城市园林自动修剪机器人动力学仿真研究

园林修剪的意义在于提升整体城市绿化与规划水平。为此,在深入理解城市园林自动修剪机器人的整体结构与工作原理的基础上,结合机构部件的运动学规律,得出修剪机器人的动力学理论模型,并根据修剪机器人各关节的工作空间,通过驱动函数与下位机程序控制,开关量输出至修剪机器人各运动执行部件开展修剪仿真作业试验。结果表明:利用机构的运动定位与补偿功能,可实现修剪机器人各关节作业定位的准确性,定位误差控制在6%左右;不同轨迹跟踪,多次目标函数优化,便于掌握各关节臂的运动角度与作业过程中的扭矩变化情况,了解自动修剪机器人实际运动轨迹及各主要执行关节扭矩与剪切力,可为相似修剪机器人的开发与改进提供一定思路。     

手持式电动绿篱修剪机的研究与设计

通过对目前市场上绿篱修剪机结构和使用特点的详细分析,设计了一种用220V照明电为电源、手提砂轮机作为主机,用专门制作的切割器替换砂轮片实现快速修剪成形的手持式电动绿篱修剪机。试验表明,该修剪机有很好的实用价值和推广前景。     

林果业修剪机械手的设计与试验

通过对以往林果业绿篱修剪情况的分析,发现采用人工修剪绿篱时,存在人工劳动强度较大、工作效率较低等问题,限制了林果业绿篱修剪水平的提升。随着科学技术的发展,绿篱修剪机械手逐渐被提出来并投入研发中。为此,设计了苗木修剪机械手,且通过D-H矩阵理论,实现对苗木修剪机械手运动学正解、逆解的求解,将其应用于实际林果业修剪工作中。文中对林果业机械修剪手的总体设计进行了阐述,分析了林果业修剪机械手的主要结构及运动学正解、逆解,并通过仿真及试验,验证了林果业修剪机械手的设计效果。     

葡萄茎秆切割装置作业参数优化与试验

为探究露地酿酒葡萄茎秆对机械化切割力的影响关系，通过力学特性试验测定修剪期葡萄茎秆弹性模量与抗压强度，确定葡萄茎秆断裂时的抗剪强度在5.0~9.0 MPa。对切割器—葡萄茎秆建立几何模型进行动力学仿真，借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析往复式切割器切割过程，得到葡萄茎秆修剪过程中位移云图、等效应力云图、能量曲线和切割力曲线。在此基础上进行三因素三水平仿真试验，得到切割装置工作参数对切割力的影响从大到小排序为切割倾角、液压马达转速、行进速度，运用Design-Expert12.0软件优化分析得到切割装置最优参数组合：切割倾角为9°、液压马达转速为700 r/min、行进速度为1.5 m/s。运用最优参数组合进行田间试验，结果表明：往复式葡萄茎秆修剪机的漏剪率为5.4%，撕裂率为4.6%，葡萄茎秆切割装置最优作业参数可满足葡萄园茎秆修剪作业要求。     

油菜联合收获机结构参数对割台振动的影响

对4 lz-3.5水稻联合收获机切割传动系统及割台进行改进,用于油菜收获。为减小油菜收获工作过程中割台振动引起的收获损失,对其切割传动系统进行了运动与动力分析,建立了系统水平振动的微分方程,并对运动微分方程进行了求解。同时,分析了机构运动时飞轮及割刀上惯性力产生的原因和割刀惯性力及切割冲击力激励对割台振幅、速度、加速度的影响。通过在飞轮上配重和改进设计,使连杆质心向飞轮曲柄销移动,可以减小惯性力。试验表明:改进后的设计可以使振动速度、加速度减小,振幅减小11%左右,大大改善了收获机的工作性能,减小了收获损失。     

柠条收割机切割器的设计与试验

通过对柠条枝条切割过程和不同类型切割器的分析,得到了复合式切割器结构型式与参数。通过功率消耗估算及切割试验、验证,确定了柠条枝条切割刀片刃口线速度取值范围为20～30m／s。收割机与小型手扶拖拉机配套能适应多种工况作业要求。     

立体仿形红枣修剪装置设计及仿真

针对新疆矮化密植枣园人工修剪作业环境差、劳动强度高及工作效率低等问题,设计了一种立体仿形修剪装置,实现了枣树个体树形的立体分层仿圆柱形修剪。通过对修剪刀具锯切枣枝的理论分析,建立了刀盘切割枣枝过程的运动学模型与力学模型,得到结论为:圆锯片刀盘锯切枣枝时,不发生漏切的理论临界转速为1020r/min;当刀盘直径范围为100～400mm、修剪直径范围为5～17mm时,装置理论锯切功率P为56～1309W。基于多体动力学建立刀盘转速为2000r/min,修剪装置移动速度分别为0.4、0.7、1.0、1.3m/s的4种仿真模型,并进行运动分析。结果表明:当修剪装置移动速度为1.0m/s时,刀盘运动轮廓近似于圆,圆弧曲线拟合决定系数R~2为0.98,拟合度高;刀盘运动过程中,刀刃旋转1圈所需时间为0.03s,刀盘完成1次往复移动所需时间为1.4s,满足修剪装置仿圆柱形修剪要求。本研究为红枣修剪机整机的设计提供了理论依据和技术支撑。     

机械化耕整地安全操作7注意

(1)严禁用倒挡作业。田间地头转弯时,应将机具略微提升,以减少转弯阻力避免损坏工作部件。转移地块和调整机具时机具的工作部件要停止转动。(2)手扶拖拉机耕深的调整是用尾轮或滑撬(水耕时用)控制。松开尾轮座上的箍紧手柄,将尾轮外管上、下移动,可在较大的范围内调节尾轮的位置高低。一般情况下,可旋转手柄来调节耕深。使用中应尽量使外管位置适当,再利用手柄进行少量的调整。     

便携电动式水果采摘机设计

针对当前我国水果采摘环节的机械化程度低的现状,设计了便携电动式水果采摘机。水果采摘机主要由微型高速直流电动机、圆盘切割刀、果篮、钢丝及套、上下支承杆、切割控制手柄等部件构成。采摘时,通过改变上下支撑杆的相对位置调整支撑杆的长度,利用按动切割控制手柄调整切割刀的位置,并联动切割电动机开启切断果柄,完成采摘。该采摘器结构简单、成本低廉、具有较强的通用性和可操作性,适用于大部分果园采摘,能顺利高效的采摘果实,极大减少了劳动强度,提高采摘效率。     

如何正确使用整体式液压悬挂系统的操纵手柄

<正>整体式液压悬挂系统的操纵机构有两套,里手柄是位调节手柄,用以控制农机具的升降位置和耕作中的位置调节,并控制农机具下降速度的快慢。外手柄是力调节手柄,用以实现耕作中的阻力调节和液压输出。使用过程中应注意两套操纵机构的配合使用,具体如下:1.耕地作业时,如果选用力调节,应先将里操纵手柄在反应区内(扇形板"快慢"区段)移动,选择好所需的下降速度,一般靠近慢降,但不要使入土行程过长(耕地时可     

水生莼菜植物手动控制采摘器的设计

针对水生莼菜植物手工采摘辛苦、效率低下等问题,设计了一种手动控制的莼菜采摘器,分析了其工作原理,给出莼菜切割力计算公式。该采摘器由人手驱动,通过向后逐渐收紧手柄,使与手柄相连的钢丝后移,后移的钢丝再带动直槽形钢片、刀片支架等运动,使主、副刀片闭合,完成莼菜切割运动。然后,操作者将采摘装置移出水面,将切割好的莼菜移到收集装置的网兜上方,松开手柄,主、副刀片自动松开,使莼菜自然落入网兜中。实验表明,该采摘器能达到设计要求,且可靠性高、使用方便、控制灵活,对莼菜和水体均不造成污染。     

小麦播种机高速开沟阻力的动态建模与仿真

小麦播种机开沟器作为核心触土部件,阻力大、能耗高,是制约播种机作业速度及高速播种作业质量提升的关键所在。为此,选择无侧翼且宽度较窄的鸭嘴式开沟器,通过对小麦播种机高速开沟作业过程中的阻力来源及与土壤的相对运动过程进行分析,建立了开沟器—土壤动力学阻力模型。利用Abaqus软件建立土壤-开沟器三维动态有限元模型,以开沟器工作阻力为试验指标,在作业速度为8~12km/h范围内进行正交仿真试验,并将试验结果与阻力模型理论值进行对比分析。结果表明:仿真结果与理论值误差在允许范围内,且两者变化趋势基本相同,验证了模型的可靠性,为后面高速播种机开沟器的参数优化设计和实践提供支持。     

自激振动力补偿红枣振动采收试验装置设计

针对传统的树冠强迫振动方法作业过程中采收效果差及伤树(枣)率高等问题,提出一种将自激振动理论与力补偿理论相结合的振动采收方式,并设计出一种基于自激振动力补偿的红枣采收试验装置,以提高振动采收效果,降低红枣与果树的损伤。为此,介绍了试验装置的结构与工作原理,并对关键工作部件进行了设计。通过对激振装置主要运动部件的运动过程进行理论分析,获得了拨杆滚筒的运动学方程,得出了拨杆滚筒的振幅表达式并分析了主要影响因素,同时计算出拨杆滚筒需要力补偿控制系统进行激振力补偿的扭转角度阈值为1 9.4°,为红枣采收试验装置的试验研究提供了理论基础。     

枝条粉碎发酵堆肥机的设计与试验

针对新疆林果修剪量大,废弃枝条利用率低,土壤有机质含量低,以及废弃枝条堆肥还田周期长,生产效率低的问题,研制了一种枝条粉碎发酵堆肥机,通过设备主要部件和工艺的设计,实现了自动化发酵堆肥生产。通过设备发酵堆肥试验表明,针对粉碎枝条和鸡粪的混合物料发酵堆肥时间小于12小时,可以加快粉碎枝条的发酵堆肥周期,提高生产效率,为果树枝条粉碎堆肥设备的研究和生产提供了参考依据。     

桃树冠层整形修剪装置设计与试验

针对夏季桃树枝条修剪劳动强度大等问题,依据桃树冠层整形修剪的技术要求,基于AIP软件设计了一种树冠单侧往复式整形修剪装置,并对往复式冠层整形修剪装置的作业性能进行了田间试验。结果表明:往复式冠层整形修剪装置在机组行进速度1.8km/h、动刀片间距5cm时,作业效率为0.37hm~2/h,修剪宽幅内的枝条漏剪率为7.5%,断口撕碎率为9.1%。本研究可为桃树冠层机械轻简化整形修剪提供参考。     

前驱苜蓿刈割压扁机切割装置设计与分析

针对苜蓿刈割压扁机在作业过程中出现的收获质量低、漏割率高、割茬高度不一致等问题,基于苜蓿收获要求,设计了一种前驱苜蓿刈割压扁机的切割装置。对其核心作业部件完成理论设计并确定相关结构和参数,对割刀进行运动学和动力学分析,并基于ADAMS软件对切割器在复杂路面的工作性能进行仿真。研究结果显示:刀盘转速为1800r/min和割刀数量为8片时,能够确保刈割作业不发生漏割现象;切割扭矩主要取决于刀盘转速和割刀刃长;所设计的切割器在复杂路面作业具备良好的通过性,可以保证割茬高度一致。研究成果可为苜蓿刈割压扁机的设计与优化提供参考。     

回转带式切割器的研究

通过系统的理论分析和田间试验,研制出了回转带式切割器。介绍了回转带式切割器的工作原理和有关设计参数。在田间试验条件下,可实现高速作业,高速切割及无支承切割,无往复惯性力,割刀工作平稳,割台振动小,适于收割小麦,水稻等细茎秆作物和牧草。     

深松铲入土深度及铲形对耕作阻力影响

深松作业存在的主要问题是耕作阻力大。深松机中深松铲作为重要部件,其形状和结构参数直接影响着深松作业的牵引阻力及作业质量等。通过推拉力计测量了鸭掌形铲在不同入土深度时的耕作阻力;通过变换不同铲形的耕作试验,测量了现有凿形铲、鸭掌形铲、翼形铲在入土深度为35cm时的耕作阻力。结果表明:牵引阻力随着鸭掌形铲入土深度的增大而增大,因为土壤硬度随着土层深度的增加而增大,所以在10~20cm的土层中对深松铲的阻力较小,深松铲在20~30cm的土层中的阻力有较大增加,在30~40cm的土层中阻力增加幅度最大,其规律符合二次曲线。不同铲形耕作试验表明:铲形不同时,铲尖与土壤接触面积不同,导致深松铲与土壤之间的剪切力和挤压力不同,其牵引阻力与铲尖面积满足对数关系。     

弹簧预紧力可调式振动深松机设计与试验

为了减小深松机的耕作阻力和拖拉机的动力消耗,增强深松机对不同类型土壤的适用性,设计了弹簧预紧力可调式自激振动深松机。在机具工作过程中,通过自激振动单元的振动作用,可有效减小深松机的牵引阻力;通过弹簧预紧力调节机构可改变弹簧的预紧力,以适应不同物理特性的土壤,获得理想的深松效果。田间试验表明在保证耕深的前提下,合适的弹簧预紧力可有效减小机具的耕作阻力。为了测试该深松机的减阻性能,设计了2.5、3.2、4.0km/h 3种作业速度和250、300、350mm 3种深松深度,进行了两因素三水平的全因素试验,试验结果表明：在不同作业速度与深松深度下,与非振动深松机相比,该深松机均能有效减小牵引阻力,减阻比为10.30%~22.65%;对不同作业速度和深松深度下的振动深松牵引阻力和非振动牵引阻力进行了方差分析。结果表明作业速度、耕作深度和机具类型对深公机工作阻力均有显著性影响,在不同作业速度下,由于自激振动单元的减阻作用,随着耕作深度的增加,振动深松牵引阻力增加速度小于非振动深松。     

浅谈拖拉机液压悬挂系统的正确使用及故障排除

正一般拖拉机的液压悬挂系统设有位调节和力调节2个控制手柄,可根据耕作条件选择使用。在地面平坦、土壤阻力变化较小的情况下,为保证一定的耕深,在不需自动调节深浅时,应使用位调节;在地面起伏不平、土壤阻力变化较大的情况下,需通过自动调节深浅来稳定牵引力,以保持拖拉机稳定负荷,并使耕作农具不至于因阻力过大而损坏,此时应使用力调节,应当注意:⑴使用力调节时,必须先将位调节手柄放在"提升"位置并锁紧,再操纵力调节手柄。