凸轮式填料装置排料器的结构优化与运动仿真

在凸轮式填料装置的设计中,排料器滑板结构的厚度影响其应力。为此,对滑板结构进行了静力分析,并将最小安全系数与许用安全系数进行对比,在满足设计要求条件下对滑板结构的厚度进行优化,从而减轻排料器质量以节省材料。通过对滑板结构厚度优化后的排料器滚子质心的运动仿真可得到:滚子质心的运动轨迹与理论设计的凸轮轮廓线一致;滚子位移曲线所得到的滑板伸出滚筒长度的最大值与设计一致;滚子径向运动速度和加速度曲线规律符合设计要求。     

穴盘育苗基质覆土装置的设计与试验

工厂化育苗中,覆土环节是种子成苗、壮苗的关键,直接影响育苗素质。基于成本考虑,育苗种植户常采用普通床土作为覆土基质,替代价格较高的蛭石。因床土湿度大、颗粒粗糙,易造成现有辊式和带式覆土装置出现基质堵塞和带土打滑现象。为此,提出一种角钢链条式基质覆土装置,包括基质覆土装置、穴盘传送平台和控制系统。工作时,通过焊接在链条上的角钢将料斗中基质刮出,改变履带和覆土速度差实现覆土厚度调节,并采用光电传感器,通过控制系统实现穴盘的自动覆土。对样机进行覆土均匀性试验,结果表明:装置对基质干湿度适应性较好,当覆土厚度大于9.59mm时,样机覆土均匀性较好;未进行覆土刮平情况下,覆土面较为平整,变异系数小于10%,满足育苗作业需求。     

水稻育秧基质配料机组设计

为解决水稻育秧基质配比不准确的难题及降低劳动强度,设计了水稻育秧基质配料机组。机组设计4个独立出料机,出料机的出料量可调,能分别控制各种成份的配比量。测试结果表明:机组能准确控制基质配制过程中各种营养成分的配比量,实现精准配比,保证基质养分均衡,为实现基质加工机械化作业提供保证。     

步行式插秧机等径凸轮强制推秧装置反求设计与试验

为解决共轭凸轮推秧装置结构尺寸过大的问题,提出了等径凸轮推秧装置。该推秧装置由等径凸轮控制推秧杆运动。根据推秧杆农艺要求及椭圆齿轮行星系驱动机构构造了推秧杆的理想运动学曲线,建立了该推秧装置的反求模型。基于VB 6.0编写了其反求设计及仿真软件,得到一组满足农艺要求的参数,包括机构参数和等径凸轮廓线。根据这组参数研制了该推秧装置并进行高速录像试验。理论分析及试验结果表明,该推秧装置能够满足推秧杆的农艺要求,且具有比共轭凸轮推秧装置更小巧的结构尺寸。     

立式螺旋装置自走式饲喂机出料性能分析与试验

出料量的精确控制是实现自动饲喂的关键技术之一。为了获得自主研制的立式螺旋装置自走式饲喂机出料量、螺旋装置转速和出料口面积大小的关系,实现自动饲喂出料量的精确控制,通过理论与试验分析,获得了不同物料出料量的影响因素及不同螺旋装置转速下出料量与出料口面积大小的数学模型。研究结果表明:(1)玉米秸秆的自重较小,物料间易相互缠绕,影响出料量的主要因素为出料口大小,随着螺旋装置转速增大,螺旋装置转速对出料量的影响增大;(2)颗粒饲料自重较大,摩擦阻力小,影响出料的主要因素为重力作用;(3)当螺旋装置转速在100～160r/min范围内、出料口面积达到3/4(42cm~2)前,随着出料口面积增大,玉米秸秆出料量呈线性变化,在3/4出料口面积之后不受出料口面积变化影响;(4)当螺旋装置转速在100～160r/min范围内,随着出料口面积的增大,颗粒饲料出料量呈指数增加,且随着螺旋装置转速增大,逐渐趋近一条直线。     

棉秸秆基质化利用设备的研制及试验

针对新疆地区棉秸秆产量大,基质开发利用低的问题,研发出一种高效的棉秸秆基质化利用设备——棉秸秆基质发酵机。通过对上料机、搅拌装置、加热腔、出料以及电控部分的设计实现智能化自动控制发酵作业。该机工作时提升上料箱,使物料落入搅拌仓中,利用热风对搅拌仓进行加热达到高温杀菌的目的,投放组合发酵菌剂采用搅拢式搅拌装置对物料充分混合,缩短发酵时间,加入功能菌剂进行低温后熟发酵。机具批次处理量1 038 kg,日处理量达到2 076 kg,批次处理时间7 h,批次肥料能耗0.16 kWh/kg,满足设计考核指标要求。     

辣椒去核机冲核凸轮机构的设计

简要介绍了辣椒去核机的结构及其工作原理,并着重介绍了冲核凸轮装置。根据凸轮机构之间的协调运动关系,确定杆件的参数范围,运用反转法推导出凸轮轮廓曲线理论方程。运用MatLab软件编写出凸轮轮廓生成器程序,并给出凸轮轮廓线以及轮廓线上各点的坐标值。通过对凸轮轮廓线的设计,完成了辣椒去核机冲核装置重要零部件的设计,并编写参数化的凸轮轮廓线生成程序,为后序结构优化设计提供依据。     

烟用定点施肥装置凸轮机构运动学分析与仿真

应用Pro/E软件对定点施肥装置凸轮机构的运动学方程进行编程,根据实际项目及农艺要求,确定凸轮各阶段运动角及摆动从动件的运动规律,得到凸轮理论轮廓曲线、工作曲线及曲率半径曲线。在Pro/E及UG中对凸轮和施肥机构进行三维建模和运动仿真,得到凸轮在一个运动周期内的位移、速度和加速度图像。通过田间试验对此装置性能进行验证,结果表明:凸轮运动机构无干涉,滚子与凸轮的运动过程中只存在柔性冲击,不存在刚性冲击,符合等加速等减速运动规律;椭圆施肥区域的施肥长度平均值在22.7cm,施肥间距的平均值为52.5cm,满足设计要求及烤烟种植要求。     

玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式播种装置设计与仿

设计了旱地玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式玉米播种装置,采用凸轮和曲柄组合机构控制成穴器,实现播种时间段成穴器水平绝对速度为零。在ADAMS/View中用相对轨迹曲线生成实体的方法设计了凸轮,对直插式播种装置进行仿真分析,测试了成穴器的位移、速度、加速度,结果表明该装置满足设计要求。     

玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式播种装置设计与仿真

设计了旱地玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式玉米播种装置,采用凸轮和曲柄组合机构控制成穴器,实现播种时间段成穴器水平绝对速度为零.在ADAMS/View中用相对轨迹曲线生成实体的方法设计了凸轮,对直插式播种装置进行仿真分析,测试了成穴器的位移、速度、加速度,结果表明该装置满足设计要求.     

新型组培苗移栽手爪的设计

移栽机械手爪是温室穴盘移栽机的核心部件,其结构的好坏直接影响穴苗抓取效果。本文从新型机构设计角度入手,使用凸轮机构作为角度变化装置,实现在抓取穴苗过程中的抱抓动作,根据标准的128穴盘格的尺寸提出了移栽手爪的参数设定和整体结构设计,从而提高了抓取的可靠性、降低了穴苗的损伤率。并且利用Solidworks建立机构模型,对其工作原理和功能进行分析,为今后设计市场需求的经济适用的穴盘苗自动移栽机提供参考。     

自动移栽钵苗输送装置理论分析与试验

针对移栽作业人工喂苗速度低的问题,设计了一种由圆柱凸轮为横移机构、槽轮-链传动为纵移机构所组成的自动移栽钵苗输送装置。利用解析作图法,并结合移栽农艺要求分别对纵移和横移机构进行理论分析,得出了输送装置的核心关键参数:横移凸轮基圆半径r0=6 5 mm,滚子半径r=1 2 mm,滚子宽度B=9 mm,槽轮槽数n=5。以苗龄期40天的西红柿穴盘苗(穴盘规格为16×8)为试验对象进行了钵苗输送试验,结果表明:横移机构单次供苗的最大误差为0.76mm,横移7次(供苗时苗盘每行需横移1次)累积误差小于0.2mm,供苗准确率超过97.9%;纵移机构单次供苗的最大误差为0.88mm,纵移7次(每盘8行,需纵向移动7次)累积误差不超过0.3mm,供苗准确率在97.5%以上。该机构在供苗过程中可连续作业,满足钵苗供苗的自动输送需求。     

土壤墒情网络监测管理系统的设计与实现

土壤墒情监测是生态环境保护和建设的重要内容,为此,设计了一种城市森林土壤墒情远程监测系统;详细介绍了系统的结构和网络监测管理系统的功能。监测管理系统采用J2EE构架,具有查看实时数据、查询历史数据以及对数据进行召测和对超标值进行报警等功能。实验表明,系统性能稳定,满足土壤墒情远程监测的要求。     

自动蔬菜穴盘育苗精量播种机的设计与试验

为了满足我国蔬菜穴盘育苗播种机械化需求,进一步提高作业效率和播种精度,结合国内蔬菜育苗的技术要求,设计了一种自动蔬菜穴盘育苗精量播种机。该装备主要由穴盘铺土装置、平整装置、打穴装置、精量播种装置、覆土装置和传动装置等组成,可连续完成常见蔬菜穴盘育苗的铺土、平整、打穴、精量播种和覆土等流水线自动化作业。分别用辣椒、南瓜种子进行了样机性能播种试验,结果表明:播种机作业性能稳定,穴盘铺土均匀平整,播种单籽率高于96%,漏播率低于1.4%,多籽率低于2.5%,打穴深度一致性和覆土满足穴盘育苗作业要求。     

气吸滚筒式蔬菜育苗播种流水线设计

为提高工厂化蔬菜育苗播种的效率,设计一种集铺土、覆土、清扫土、压穴和播种多功能于一体的蔬菜育苗播种流水线。首先进行蔬菜育苗播种流水线整机结构设计,然后进行铺覆土装置、清扫土装置、压穴装置、播种装置与穴盘传输装置等关键部件的设计,最后进行样机性能试验。针对试制样机,以油菜种子作为试验对象,选择真空度、播种滚筒吸嘴孔径和吸嘴孔型三因素做正交试验,并对试验结果进行极差和方差分析得到最优因素组合。在真空度为7 kPa,吸嘴孔型为直孔,吸嘴孔径为1.0 mm的因素组合下进行验证试验,所设计的蔬菜育苗播种流水线在不同播种效率下的播种合格率稳定在93%以上,重播率低于3%,空穴率低于5%,结果表明样机播种性能满足设计参数中的穴盘育苗精量播种的精度和效率要求。     

水稻秧盘育秧流水线供土装置的设计与试验

为解决水稻秧盘育秧流水线工作时底土和表土的提升与输送问题,针对带式输送装置的工作原理和关键部件,通过结构与工作参数优化,设计了一种具有检测和控制功能的带式供土装置。采用全因子试验研究了床土种类和提升高度对供土装置供土性能的影响,得出供土装置输送不同种类床土的能力由大到小依次为育秧土与基质的混合物、育秧基质、育秧土,供土装置的输送能力随提升高度的增大而降低。试验表明:具有检测与控制功能的带式供土装置满足现有水稻秧盘育秧流水线的供土要求,节省了劳动力。此研究为水稻秧盘育秧流水线供土装置的研制提供了参考。     

重力辅助充种盘室同步气吸式排种器性能分析

为探究重力辅助对盘室同步气吸式精量排种器充种性能的影响,以盘室同步气吸式精量排种器为载体,对其充种过程进行了受力分析,建立了重力辅助充种受力数学模型,结果表明：型孔充填过程中,待充种子重力在排种盘径向的分量与气流曳力方向一致;已充种子脱离种群过程中,种子重力沿径向分量与压力梯度力方向一致,种子重力对充种有辅助作用。运用EDEM(Engineering discrete element method)软件仿真分析了300、600、900、1200粒种群数量条件下,待充种子对排种盘平均法向力随低、中、高3种不同充种区域变化的影响,仿真结果表明：种群数量300粒时,各区域平均法向力随区域位置的变化不明显,种群数量为600、900、1200粒时,平均法向力随区域位置的变化规律一致,此时种群数量对充种效果影响可忽略。对仿真结果进行试验验证的结果表明,盘室同步气吸式精量排种器台架试验3个区域漏充率由大到小为：低位、中位、高位。通过盘室同步气吸式精量排种器重力辅助充种和无重力辅助充种对比试验表明：重力辅助充种下,排种器作业风压3~5.5kPa时,合格指数均高于94%;无重力辅助充种情况下,排种器作业风压6kPa才开始满足国标需要,重力辅助充种显著降低了排种器作业风压需求,提高了作业质量。     

黄淮海平原播前土壤水分对冬小麦产量的影响

通过2个生长季的田间试验,研究了黄淮海平原播前土壤水分对冬小麦生长发育、籽粒产量及水分利用的影响。结果表明,在播前不灌水条件下,越冬期或返青期灌水都可以获得较高的籽粒产量和水分利用效率,表明播前土壤贮存的水分可以满足冬小麦返青以前对水分的需求。在播前储水灌溉条件下,越冬期不需要灌溉,返青期是适宜的灌水时间;在拔节期或灌浆期灌水都会降低冬小麦的产量和水分利用效率。     

土壤剖面水分线性尺度测量方法

针对现有土壤水分点尺度下测量的局限性,提出了一种线性尺度下的土壤剖面水分测量方法,并设计了一种基于驻波比法的土壤剖面水分信息测量传感系统。借助HFSS高频电磁场仿真软件与网络矢量分析仪对传感器环形探头的电场强度分布情况与阻抗特性进行了分析研究,确定了环形探头适应性与敏感区域。以2种不同质地的土壤作为试验样本,对土壤水分传感器的输出与对应的测量值进行了多项式拟合,决定系数均达到了0.99以上,传感器的稳态与动态性能均能满足土壤剖面水分的测量要求。通过多层水分土柱穿层试验与对比试验表明,该系统能够满足线性尺度下土壤剖面水分的实时测量需求,具有较高的测量精度与稳定性。设计的土壤剖面水分线性测量系统的各项指标均达到实际应用的需求,具有较高的应用推广价值。