创新设计的理论,也是一种系统的方法学.通过对TRIZ理论的设计思想和问题求解流程的介绍,针对我国免耕播种机破茬机构存在的问题,建立了破茬机构发明问题解决过程模型,定义了破茬机构的物理和技术冲突,应用TRIZ技术矛盾解决矩阵的创新原理和解决物理冲突的分离原理,对破茬机构进行改进设计,提出了一种新的设计方案.     

基于交叉导流式种箱的稻种流动性及结拱研究

为了研究稻种在交叉导流式种箱中的流动特性及临界结拱状况,避免在播种过程中种箱内种子流断裂,影响对填充区的供种,利用散体力学对种箱出流口的临界结拱间隙距离进行近似推导,借助高清摄像相机对种箱内种子流动特性进行观察分析,并进行临界结拱间隙距离的试验。试验结果表明：在该结构模式下,种箱内种子能够实现整体流动,临界结拱间隙距离试验的结果与公式推导结果相近。在交叉导流式种箱的导种板间隙设计中,对于干燥物料,通过公式推导的结果可以作为参考值,对于湿种则需对公式进行系数修正。     

锥盘式大蒜破瓣装置的试验研究

针对市场现有的大蒜破瓣机械破瓣率低、破损率高等问题,依据物料碾搓法破壳原理设计了锥盘式大蒜破瓣装置。重点阐述了该装置的结构形式与工作原理,分析了大蒜在破瓣过程中的受力情况和主要影响因素。以大蒜的破瓣率与破损率为试验指标,进行了考虑交互作用的正交试验研究。结果表明:平盘的转速、喂入量、锥度盘与平盘的间隙、平盘转速和锥度盘与平盘间隙的交互作用,对锥盘式大蒜破瓣装置的破瓣率和破损率有显著影响。当平盘的转速为87.38r/min、喂入量为216g/s、锥度盘与平盘的间隙为26.58mm时,大蒜的破瓣率为95.3%,破损率为3.3%。     

基于TRIZ理论下的节能装置设计与分析

将TRIZ(theory of inventive problem solving)技术冲突解决原理应用于一种新型节能装置的研究,首先对现有的节能装置作了调查,对其节能率低进行分析,然后针对各节能增力设备的需求,基于TRIZ理论的技术矛盾分析解决理论,分析、选择、确定了可行的发明原理,给出了重力节能装置的创新性设计方案,从而显著提高节能效果.实现能量的高效节省,最后对该节能装置的应用价值及前景作进一步展望.     

新型机械-液压耦合式内河水下破岩智能装置设计

伴随“一带一路”倡议的提出,我国沿海经济带飞速发展,有力地促进了我国河海、水利、机械技术水平的快速提高。挖泥船广泛应用于清挖水道与河川淤泥,吹沙填海。硬度较高的障碍物是内河挖泥船在疏浚行业的难题,除火药爆破外,未有其他较有效的解决方案。为解决内河水域狭窄,硬质结构阻碍带来的疏浚难题。本文根据岩石断裂力学、液压传动等原理,设计了一套新型机械-液压耦合式内河水下破岩智能装置,实现具有辅助夹持的水下破岩操控,解决内河岩石破碎、挖泥船难以进入的水域疏浚问题。     

一般形状预期曲线的平面四杆机构轨迹综合研究

在复演规则轨迹的平面四杆机构计算机辅助综合^[1]的基础上,研究了对于一般形状预期曲线,用通用数学模型确定连杆若干位置的技术问题,介绍一种适用于一般形状预期轨迹曲线的机构综合方法。     

四杆平移式大豆小区育种排种器设计与试验

针对大豆小区育种清换种作业操作繁琐的问题,本文设计了四杆平移式大豆小区育种排种器。采用平行连杆机构配合可旋转的排种盘完成清换种作业,根据大豆小区育种作业要求对整机关键部件进行了设计,通过理论分析确定了大豆充种下限角度与排种盘转速的关系,以及排种器的排种盘直径、型孔尺寸、型孔数量、毛刷角度等结构参数数值。采用离散元软件进行仿真,模拟了排种器的排种过程,首先分析并验证了排种盘转速与下限角度的关系,进而在此试验基础上分析了种箱厚度对残余种子数的影响,试验结果表明：下限角度随排种盘转速增大逐渐减小,残留种子数随种箱厚度增加先减小后增大,并确定了下限角度119°、种箱厚度11 mm为排种器的优化结构参数。在最优参数下的田间试验表明：在理论粒距下排种器顺利清换种,作业结束后种箱内无种子残留,同时在作业速度3.6 km/h时粒距平均合格指数87.61%、重播指数6.63%、漏播指数5.75%,均达到优等品标准。     

旋耕—碎茬通用刀片结构参数优化试

以L型碎茬刀及宽型旋耕刀为基础,设计了9种旋耕-碎茬通用刀片.通过土槽单刀功率消耗(扭矩)试验确定了通用刀片的结构参数为:弯折角67°、弯曲半径20 mm、正切刃滑切角12°、单刀作业幅宽60 mm.并分别进行了通用刀片与国标旋耕刀的旋耕对比试验及通用刀片与批量生产的碎茬刀切断对比试验.试验结果表明,通用刀片单位幅宽功率消耗小于国标旋耕刀,但大于常用碎茬刀;单刀幅宽相同条件下,通用刀片功率消耗低于旋耕刀及碎茬刀,表明通用刀片结构参数选择合理可行.     

拱棚辣椒水肥一体化技术试验研究

【目的】制定拱棚辣椒水肥一体化施肥制度。【方法】设置3个施肥量和3个灌水量,按生育期进行调整,完全随机设计试验,旨在研究不同灌水量与施肥量对拱棚辣椒土壤酶活性、土壤硝酸盐量、果实品质等指标的影响。【结果】苗期—开花期灌水量和施肥量分别为201 m3/hm2和60 kg/hm2,开花—果实膨大期灌水量和施肥量226.5m3/hm2和119.7 kg/hm2,果实膨大期—拉秧期灌水量和施肥量分别为300 m3/hm2和180.0 kg/hm2,辣椒植株根系活力最强,为18.905μg/h;土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、纤维素酶活性最强,分别为182.59、874.1 mg/(g·24h)、7.5 mg/(g·min)、0.15 mg/(g·72h);土壤硝态氮量最低,为5.91 mg/kg;辣椒根干质量、根冠比最大,为20.2 g、0.22;辣椒可溶性蛋白量、可溶性糖量、维生素C量最高,分别为32.24、37.9、130.42 mg/g。【结论】苗期—开花期、开花—果实膨大期、果实膨大期—拉秧期3个时期,灌水量是201、226.5、300 m3/hm2,施肥量是60、119.7、180 kg/hm2,拱棚辣椒土壤酶活性,辣椒品质均比其他处理高。     

基于TRIZ理论的谷子精量排种器创新设计与试验

针对现有的气吸式谷子精量排种器在播种作业时容易堵孔,导致穴粒数不准确及窝眼式谷子精量排种器在排种区种子在窝眼内堆积致使排种困难和高速作业时充种效果差等问题,应用TRIZ理论将现有的谷子排种器所出现的问题转化为矛盾矩阵,并运用39个工程参数以及40个发明原理,结合谷子精量播种技术对谷子精量排种器进行创新设计,设计了一种结...     

基于激光测距的三坐标联动割胶装置设计与试验

为实现橡胶树自动化割胶,针对目前人工割胶劳动强度大、技术要求高、作业效率低等问题,设计了基于激光测距的三坐标联动割胶装置。自动化割胶装置由三坐标平台、振动割刀及激光测距传感器组成,其工作方式以人工割线及已割面作为参考,通过激光测距实现非接触式橡胶树干已割面仿形,从而保证割胶深度与人工割胶一致。通过控制三坐标平台联动,实现割刀按激光测定的空间曲线路径运动,割刀作直线往复动作切割树皮;通过矩形运动路径,实现参考割线起始点位置及倾斜度检测,在此基础上设计了沿割线倾斜方向对已割区域进行激光测距的运动路径,实现已割面深度信息的离散采集,整合参考割线位置信息和已割面深度信息,规划出新的切割路径;进行了深度信息激光测量点数优化,当目标路径沿割胶运动坐标系中X方向长度为80 mm时,进刀深度信息测量点数为17比较合理。采用单轴定位精度为±0. 05 mm的三坐标平台、测量精度为0. 07 mm的激光测距传感器进行了割胶试验,并通过割胶深度和耗皮量评价实际割胶效果。试验结果表明,在耗皮量设定为1. 0 mm、连续进行15次割胶操作的情况下,割胶深度控制良好,未出现伤树现象,耗皮量控制误差为5%,满足割胶要求。     

垄作免耕播种机被动式防缠绕破茬清垄装置设计与试验

为了解决东北玉米垄作免耕播种机作业时缠绕堵塞工作部件,减小对土壤扰动,提高破茬开沟质量等问题,优化设计了防缠绕破茬清垄装置,主要包括阿基米德螺线锯齿型缺口圆盘破茬刀和星型清垄轮。通过理论分析确定了影响破茬清垄装置作业性能的主要参数为机具前进速度V_m、破茬刀入土深度h以及清垄轮安装偏置角α。利用离散元软件EDEM进行二次回归正交旋转组合仿真试验,确定了该装置的最优工作参数组合为：机具前进速度V_m为7 km/h、破茬刀入土深度h为75 mm、清垄轮安装偏置角α为30°。通过田间验证试验,得出破茬清垄装置在最优工作参数组合下的破茬率为92.21%,清秸率为93.49%,验证了仿真理论研究结果,机具通过性显著提高,达到了东北玉米垄作免耕播种农艺和农机的技术要求。     

免耕播种机无轴螺旋排肥输肥装置设计与试验

针对西南地区坡度较大、免耕地表秸秆及根茬等造成耕地平整度较差,驱动式破茬防堵免耕播种机作业时机具整体产生振动较大,导致排肥器排肥及导肥管导肥作业性能差的问题,基于螺旋输送原理,设计了一种柔性无轴螺旋排肥输肥装置。通过对肥料的螺旋输送以及物料临界输送速度分析,得出螺旋叶片最佳充肥尺寸以及转速范围。采用EDEM仿真进行二次回归正交旋转试验和响应曲面法分析无轴螺旋排肥输肥装置最佳工作参数：螺旋叶片内半径3mm、螺旋叶片外半径12.8mm、螺旋叶片转速319r/min以及螺旋间距24.5mm。田间测试结果表明,在地表平整度平均值以及地表坡度分别为8.9cm、16.1°时,无轴螺旋排肥输肥装置在作业速度1.5 m/s时,排肥精度误差、均匀性变异系数分别为1.87%、2.52%,满足国家施肥标准,播肥符合当地农艺要求。所设计的无轴螺旋排肥输肥装置满足免耕播种施肥要求,可为在地表平整度较差时排肥和振动较大条件下排肥器以及导肥管的设计与改进提供参考。     

多功能装载机特殊八杆机构工作装置设计分析

研究了多功能装载机特殊八杆机构工作装置的主要性能、特点、变化规律、机构和结构设计中的参数关系,以及参数变化对性能的影响,得出了有关特殊八杆机构工作装置的一些设计经验和理论。