多组非圆轮系番茄果秧分离振动发生器的研究

针对现有加工番茄果秧分离装置工作时由于喂入量的变化产生堵塞及运动输出不稳定等问题,设计开发了基于多组非圆轮系的加工番茄果秧分离振动发生器。利用双偏心块式振动发生器开展试验,运用高速摄像系统获取分离滚筒最优运动特性曲线,拟合了分离滚筒角位移函数,求取了非圆齿轮节曲线数学模型。建立了非圆轮系振动发生器虚拟样机模型,对其角位移与角速度参数进行了仿真分析,并与目标参数进行对比,同时获取单组与3组轮系齿面接触力曲线。试制了样机,并搭建试验平台,结合高速摄像系统获取其输出运动特性曲线,并与目标与仿真曲线进行对比,证明了其可以满足果秧分离装置振动需求。     

三组非圆齿轮行星轮系振动发生器的动平衡分析

为了提高果秧分离振动发生器的工作效率和稳定性,针对非圆齿轮啮合传动因质心变化而造成的轴上受力不平衡及振动较大等问题,对非圆齿轮行星轮系结构进行了动平衡分析。简化项目组前期提出的3组非圆齿轮行星轮系振动发生器模型,得到非圆轮系偏心质量的大小和分布,并通过对非圆齿轮行星轮系静力学分析,确定了其平衡面间距,利用质径积的分解求得了非圆行星轮系的平衡质量。利用3组非圆行星轮系虚拟模型进行运动学仿真分析,获取平衡前后轴承座支反力变化曲线并对其最大幅值进行对比分析,发现平衡后轴承座的受力明显减小,说明了3组非圆行星轮系振动发生器受力更均衡,证明了动平衡分析的正确性。该研究可为3组非圆行星轮系振动发生器装置进一步优化奠定理论基础。     

加工番茄果秧分离装置运动过程分析

为了深入研究加工番茄果秧分离特性,分析了加工番茄果秧分离装置激振器的运动过程,利用达朗贝尔原理建立其理论模型。利用SolidWorks对激振器的运动过程进行了仿真,并在FS-35型加工番茄果秧分离试验台上,利用高速摄像机拍摄了分离滚筒的运动过程,利用Blaster’s Mas软件对录像进行了处理和分析。分析结果表明,理论模型与实际运动吻合较好,验证了理论模型的正确性。     

4FZ-2番茄收获机调节机构的设计

为了提高番茄收获机的适应性,根据农艺要求及各种地理环境,设计了一种适应性较强的番茄收获机。主要对该机机架调节机构、采摘头、轮距及果秧分离机构的调节进行阐述,该机集番茄秧的切割、果秧分离、番茄成熟度选择和输送于一体,使收获后的番茄能达到制酱企业加工标准。     

加工番茄果秧分离装置的设计与试验

为了实现加工番茄收获的机械化,降低工人的劳动强度,设计了一种振动式加工番茄果秧分离装置,选取里格尔87-5加工番茄品种进行果秧分离性能单因素试验.结果表明,随凸轮盘转速增大,果秧分离率先增大后略有减小并趋于平缓,果实破损率总体呈增大趋势,含杂率呈近似线性增大;随拨杆摆振振幅增大,果秧分离率先增大后趋于平缓,果实破损率呈增大趋势,果实含杂率呈增大趋势.     

加工番茄果秧分离装置的设计及仿真

通过对梳齿法、机械手采摘法和振动分离法的比较,设计了一种偏心式激振机构的加工番茄果秧分离装置,并对其结构和原理进行了介绍,阐述了其设计过程。利用Solidworks对分离装置进行建模,通过对其虚拟样机进行干涉检查和动态仿真,实现了在设计阶段对装配体可视化的干涉检测以及产品设计的合理性分析,为实现加工番茄机械化采收提供了的前提条件。     

基于节曲线凸性判别的行星轮系移栽机构解析

为了建立非圆齿轮凸性与理想移栽轨迹之间的直接联系,使行星轮系移栽机构更好地满足作业要求,提出一种基于非圆齿轮节曲线凸性指标的不等速行星轮系机构参数求解方法。根据给定的运动轨迹,建立全局坐标系;将轮系简化为二杆二自由度开链机构（2R机构）,建立基于移栽轨迹的机构运动求解模型,提出非圆齿轮节曲线凸性判定指标,确立轮系中心位置变化范围即解析区域。根据运动学原理,由二杆二自由度开链机构复演理想移栽轨迹,求解轮系传动比,建立不等速传动比计算与分配模型,得到杆长、杆长比、轮系传动比、非圆齿轮节曲线凸性值等移栽机构参数,建立可以形成给定移栽轨迹的移栽机构参数信息图。避免了调试非圆齿轮节曲线的盲目性、优化机构尺寸和结构设计中双臂干涉等问题,为设计可形成特定轨迹的轮系机构提供参考。对几种常见移栽轨迹进行计算分析,以“鹰嘴形”水稻钵苗移栽轨迹为例进行非圆齿轮行星轮系钵苗移栽机构的设计仿真与样机试验,仿真轨迹、试验轨迹与给定理想轨迹基本一致,验证了计算模型的正确性与设计机构的可行性。     

加工番茄回转滚筒式果秧分离机构参数正交试验优化

为了优化加工番茄果秧分离机构的技术参数,设计并制作了回转滚筒式分离试验台。以里格尔87-5加工番茄为试验对象,应用二次回归通用旋转组合试验方法,建立了果秧分离性能指标与滚筒转速、凸轮盘转速和拨杆振幅之间的回归方程。分析了试验因素对分离性能的影响规律,在果秧分离率、果实破损率和含杂率满足作业质量的条件下,优化得出滚筒转速为21 r/min、凸轮盘转速为42 r/min和拨杆振幅为110 mm。     

旋转式分插机构非圆齿轮参数反求法求解

通过测量旋转式分插机构中非圆齿轮的齿顶圆数据,利用反求设计法求解了机构中的非圆齿轮节曲线和齿轮系中心距.并通过人机交互图形软件对旋转式分插机构的秧爪运动轨迹进行了动态仿真,验证了设计的非圆齿轮行星轮系旋转式分插机构满足农艺要求,同时进行了机构参数的优化设计.     

自走式番茄收获机果秧分离装置设计

针对新疆地区采用膜下灌溉技术的番茄种植模式,番茄收获机在作业中,滴灌带和地膜容易缠绕在分离滚筒上的问题,通过对番茄果秧传动过程中的特性进行研究分析后,确定果秧分离机理,对果秧分离装置的结构进行设计,通过试验证明,该装置果秧分离率为97.8%,分离破损率为1.6%,且能够避免滴灌带和地膜缠绕。     

三关节位姿约束单驱动非圆齿轮五杆手指机构研究

为了克服传统多杆手指机构的不足并且满足更多仿生手指的应用要求,本文提出一种基于三关节位姿约束的单驱动非圆齿轮五杆手指机构设计方法。根据手指实际尺寸以及运动位姿,建立n位姿点约束条件,采用运动学映射理论以及矩阵奇异值分解法求解了满足给定约束条件的铰链点曲线,进一步根据两个驱动输入杆转角关系设计满足位姿点要求的非圆齿轮副,并推导单驱动非圆齿轮五杆手指机构的IO方程。在此基础上,以三关节的5位姿约束条件为例,并根据杆长、误差、铰链点选取范围、非圆齿轮传动等其他约束条件,确立铰链点A和B的可行曲线解域,并最终得到满足全部约束条件的单驱动非圆齿轮五杆手指机构参数,设计了手指机构样机并进行相关试验。该试验样机表明本文提出的设计方法是正确和有效的。     

水稻插秧机异形非圆锥齿轮宽窄行分插机构研究

针对现有旋转式高速宽窄行分插机构取秧过程总传动比无法进一步增大而限制了对秧针直取秧姿态作出进一步改善的问题,提出一种基于球面节曲线的异形非圆锥齿轮传动机构,与交错齿轮组合成空间行星轮机构并应用于高速宽窄行分插机构中。以首尾连接两段光滑的非均匀B样条曲线建立封闭的异形非圆锥齿轮节曲线理论模型,调节节曲线过渡段齿形高度以实现齿轮连续传动。建立了分插机构理论模型,分析了异形非圆锥齿轮对插秧轨迹形状与姿态的影响。基于优化后的结构参数建立了分插机构三维模型和加工实物模型,分别对机构仿真轨迹和速度以及高速摄影获取的试验插秧轨迹和速度进行对比分析,同时,完成了基于旋转土槽的实际栽插试验,验证了分插机构建模的正确性以及机构的可行性。最后,通过与斜齿交错-非圆锥齿轮行星系宽窄行分插机构的插秧轨迹速度进行对比,得出该机构在取秧过程具有更优的直取秧动作。     

蔬菜钵苗密植移栽机多行取苗机构设计与试验

为实现蔬菜钵苗密植自动移栽,提出一种能够降低因齿轮间的齿侧间隙引起的传动误差进而提高运动准确性的大重合度非圆齿轮传动机构,根据小青菜钵苗密植移栽农艺要求,设计了密植移栽取苗轨迹和一种基于该传动机构的非圆齿轮行星轮系八行同步取苗机构。开展了取苗机构的逆向设计,并对其进行了运动学分析,自主开发了密植移栽取苗机构反求设计软件。为降低传动误差,该行星轮系取苗机构一级齿轮传动采用大重合度非圆齿轮传动,二级齿轮传动采用斜齿轮传动,每级齿轮传动的重合度均接近2。基于虚拟样机技术和高速摄像技术对取苗机构进行轨迹测试试验,得到试验和仿真取苗轨迹,并对比理论计算轨迹,三者轨迹基本一致,验证了密植移栽取苗机构设计的可行性。对密植移栽取苗机构进行取苗试验,取苗机构的取苗成功率为95%左右,检验了机构样机性能。     

偏心—椭圆齿轮行星轮系栽植装置动力学优化与试验

为获得偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置最优的机构参数,在建立其动力学分析模型的基础上,以一个作业循环中支座垂直方向所受作用力的峰值力和波动最小为目标建立其动力学优化模型。为验证所建立的动力学分析模型的可靠性,以该装置满足理想栽植要求的非劣解集为约束条件,运用所建立的动力学优化模型优化得到该装置最优的机构参数,进而基于最优机构参数搭建试验台进行动力学特性测试,测得了该栽植装置在工作转速为40 r/min时一个工作循环中支座垂直方向受力与行星架转角的关系,通过试验结果和理论结果的对比分析,表明其动力学分析模型是可靠的,可为其动力学优化提供可靠数学模型。     

傅里叶非圆齿轮驱动四叶片差速泵设计与特性分析

提出了一种傅里叶非圆齿轮驱动的四叶片差速泵,并在叶片上安装与转动方向相同的单向阀。建立了傅里叶非圆齿轮传动模型和差速泵瞬时流量模型,采用Matlab编写了分析设计软件。利用该软件分析了相同泵结构参数下的3组典型节曲线参数对节曲线形状、差速泵瞬时流量、排量、单双泵和单向阀对脉动率的影响,并与偏心圆-非圆齿轮驱动的四叶片差速泵比较,得到双泵并联的傅里叶非圆齿轮驱动的差速泵相比偏心圆-非圆齿轮驱动的差速泵在排量相当的情况下能使脉动率降低10.3%,在叶片上安装与转动方向相同的单向阀有效地解决了困液问题。     

高阶椭圆锥齿轮泵的流量特性

针对齿轮泵的变量功能及非圆锥齿轮的应用,提出了一种新型相交轴变量齿轮泵——高阶椭圆锥齿轮泵.该齿轮泵是以高阶椭圆锥齿轮为工作转子的非圆锥齿轮泵.根据齿轮的空间啮合原理,给出了其工作转子高阶椭圆锥齿轮副的齿形生成方法.基于该种齿轮特殊的运动学特性,分析了高阶椭圆锥齿轮泵的传动特性,并对其工作结构进行了设计.依据球面微分理论,推导出了高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量公式、瞬时流量公式以及流量脉动公式,同时分析了高阶椭圆锥齿轮的偏心率、阶数等参数对其流量特性的影响.在同等参数模型及工况条件下,将对高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量、瞬时流量及其变量范围与圆柱齿轮泵和非圆柱齿轮泵的流量特性进行了对比分析,获得了该锥齿轮泵在同等条件下排量最大、变量范围最大的特点.     

末端驱动式酿酒葡萄分离机构的设计及分析

为实现酿酒葡萄采收机械化,提出了新疆酿酒葡萄种植特点的振动分离机构设计要求。为此,设计了肋条末端驱动式酿酒葡萄振动分离机构,并阐述了该机构的结构及工作原理。利用ADAMS仿真软件对振动分离机构运动过程进行了仿真,获得振动分离机构运动的速度、加速度、位移的变化规律,验证表明机构设计合理。     

工业番茄果实分离原理

基于工业番茄果实与其茎秧在形状和物料特性上的差异,本文在总结工业番茄果实分离机构的基础上,从番茄果实分离的原理着手,结合分离机型简述几种番茄果实分离方法、分离过程及各自的特点,并对番茄果实分离装置的发展趋势进行探讨。