苹果树枝锯切过程动力学仿真分析与试验

修枝是苹果树管理的重要内容,而修剪质量对树木的旺盛生长及果实高质量的产出极为关键,计算机仿真技术对刀具锯切过程的深入研究与理解具有现实意义。基于ANSYS/LS—DYNA/WORKBENCH对圆锯片锯切苹果枝条的过程进行有限元模拟仿真,揭示锯切速度、工进速度、枝条直径、枝条湿度的变化对切口质量的影响规律,并对优化的目标参数的锯切过程实施刀具的应力—应变、模态以及疲劳分析,仿真结果显示与果树修枝实际作业情况基本吻合。     

基于ADAMS的RC-5.5型揉草机的建模与仿真

通过模拟RC-5.5型揉草机的运动过程,研究了用仿真软件进行机械设计的可行性。应用ADAMS软件建立了RC-5.5型揉草机仿真模型,通过动态仿真,模拟实际工作状态,得到揉草机的运动参数。另外,通过仿真得出草的运动轨迹和速度变化曲线,经分析得出了揉草机的切草速度和切草长度等参数。分析结果与设计要求相符,说明利用ADAMS软件进行农业机械的设计是可行的。     

灌木平茬机切割系统参数优化设计与验证

为分析圆盘锯式切割系统的切割机理,在Solidworks中建立单组圆盘锯及灌木枝条的简化模型,并在动力学分析软件ABAQUS中进行仿真分析,研究灌木切割过程中工作参数与圆锯片参数的关系。同时,以锯片转速、行进速度、枝径为影响因素,以锯切力为评价指标,对其影响的因素进行虚拟正交试验,并用Design Expert动态响应软件进行分析,得到响应面回归方程,得知当圆锯转速为2500r/min、前进速度为0.9m/s时平茬效果较好。用小型灌木平茬机上进行实地试验,结果表明破茬率和留茬高度均能满足农艺要求。     

超声复合线锯锯切单晶硅的温度场仿真分析

单晶硅是一种硬脆性材料,采用超声复合工艺加工可以有效提高单晶硅的加工效率和质量。在超声复合工艺线锯锯切单晶硅的过程中,锯切温度场的分布影响单晶硅片表面质量。鉴于此,从锯切温度入手,分析超声复合工艺线锯锯切单晶硅的原理,建立仿真模型,充分考虑发热机理和各种散热条件,利用仿真软件ABAQUS对锯切单晶硅的过程进行热瞬态分析,分析了在不同参数(锯丝线速度、工件进给速度、工件转速、超声振幅)下锯切的最高温度和变化曲线,为研究超声复合线锯锯切单晶硅的锯切机理提供了一定的研究参考。     

柠条收割机圆盘锯式切割部件运动学仿真

圆盘锯式切割部件是柠条联合收割机的关键部件。分析圆盘锯式切割部件的运动过程,结合柠条收割要求,建立三圆盘锯式切割部件的运动参数表达式,并利用UG NX软件建立切割部件模型,导入机械动力学仿真分析软件ADAMS进行动力学分析,对单个锯齿上刃部点的运动轨迹进行仿真分析研究,为柠条收割机结构参数设计提供依据。      

GZJ-25高枝剪

GZJ－25高枝剪由福建农业大学农业机械研究所设计，已投人小批量生产，其最大可修剪青枝直径25rum，并可锯切枯枝。剪枝高度可在1．0－3．sin范围内随意调节；整机重量仅1．25kg，操作轻便；是果园、园林管理的理想工具。GZJ—25高枝剪由刀头，可伸缩手柄、滑轮机构等部分组成；刀头由带弯钩的刀体、刀片。销轴和弹簧构成。剪枝时，相对转动手柄内外管半圈，即可快速伸缩手柄至需要长度，将刀体的弯钩钩住枝条，拉动拉绳使刀片绕销轴转动，刀刃推动枝条使之紧靠刀体的两侧缘，在双侧缘支承下，刀刃切人枝条直至切断。该高枝剪优点在于：…     

牧草切根机往复切根机构设计与仿真

现有牧草切根机切根机构多采用从动式机构直接带动切根刀工作,存在草地切缝大、疏松范围广和扰动较高等缺点。对牧草切根机切根机构进行了创新设计,采用液压缸驱动平行四杆机构实现切根刀的锯切,利用机构往复幅度实现切根刀锯切时的稳定性。通过采用机液综合解析法设计计算,分析了平行四连杆机构的运动,建立了机构模型。通过对机构的仿真,实现了机构预期的运动要求。      

烟草夹持式智能打顶机设计与试验

针对烟草现有打顶抑牙机难以实现烟花收集的问题,设计了一种夹持式智能打顶机,主要由高地隙作业底盘、夹持式智能打顶装置与收集装置组成。夹持式智能打顶与收集装置主要由烟草高度图像识别控制系统、升降机构、夹持输送机构、切割机构、刀片消毒系统、抑牙剂喷施系统和收集系统组成,可实现烟草高度识别、打顶高度调整、烟花收拢、夹持切割、刀片消毒、抑牙剂喷施与烟花收集等联合作业,具有结构紧凑、功能齐全和智能化程度高的优点。在打顶升降机构中采用配重来平衡打顶机构的质量,降低了起升电动机的驱动力矩,能够节约64%的能源。试验结果显示,该机打顶准确率为95%,收集率达到98%,能够满足使用要求。     

苹果苗木移栽机栽植机构运动分析与试验

为提高苹果苗木的机械移栽质量,阐述柔性圆盘夹持式苹果苗木移栽机的工作过程,建立栽植结构参数的数学模型,得到栽植株距与传动比的关系。对其进行运动分析,分析其特征参数,并进行运动仿真试验验证,结合农艺要求合理设计其主要结构参数。并加工样机进行田间试验,结果表明:该移栽机栽植质量可靠,栽植深度稳定性系数为90.9%,株距稳定性系数为94.9%,栽植倾角稳定性系数为92.9%,该移栽机的合格率为96.8%,栽植直立度、株距、栽植深度具有良好稳定性。     

隔振式张紧系统对带锯条横向振动位移的影响

利用改装隔振杠杆压坨式张紧系统后的MJ3310A跑车带锯机试验,以锯轮转速、压坨重量、上下锯卡距离、树种、进料速度为因素,以带锯条横向振动位移为检验目标,根据L25(56)正交试验法设计试验,采用652U型振动信号采集和分析仪,对负载下完好带锯条在不同锯切参数水平下的横向振动位移进行采集和数据分析。根据数据分析,对安装隔振杠杆压坨式张紧系统跑车带锯机的完好带锯条横向振动位移影响的主次因素顺序是锯卡距离、压坨重量、锯轮转速、进料速度、树种。选取合理的锯切参数,以桦木为例,改装隔振杠杆压坨式张紧系统后的跑车带锯机锯切桦木时优化的锯切参数选择方案为A4B4C5E4,即锯轮转速860rpm,压坨重量95N,锯卡距离650mm,进料速度27m/min,隔振器效应明显,此时带锯条横向振动位移小,为0.483mm。     

4N-3型柠条平茬机锯切机构的分析与研究

对4N-3型柠条平茬机锯切机构及其参数进行了分析、研究,阐述了该机锯切机构的实用性和可靠性,通过试验数据说明4N-3型柠条平茬机所具备的性能特点完全可以达到柠条平茬作业的技术要求。     

圆盘锯切技术在农机领域的研究现状及展望

圆盘锯切技术是我国农业机械领域切割技术的重要组成部分,高速旋转的圆盘锯在茎秆锯切上有着独特优势。在锯切过程中使用有限元仿真和正交试验来确定最佳工作参数,并对圆盘锯轮廓曲线及动态稳定性进行结构优化是目前研究的热点。本文对圆盘锯工作参数和结构的优化研究现状进行了概括,分析了我国圆盘锯切技术存在的问题,并对发展趋势做出了展望。     

穴盘苗移栽末端执行器设计与仿真分析

针对目前穴盘苗移栽末端执行器存在夹持角度不可调、结构复杂等问题,设计一种三指式移栽末端执行器,通过最小夹持角度、几何参数的分析计算,完成其机械本体部分的设计。结合ADAMS虚拟样机技术,建立了该机构的虚拟样机模型,通过仿真分析得出关键点的运动轨迹及在空载和施加等效负载时的位移、速度、加速度曲线。同时,分析得出移栽末端执行器夹持土壤时的受力情况,其提升总摩擦力为16.56N大于所需提升阻力6.1 7 N。仿真实验结果显示:移栽机械手的结构设计符合要求,其运动特性能够满足移栽运动要求。     

花卉幼苗智能移栽机设计与仿真分析

为了改善目前盆栽花坛花卉幼苗移栽人工作业劳动强度大和作业效率低的现状,设计了花卉穴盘幼苗智能移栽机。综合国内外研究现状,介绍了智能移栽机的工作原理和作业流程。对花卉幼苗移栽机关键部件-末端定位机构和移栽夹持手爪进行虚拟样机设计,其中夹持手爪采用兼顾主动夹持和伸缩的操作方式,既有利于增加夹持力度,又可以防止幼苗根部基质对夹持手指的粘连。根据移栽作业预期效率和精度,基于 ADAMS 软件对3自由度移栽定位机构运动和移栽夹持手爪夹持力度进行仿真试验,对其各自驱动元件参数进行校核,保证其选型满足设计使用要求。     

可调式握力高枝剪设计及分析

可调式握力高枝剪的设计包括外观参数的确定和刀具的设计。根据大宗果树的生长状况确定高枝剪各关键部件结构及参数;根据高枝剪在果园作业受到剪枝过程中刀具剪断和夹持枝条所需力的大小进行刀具的设计。通过在Inventor软件中构建可调式手握高枝剪三维模型,利用AIP中的有限元功能对模型进行分析,得出果园工作环境下高枝剪的安全系数和变形量。果园作业试验结果表明:在该设计参数下,高枝剪性能可靠、使用灵活。     

高酸苹果振动式采摘机设计与试验

为解决高酸苹果收获过程中的效率低、果实摘净率低、损伤率高等问题,根据我国青岛地区高酸苹果实际收获需要,设计了一种液压控制的高酸苹果振动式采摘机。基于振动式采摘机工作原理,完成振动采摘装置、激振装置、液压控制系统的结构设计,计算分析夹持钳对树干的夹持力为7 254 N,夹持钳夹持高度范围为12～103 cm。建立高酸苹果果实-树枝单摆动力学模型,分析果实脱落条件,得到果实振动微分方程,确定振动频率、振幅、夹持高度为采摘效果主要影响因素;利用ANSYS软件对果树模型进行自由模态响应与谐响应仿真分析,结果表明：振动频率9～12 Hz、振幅1～2 cm、夹持高度40～70 cm时,三级、最次级树枝位移最明显。为确定采摘机最优工作参数,进行三因素三水平组合田间试验,得到果实摘净率、果实损伤率的回归模型,利用Design-Expert软件对试验数据和回归模型响应曲面进行分析优化,当振动频率为10.0 Hz、振幅为1.6 cm、夹持高度为58.7 cm时,果实摘净率为95.9%、果实损伤率为1.3%,满足高酸苹果采收的质量要求。     

摇枝式油茶果采摘机设计与试验

针对油茶果机械化采摘漏采率高、损伤率大的问题,设计了一款摇枝式油茶果采摘机。根据摇枝式采摘工作原理,完成了关键部件的结构设计,计算分析了采摘头夹持油茶枝的夹持力,对油茶枝和油茶果振动过程进行力学分析,建立力学方程并求解。结果表明,夹持油茶枝时最大压力为2826N,振动对树枝产生的径向力约为57.5N、法向力约为78.2N,夹持和振动都不会对枝条造成损伤。为保证采摘机安全性,对横梁架进行了静力学分析,经计算其弯曲变形为0.0005mm,远小于最大许用弯曲挠度。设计了四因素三水平正交试验,结果表明,最佳作业参数组合为：采摘装置的采摘时间10s、电机输出频率35Hz、采摘头的振幅5cm及采摘爪的夹持位置（夹持油茶枝的夹持中心到油茶树冠层距离）10~20cm,此时油茶果采净率为95.2%,花苞损伤率为17.2%。对摇枝式油茶果采摘机进行了田间试验,对枝条的损伤基本符合采摘要求。     

一种新型攀爬机器人的设计与性能分析

针对杆状建筑的换装和清洗等问题,根据冗余理论设计了一种新型攀爬机器人,采用了气缸夹持机构和凸轮机构作为攀爬机器人。研究了攀爬机器人在攀爬过程中的步态,并对夹持机构进行了D-H参数运动学正向求解,分析了夹持机构的运动位移方程。利用ADAMS对机器人攀爬过程进行仿真,分析了攀爬过程中的上下夹持机构位移、速度和夹紧力的变化情况。仿真结果表明,攀爬机器人可以按照预设步态平稳地完成运动,速度最大为9.5 mm/s,夹持机构的夹紧力有一定的波动,但对机器人的攀爬稳定性影响较小,该夹持机构爪部可偏转,对锥状柱体的抓取也有一定的适应能力。     

基于ANSYS的柠条圆盘锯式切割部件有限元分析

柠条圆盘锯式切割部件是柠条联合收割机的关键部件。为此,通过分析圆盘锯式切割部件的工作特性,结合柠条收割要求,确定三圆盘锯式切割部件的各部件的尺寸参数,并利用三维实体建模软件UG建立切割部件模型,导入有限元分析软件ANSYS中进行结构静力学分析,对单个锯齿上刃部点在不同切割深度下的应力、应变进行仿真分析,旨在为优化柠条收割机切割部件结构参数设计提供依据。     

烟草钵苗移栽机成穴机构的运动学仿真分析

吊篮式烟草钵苗移栽机成穴机构的作业性能直接影响移栽机的移栽质量。为了探讨成穴机构各杆件相互作用及成穴铲运动规律,针对成穴机构进行简化,建立矢量方程得到成穴机构成穴铲的位移、速度和加速度模型。采用ADAMS软件建立成穴机构的三维运动仿真模型进行仿真分析,对获得成穴铲竖直和水平方向的位移、速度及加速度变化曲线进行分析,满足成穴要求,验证了成穴机构结构设计的合理性,为烟草钵苗移栽机成穴机构的运动轨迹进一步优化及动力学仿真分析提供了理论依据。