伸缩臂叉装车设计思想浅析

伸缩臂叉装车虽然采用了传统装载搬运等机具的一些结构与装置,但不是简单的借用,而是成功地继承与创造性地嫁接.介绍了伸缩臂又装车的起源、基本组成和功能,伸缩臂装置的不同布置方式.直接影响着整车的结构形式.通过时伸缩臂叉装车功能需求、结构布置及品种类型的分析,说明继承与创新的结合奠定了伸缩臂叉装车产品设计思想的基础.     

苹果采摘系统传动模块设计

为解决人工采摘速度缓慢、效率低下的问题,在研究机械传动的基础上,设计了苹果采摘系统传动模块,该模块包括360°整体旋转装置、竖直伸缩装置、折叠装置和横向伸缩装置四部分。360°整体旋转装置由蜗杆带动蜗轮实现绕Z轴360°旋转,竖直伸缩装置和横向伸缩装置由齿轮齿条传动实现Z轴和Y轴方向升降、伸缩运动,折叠装置在气泵传动作用下实现对横向伸缩装置和采摘模块的折叠。四部分的协调配合实现了苹果远距离和快速采摘。     

超磁致伸缩伺服阀用电—机转换器传热及热误差分析

提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电-机转换器的结构并阐述了其工作原理,此电-机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电-机转换器控制精度的影响,基于导热和对流传热理论建立了其传热模型,给出了稳态时超磁致伸缩棒上的温度和热补偿装置上的温度,分析了冷却油液流速对稳态温度的影响,并采用温度场数值模拟的方法对仿真结果进行了验证。分析结果表明,当控制电流为额定值1 A时,若超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度大于0.1 m/s,热补偿装置和超磁致伸缩棒的温度在20.3℃附近且温差在0.2℃以下。由超磁致伸缩棒和热补偿装置上的温度,进一步推导出了超磁致伸缩电-机转换器因热而产生的误差位移。通过仿真分析得出,在超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度等于0.1 m/s时,棒和外壳温度接近且温升不大,热误差位移不大于0.1μm。     

苹果采摘及分拣一体化机械设计

为了减轻果农在采摘与分拣果实过程中的工作量,解决采摘过程机械化程度低的问题,针对中小型果园,在气压传动与机械结构的基础上,研制了一种针对高空水果(苹果为主)采摘及分拣一体化装置。此装置由夹取机构、伸缩机构、动力输出装置和分拣装置四部分组成。利用单作用气缸控制夹取机构实现摘水果,利用双作用气缸实现装置的伸缩,通过动力输出装置为气缸提供气源,利用分拣装置实现水果的分拣。     

具有实时图像传输功能的新型高枝水果采摘器设计

文章设计了一种具有实时图像传输功能的新型高枝水果采摘器,包括实时图像传输系统、伸缩杆、收纳装置、枝剪机构、控制手柄等。图像采集装置位于伸缩杆顶部,采集的视频信号通过WiFi传输到手机;收纳装置设有进、出料口及收纳网;控制手柄位于伸缩杆底部,通过拉杆控制位于伸缩杆顶部的枝剪机构实施剪切。操作者站在地面上,通过实时图像传输系统随时掌握高枝水果采摘情况,并通过控制手柄实施水果采摘。     

农田平整度测量装置研究与预测分析

为准确测量农田平整度,测量装置采用超声波传感器间接测量与磁致伸缩位移传感器直接测量相结合,并通过姿态传感器与陀螺仪获取测量装置姿态辅助修正测量值,通过LSTM神经网络的不同数量训练集对其测量值进行趋势变化预测。试验结果表明,测量装置磁致伸缩位移传感器测量过程中稳定性优于超声波传感器,通过卡尔曼分布式融合数据能有效滤除噪声,再分别通过前10 s、前20 s与前30 s数据做训练集,来进行预测分析,其均方根误差平均值为2.42,平均绝对误差平均值为2.67。试验结果表明,Kalman滤波融合数据与预测数据的均方根误差与平均绝对误差较小,能准确反映与预测平整度变化趋势,使测量装置准确的测量农田平整度及预测变化趋势。     

一种农机用机械夹持装置设计分析

文章围绕一种农机用机械夹持装置,结合农机使用和农业生产的实际情况,对其结构设计和伸缩臂设计进行分析阐述。     

一种手持便携式西梅采摘装置的设计研究

针对现有采摘装置使用过程烦琐,采摘效率低,且无法根据不同高度的西梅进行调整采摘等问题,该研究设计了一种手持便携式西梅采摘装置。该装置由伸缩杆、施力手柄、控制开关、收线装置、张紧线盒、环形剪枝装置、自适应杆径环和收集网兜组成,采摘时,调节伸缩杆可以适应不同高度的西梅并将环形剪枝装置对准果柄,通过施力手柄将若干个西梅采摘到伸缩杆上端的收集网兜中,再控制收线装置将网兜中的西梅从杆的上端运送到手柄处,故无需使用者上下放杆取果,从而可以提高采摘效率。并且该采摘装置的剪枝部分采用环形背刀结构并剪刀设于一定倾角,在保证剪枝效率的前提下,提高使用安全性能。     

4GX-100型小区小麦种子收获机改进设计与试验

为进一步提升自行研制的小区小麦种子收获机工作性能,降低和改进一代样机采用梳脱割台所造成的籽粒飞溅损失大,脱粒装置喂料口及其罩壳内部易滞种、堵塞等问题,对4GX-100型小区小麦种子收获机进行改进设计。结合样机传动系统方案,对其双层收获割台、伸缩拨指式锥型脱粒装置进行设计,确定锥型滚筒结构参数（喂入段、脱粒段长度,大、小段面尺寸）,对脱粒元件结构参数、数量及周向分布进行计算,获得锥型滚筒转速在406~610r/min之间,伸缩拨指长度为172.5mm,其偏心距为40mm。为降低样机收获作业时的滞种率,利用离散元软件EDEM建立脱粒物料颗粒模型（小麦籽粒、短茎秆）,对锥型脱粒装置内脱粒物料的运动迁移过程进行模拟仿真与特征解析,分析研究脱粒物料中小麦籽粒的平均速度、位移随脱输时间的变化规律。改进样机田间作业性能试验表明,当样机喂入量达到0.52kg/s时,整机总损失率为1.18%,种子破碎率为0.13%,含杂率为0.64%,滞种率为0.02%,生产率可达0.18hm2/h,仅需短暂空转便可快速清机;整机运行平稳,脱粒装置喂料口及罩壳内部无堵塞现象,伸缩拨指式锥型脱粒装置能够有效抓取、脱输喂入物料,具有较强的适应性,作业机各项性能指标符合设计要求与技术标准的规定。     

玉米收获机伸缩式拨禾轮拨禾试验研究

对新设计的玉米收获机伸缩式拨禾轮进行了试验,通过单拨禾装置试验研究得出:在该拨禾轮(无分禾器)的作用下,拨禾半径由无伸缩齿的50mm扩大到125mm;通过双拨禾装置试验研究得出:拨禾范围由无伸缩齿的170mm扩大到320mm,实现了拨禾区域的扩大。同时,得出了在喂入速度为0.7m/s、摘穗辊转速为800r/min的情况下,较优喂入半径(分别以两拨禾装置的中心计算)为40~120 mm。     

微喷灌与陶瓷渗灌互补装置设计与试验

针对农果复合种植中农作物和果树的根系深度、灌溉时间和灌水量等指标存在明显差异,采用传统单一灌溉方式难以同时兼顾果树深根和套种作物浅根的灌溉问题,以实现深浅根高效灌溉为目标,开发一种基于水压控制的微喷灌与陶瓷渗灌互补装置。在对装置进行整体结构设计的基础上,重点对3个核心部件：渗灌压力转换器、微喷压力转换器和伸缩装置进行优化配置。对渗灌压力转换器开展二因素六水平全试验优化设计,优选出渗灌压力转换器中弹性膜片的硬度（70HA）和厚度（1.5mm）,该条件下,可使地下灌溉的工作压力范围为0.015~0.055MPa,流量10L/h,流态指数为0.004。在对微喷压力转换器进行结构设计的基础上,确定弹簧劲度系数为1.500N/m,可保证微喷头在低压下(小于0.066MPa)不喷水,理论推导出伸缩装置的临界伸长压力为0.066MPa,与试验结果（当水压达到0.066MPa时,伸缩装置开始伸长,0.15MPa时伸缩装置升至最高点,微喷头开始稳定工作）相符。制作出微喷灌与陶瓷渗灌互补装置实物模型,参照国家标准进行性能测试,并将模型应用在日光温室,结果表明：本装置以水压0.066MPa为界,低压渗灌灌溉果树深根,高压微喷灌灌溉套种作物浅根系,互补灌溉功能良好,土壤剖面含水率实测值满足设计预期。该研究可为农果复合林深、浅根的高效灌溉提供有效解决方案。     

浅谈红薯粉切割装置

本团队设计了一种能够切割出不同宽度的红薯粉条的红薯粉切割装置。红薯粉切割装置包括切割刀块和在机架上横向可转动设置的输送用辊筒;其特征在于,多块切割刀块固定安装在一个横向可伸缩设置的剪刀叉伸缩支架上,通过调节剪刀叉伸缩支架可以控制相邻两块切刀块之间的间距,从而达到切割红薯粉条宽窄的目的。本作品结构简单、使用方便、质量好、效率高,能更好地满足市场需求。     

老年人身体清洁系统设计

为解决我国老年人口众多,居家养老身体清洗困难的问题。本文在分析机械传动的基础上,设计了老年人身体清洁系统。该系统由升降装置、小腿清洁装置和背部清洗装置组成。升降装置将小腿清洗装置和背部清洗装置向上抬升,小腿清洁装置旋转180°到达老人小腿下方,水平方向的移动伸缩,使得小腿清洁装置中履带式清洗结构与老人小腿相接触,背部清洗装置通过齿轮组调整与座凳夹角,清洗老人背部。该系统可根据老人的身高、姿势调整各个清洁装置与老人的接触面积,达到快速、高效的清洗目的,减少人工操作。     

3PJ—1型龙门葡萄剪枝机的研制

合理的葡萄剪枝是保证稳产和丰产的关键技术之一,而剪枝需要大量人工成本,使得研制一种能代替人工剪枝的机械迫在眉睫。依据葡萄剪枝机前期茎秆的力学特性实验结果,并在拖拉机割草机的工作机理基础上设计出第四代3PJ—1型龙门葡萄剪枝机。该型剪枝机具有切割器支撑臂液压伸缩调节装置,实现作业幅宽和角度的无级可调,解决用机械代替手工的难题。在剪切装置中设置拨禾轮,提高剪净比。通过对伸缩臂结构进行模态分析,优化伸缩臂结构以消除或抑制振动、噪声等不利影响。该剪枝机经过广泛使用,取得较好的应用效果。     

基于下桩采摘的干后青花椒脱粒装置研究

重庆地区大部分青花椒生产均为小规模农户家庭种植经营模式,针对“主枝回缩采摘技术”即下桩采摘烘干后的青花椒物料,设计一种结构紧凑且功耗小的冲击式脱粒装置。对喂料部件、脱粒部件、搅料齿杆装置等关键部件进行设计分析,确定装置各部分结构和工作参数。使用ANSYS Workbench软件对脱粒装置进行有限元分析,机架受到的振动影响较小;对装置喂料机构的伸缩扒齿进行静力学分析,满足强度要求。并对样机进行正交试验,在脱粒转速为170r/min、输入速度为13m/min、分段式套筒脱粒元件形式下,物料的脱净率为94.01%,含杂率为6.33%,达到较优的脱粒效果。     

伸缩杆齿式荞麦脱粒装置研制与参数优化

针对荞麦机械化收获破碎率高、含杂率大、容易发生“绕辫子”而堵塞脱粒滚筒等问题,研制了一种伸缩杆齿式脱粒装置,利用纹杆滚筒和栅格凹板对作物的揉搓、梳刷作用实现脱粒,而与纹杆滚筒相配合的伸缩式杆齿,能够很好地将作物进行翻腾、向后推送,避免了秸秆缠绕,提高了脱粒效果。将该脱粒装置安装于荞麦脱粒性能试验台,选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素建立了3因素正交试验,通过极差分析得到最佳工作参数组合为滚筒转速350 r/min、脱粒间隙10 mm、喂入量1.0 kg/s,该条件下,籽粒破碎率为3.42%、籽粒损失率为0.14%,满足荞麦机械化收获指标,为伸缩杆齿式脱粒装置的应用和荞麦联合收获机的研发提供理论依据。     

偏心切割式苹果采摘装置设计与试验

苹果采摘是苹果生产作业中最耗时费力的环节,实现苹果快速采摘是现代化采摘作业的重要途径。本研究设计的偏心切割式苹果采摘装置主要由偏心式采摘头、可拆卸伸缩杆和缓冲下落通道3部分构成:偏心式采摘头采用刀片偏心旋转实现果柄的切割;伸缩杆采用可拆卸设计,实现不同高度苹果的采摘;缓冲下落通道采用内置缓冲布条的布制通道构成,以防止苹果在跌落过程中的损伤。在西北农林科技大学北校区园艺场随机选择5棵苹果树进行了采摘性能田间采摘试验,共采摘苹果150个。试验结果表明:该装置的采摘成功率为92.00%,苹果采摘受损率平均为4.70%。该苹果采摘装置的设计与试验为其它同类型的水果采摘装置的设计与改进提供了参考,有利于提升辅助人工的水果采摘装备研发水平。     

玉米全膜双垄沟残膜回收机优化设计与试验

针对现有玉米全膜双垄沟残膜回收机作业中存在起膜单体仿形能力差、易堵塞、根茬易被挑起及卸膜难等问题对机具的起膜装置、卷膜装置及卷膜装置的传动方案进行优化设计。起膜装置由8个仿形起膜单体、滑块、导轨及调压弹簧组成起膜单体能够随地形上下仿形,解决了根茬被挑起、堵塞及冲击振动问题。卷膜装置由主从动锥型卷膜辊、辅助卷膜齿和联动卸膜转臂组成。其中,卷膜辊应用了摩擦传动恒线速度机理,保证卷膜松紧程度均匀;辅助卷膜齿采用快速插接机构插接在主从动锥型动卷膜辊上,实现残膜高效缠绕;主从动卷膜辊设计为锥型结构便于脱膜;联动卸膜转臂能够保证主从动锥型卷膜辊近似直线分开使卸膜较为便捷。通过分析偏心伸缩弹齿的运动,确定了弹齿周向分布4个。以残膜回收率、缠膜率和含杂率为评价指标,采用正交试验得出样机最优工作参数为:前进速度3 km/h、偏心伸缩弹齿挑膜滚筒转速60 r/min、卷膜辊转速90 r/min。以最优工作参数进行了田间试验验证,结果表明,作业机残膜回收率为89.46%,缠膜率为1.93%,含杂率为25.53%,满足全膜双垄沟残膜回收技术要求。     

丘陵地区鹰嘴蜜桃果树修枝装置的设计

针对丘陵地区鹰嘴蜜桃果树修枝费时费工的问题,结合种植区域地形特点和果树枝干分布特性,设计一套易于果农操作的修枝装置,该修枝装置包括修枝执行机构、电动伸缩机构、支撑小车、电气控制4部分。采用圆锯刀修枝方式,根据树杆对锯片的作用力选择修枝电机的功率;采用滚珠丝杆实现修枝执行机构的伸缩功能,避免果农攀爬;支撑小车的设计解决了果农手持修枝工具费力的问题。该装置适用于平地、山地等多种地形,安全可靠,省时省力,大大提高了修枝效率。     

履带自走式双隧道喷雾机设计与试验

针对篱架型作物施药环节存在雾滴飘失、农药利用率低等问题,设计一种履带自走式双隧道喷雾机。分析机具工作原理并设计履带行走底盘,底盘最小离地间隙289 mm。设计风送系统可增加篱架型作物雾滴沉积量及减少雾滴飘失作用;设计隧道幅宽伸缩装置,能够满足不同作物施药宽度,幅宽伸缩范围为600～1 200 mm。对喷头数量及布局进行设计,基于EDEM-Fluent耦合仿真研究不同幅宽下雾滴颗粒状态,在不同幅宽作业下,有风情况下相较于无风情况下雾滴密集程度高、颗粒运动速度快,更利于雾滴沉积。研制样机并进行田间试验,结果表明,有风情况下雾滴均匀度DR值提升8.45%;有风情况下900 mm幅宽DR平均值为0.85,更接近1,最终,试验结果与仿真结果一致。该研究为隧道喷雾机设计提供新的参考。