振动筛式红枣多层除杂分级机的设计与试验

为解决红枣收获后的除杂分级作业问题,设计了一种振动筛式红枣多层除杂分级机。运用Auto CAD和Solid Works对整机及关键部件进行设计,利用正交试验确定该型红枣除杂分级机的各项结构参数。试验结果表明:在作业效率为142kg/h、风选除杂装置的风速为14m/s、振动式除杂分级装置的倾斜角度为11°、振动筛的振动频率为20Hz时,除杂分级作业后的红枣含杂率为1.53%、分级合格率为94.8%、损伤率为3.1%。该机工作效率高,作业质量稳定,可同时完成收获后红枣杂质的去除与红枣尺寸的分级作业。     

自走式矮化密植红枣收获机的设计

为解决矮化密植红枣人工收获的问题,针对矮化密植红枣的种植模式和生长特点,设计了一种自走式矮化密植红枣收获机,阐述了该机的整机结构、工作原理以及关键部件设计等。该机具采用立轴双滚筒振动采收装置,实现了基于振动采收原理的红枣与果枝分离。由此为矮化密植红枣收获机械的深入研究和发展提供了参考。     

浅谈红枣收获机械的研究现状与发展

红枣是我国种植面积最广的林果树之一,在我国农业生产中占有很大的比重。红枣收获机械是红枣生产中的关键技术装备,红枣的机械化收获对提高收获效率、降低收获作业成本有重要作用。课题组采用文献法,对当前几种红枣收获机应用情况进行总结分析,为红枣采收机械的设计制造提供参考。     

气吸式红枣收获机的设计与试验

新疆南部(以下简称南疆)地区红枣以矮化密植为主要种植模式,红枣收获仍采用人工检拾,效率较低。笔者基于伯努利原理,设计研制了一种气吸式红枣收获机械。以南疆枣园为试验点,对样机的性能和收获生产率进行了试验。试验结果表明,吸管口的最佳风速为23m/s。平均收获生产率182.8kg/h,机械的生产效率是人工捡拾的5.2倍。     

自走式果园多工位收获装备设计与试验

为解决现代化果园水果收获过程中人工劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题,结合果树矮砧宽行密植模式和农艺种植要求,本研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。首先介绍了自走式果园多工位收获装备的整机结构和工作原理,然后根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式,对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统的关键部件进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验结果表明,所设计的自走式果园多工位收获装备可同步于六工位人工采收速度,苹果采收损伤率为4.67％,装箱均布系数为1.475,装箱速度为72.9个/min,能够满足果园采收作业要求。     

基于矮化密植红枣的冠型拍振复合小型采收机设计与试验

针对新疆枣农对基于矮化密植枣树的小型红枣采收机的需求,提出仿枣树冠型拍振复合采摘与伞形柔性接果协同采收方法,以小型挖掘机动力平台为载体,通过理论测算与红枣种植枝条物理特征,确定转动振动最大角为30°,拍打行程8 cm,依据该关键参数分别设计拍振和伞形接果关键部件,配置拍振与伞形接果液压驱动系统,研创冠型拍振复合小型红枣采收机。试验结果表明:接果料仓最大提升角40°,红枣归集率92%左右;当作业时间为4 s左右,输入转速在120～180 r/min之间,红枣采净率均达到90%以上,且4 s左右作业时间为最佳;当最佳采摘转速在120～160 r/min之间,红枣损伤率总体控制5.4%以内。     

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。     

新疆红枣收获机械的研究现状与发展对策

近年来,红枣产业在新疆发展迅速,已逐渐成为新疆的支柱产业之一。在新疆普遍推广红枣矮化密植模式下,传统的林果业收获机械采收效果较差,急需适合于新疆红枣种植特点的采收机械。针对新疆红枣种植与收获特点,总结国内外收获机械的发展与应用,对目前的几种红枣收获机械的应用情况进行总结与分析。结果表明,国内外对红枣的收获机械研究较少,现有收获机械主要以摇振式收获为主;摇振式红枣收获机械采收效果较高,但损伤率高,且不能收获落地红枣,收获效果一般;气吸式收获机械的收获效果较好,但收获效率不高。针对研究现状,提出加强农艺结合,开发低损收获技术等建议。     

新疆酿酒葡萄振动采收装置设计与试验

酿酒葡萄收获具有季节性强、占用劳动量大等特点,而机械化采收是酿酒葡萄收获的必然趋势。为此,针对新疆酿酒葡萄种植特点及采收作业要求,在测定了酿酒葡萄果蒂连接力的基础上,设计了一种由牵引架、工作部件和驱动部件等组成的酿酒葡萄振动采收装置,确定了其工作参数及关键结构参数,并进行了初步试验。结果表明:采用振动原理开展酿酒葡萄采收作业在技术层面是可行的,装置的研究为酿酒葡萄收获机的研制提供一定的理论与技术基础。     

矮化密植红枣收获机捡拾装置的设计

针对红枣人工捡拾劳动强度大、作业效率低、生产成本高等问题,设计了一种矮化密植红枣收获机捡拾装置。该装置与红枣收获机联合作业,能够实现红枣一次性捡拾收获。为此,介绍了捡拾装置的结构与工作原理,并对关键工作部件进行了设计。采用复数矢量法对捡拾机构进行运动学分析,确定了偏心轮、吊杆、连接杆等关键工作部件的结构参数。通过对捡拾拨杆进行运动分析,获得了工作过程中拨杆端点的运动方程,并确定了红枣抛送初速度与偏心轮转速之间的关系,为红枣收获机捡拾装置的试验研究提供了理论基础。     

气吸式红枣捡拾机设计与试验

新疆南部地区红枣种植模式以矮化密植为主,红枣收获仍采用人工捡拾,效率较低。基于伯努利原理,设计研制了一种气吸式红枣捡拾机械。以南疆枣园为试验点,对样机的性能和捡拾效率进行了试验。结果表明,吸管口的最佳风速为23 ms;平均捡拾效率182.8 kgh,是人工捡拾的5.2倍。      

基于机器视觉的半干枣病害和裂纹识别研究

研究提出了一种基于机器视觉的病害和裂纹的识别方法。在H分量图中,依据半干枣在病害和非病害区域色调值差异提取病害区域,以提取的病害区域与枣表面积的比作为阈值确定较高的病害面积识别精度,可正确识别的感兴趣病害面积为16.87mm2,占枣投影面积的3.3%。为进一步提高在该病害面积识别精度的正确率,依据已确定的病害面积比阈值,将病害面积比值二值化,结合红枣区域颜色特征值H的均值和均方差,用SVM方法建立枣病害的识别模型,训练集和测试集的识别正确率分别为9 5.7 7%和9 5.7 9%。在I分量图中,对红枣区域进行Otsu’s阈值分割、图像局部属性统计和形态学处理,提取裂纹二值图像,依据裂纹图像不变距方法建立裂纹识别模型,训练集和测试集的识别正确率分别为94.90%和94.55%。     

红枣分级机的设计与试验

针对国内红枣分级机的现状,提出了一种滚筒式红枣分级机,该机中分级滚筒是分级环以并排的方式构成,利用各分级环之间的间隙与红枣腰径方向尺寸的间距差实现分级。通过对红枣分级试验以及影响红枣分级的主要因素进行分析表明:当分级滚筒倾角为15°,喂入量为10kg/min,分级滚筒转速为60r/min时,分级精度最高,且该机构能够分选干枣和鲜枣。     

我国红枣分级技术及红枣分级机研究现状

红枣分级技术是其产业化过程中进行流通、贮藏保鲜及深加工、提高产品档次和附加值的关键技术之一。为此,分析了我国目前各种红枣分级技术以及红枣分级技术未来需要解决的问题;介绍了我国目前最典型的4种红枣分级机以及各自的结构和特点;设计了一种可调分级间隙的栅筒式红枣分级机。结果表明:机械式红枣分级机在一段时间内还有广大市场,随着红枣分级技术的发展,基于机器视觉的红枣分级机在特定使用对象方面取代现有的机械式红枣分级机是必然的趋势。     

PM-1200型悬挂式葡萄埋藤机研制

针对新疆兵团葡萄产业发展所面临的问题,通过分析对比国内外葡萄埋藤技术与装备的特点,综合考虑新疆葡萄种植模式以及葡萄埋藤农艺要求,研制出了基于单独“片块状式传动带”和新型“换向齿箱”结构的PM-1200型悬挂式葡萄埋藤机,实现了葡萄埋藤的机械化作业,解决了葡萄安全越冬问题.该机结构合理,工作平稳,性能可靠,操作省力,埋土集中.田间作业检测结果表明:该机作业取土厚度98 mm,作业取土宽度1 227mm,埋藤工作截面积0.25 m2,作业速度2.02km/h,纯小时生产率0.707hm2/h.     

调质红枣干燥机自动控制系统的设计与试验

热风干燥是红枣干燥加工中应用最为广泛的干燥技术之一。在红枣热风干燥技术的研究方面,干燥设备的工艺优化、干燥室温、湿度等参数的稳定控制等方面仍有待优化与提升。为此,针对目前主要的热风干燥设备的特点,综合南疆红枣的加工特点,利用PLC控制技术与HMI在线控制技术,设计了一种调质红枣干燥机,对干燥机温度进行了多段控制,优化了温度控制系统。通过实验样机进行了干燥加热试验,测试了样机的各项性能指标。结果表明:调质干燥机预热阶段试性能良好,在目标温度为60℃时,预热时间为20min,预热效果良好;干燥机出口风温与干燥室内风温温差约为10℃,热风通道中的传热性能良好;风机电流输出稳定,调速性能良好。调质红枣干燥机进行300min加热试验表明:多段控制方式下,电加热器进行分段加热控制,使干燥室温度稳定在目标温度,获得了较优的控制效果。此研究可为南疆中小型红枣干果加工厂干燥设备的设计提供参考。     

抛膜链齿输送式残膜回收机设计与试验

新疆棉田残膜污染问题严重,机械回收残膜是目前主要的回收方式。现有残膜回收机普遍采用弹齿或伸缩杆齿式起膜装置,回收过程中容易出现残膜缠绕工作部件、卸膜难等问题,影响起膜和卸膜效果。为此,借鉴现有机型的优点,通过刨膜辊刀起膜、抛膜辊刀抛送原理,设计一种起膜抛送、链齿输送、自动脱膜的抛膜链齿输送式残膜回收机。该机具主要由起膜装置、输送装置、脱膜装置、传动系统和集膜箱等组成。残膜通过抛送起膜,配合链齿输送,实现残膜与土块分离,保证了起膜的可靠性;利用自动脱膜和刮板式脱膜机构完成卸膜,解决了残膜缠绕、卸膜难的问题。田间试验结果表明:当作业速度为4~7 km/h时,残膜回收率均值为90.6%,机具作业效率均值为0.84 hm~2/h,残膜含杂率均值为3.971%,当作业速度较快时,提高了作业效率,但回收率降低,含杂率增大。当作业速度为5 km/h时,回收率均值为91.8%,作业效率均值为0.733 hm~2/h,含杂率均值为2.605%,为较适宜的作业速度。该机具运行可靠,起膜与脱膜效果较好,可用于新疆棉田残膜回收。     

揭膜式残膜回收机的设计研究

针对目前新疆地区白色污染和二次污染严重、现有的残膜回收机拾净率低及残膜无法回收利用等问题,从改变地膜厚度入手,设计出了一种新型的揭膜式残膜回收机。该机型采用对辊挤压原理,将传统的搂膜扎膜等收集残膜的方式转变为揭膜卷膜,从而保证了机器工作过程中的稳定性和收膜过程的连续性。同时,对其关键装置进行了参数设计和运动学分析,并进行了田间试验。结果表明:该机型残膜拾净率高达96.8%,对土壤环境的保护有显著效果。     

基于电特性的新疆骏枣含水率的试验研究

为探究新疆地区红枣含水率的检测方法,运用TH2828S型LCR测量仪对红枣电特性与含水率的变化进行测定,分析了红枣含水率不同频率下电特性变化,并建立红枣含水率电特性参数模型。以整颗红枣为试验对象,在电源电压1V及纵向压力(0.1kg)下测试了低频段(200~1 000Hz)红枣含水率电特性参数变化规律。试验结果表明:在含水率55.85%以下,红枣含水率与复阻抗Z呈负相关,通过电特性参数可以实现红枣含水率检测。     

柔性刷辊式葡萄藤清土机设计与试验

为解决新疆地区现有葡萄藤清土机械伤藤率高、彩条布上方大量覆土影响葡萄藤清土上架和彩条布回收的问题,采用柔性刷辊设计了一种刷辊式葡萄藤清土机。该机关键部件为清土装置,作业时通过清土刷的旋转运动和横向伸缩机构的往复运动将彩条布上方的覆土清除。首先进行清土刷结构设计和材料选择,然后对清土刷工作过程进行运动学理论分析,得到影响清土机作业性能的主要参数。通过单因素试验确定清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径的合理取值范围,以清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径为试验因素,以清土率和伤藤率为评价指标,开展三因素三水平正交试验。试验结果表明,各试验影响因素对清土率和伤藤率的影响显著性大小顺序为清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径。较优参数组合为：清土刷转速250r/min、横向伸缩机构往复速度0.14m/s和清土刷回转直径600mm,在此参数组合下进行3次验证试验取平均值,清土率为90.98%,伤藤率为3.27%,与优化值相对误差均小于5%,证明样机设计合理。