青皮核桃挤压式捡拾机构的设计与试验

【目的】我国核桃捡拾仍是人工收集,工作效率较低、劳动力成本逐年提高,且现有机械设备无法满足核桃捡拾要求。【方法】基于青皮核桃种植环境及物理参数,设计了一种挤压式青皮核桃捡拾机构,对机构的捡拾过程进行了理论与运动学分析,且制作了样机进行了仿真分析,并选取30个不同尺寸青皮核桃进行了验证试验。【结果】捡拾机构工作时,质心运动速度波动较小,位移变化稳定,青皮核桃平均捡拾时间约为2.7 s,同时试验过程中捡拾机构产生的接触力最大为22.3 N,满足强度要求,青皮核桃捡拾无损率为98%。【结论】设计的装置可以满足青皮核桃采收作业的捡拾要求,结构简单,操作便利,工作效率高,大大降低了人工成本,具有广阔的应用前景。     

甜菜捡拾机研究现状及展望

甜菜是我国重要的糖料作物,市场需求量巨大。目前,甜菜收获主要依靠人工捡拾,人工需求量大且作业效率低。为了解放劳动力、提高生产效率,甜菜收获机械得到了一定普及和使用。受限于种植模式和机具作业性能,甜菜捡拾机械化水平较低。结合甜菜捡拾机研究现状,从甜菜捡拾机关键技术着手,分析了甜菜捡拾机发展瓶颈,指出甜菜捡拾机发展趋势。      

瓜类作物地膜捡拾机的设计与优化——以甘肃民勤县为例

【目的】地膜捡拾机是一种用于捡拾农田地膜的设备,它在农业生产中具有重要的应用价值。本研究旨在进行地膜捡拾机的设计与优化,以提高地膜捡拾的效率和准确性。【方法】研究团队对地膜捡拾机的定义、功能和应用价值进行了概述,对地膜捡拾机的结构和工作原理进行了分析和优化,探索了地膜捡拾机的智能化设计和性能优化方式,并对地膜捡拾机的推广应用和发展前景进行了展望。【结果】本团队所设计的地膜捡拾机比其他各种仅靠振动筛分的机构的残膜回收率有较大的提高,采用多点采样分析的方法进行检验证明,残膜回收率高达99.75%,不低于95%,符合现有的农艺要求。【结论】本研究能为地膜捡拾机的应用和发展提供有益的参考。不断优化和改进地膜捡拾机的设计和性能,有利于提高农业生产效率,促进农村经济的发展,帮助农民增收致富,推动农业现代化的进程。     

便携式地面樱桃采摘机设计

开发设计的便携式采摘机是利用伸缩杆,通过棘轮状刀片和固定刀片之间相互剪切,在地面上即可实现采摘。使用该机器可以提高采摘效率和安全性,且不会对树身造成伤害,在小面积的采摘作业中,有着广阔的应用前景。     

基于慧鱼组合式智能莲藕采洗分拣一体装置的研究

【目的】目前市场上的挖藕机极易造成莲藕损伤,操作不方便,且效率低、功能单一、自动化程度低。【方法】笔者以现代藕农们对高效低耗的莲藕挖掘机械的迫切需求为出发点,研发了一种多功能智能挖藕机——“与‘藕’相伴”,详细分析了该装置的冲压装置、分拣装置、智能仓储装置等各模块的设计及工作原理。【结果】“与‘藕’相伴”集冲压、采收、传送、清洗、收集、仓储于一体,实现了采藕作业全过程智能化、自动化、无人化。【结论】该装置莲藕采收品质高、操作简单、功能丰富、自动化程度高、工作效率高,大大降低了人工成本,满足了藕民的多元化需求,解决了藕农招工难的问题,减少了对土地和环境的破坏,实现了科技助农,具有广阔的应用前景。     

核桃采收机械的研究现状及发展趋势

由于核桃树高度较高、采摘难度较大,人工采摘机械化程度低、人工收获效率低、劳动强度大、人力成本高,且对人体劳动损伤大。基于此,本研究通过对国内外核桃采摘机械的发展研究现状进行分析,阐述了机械臂式、振动冲击式、平台式和拍打式4种典型的核桃机械采收方式,梳理了这4种核桃机械采收方式的不足之处：目前使用的机械臂式采收装置作业效率较低;振动冲击式机械装置的振幅不易控制,振幅较大容易损伤核桃树,振幅较小不易摇下核桃,并且振摇装置会随发动机的运行而振动摇摆,既浪费资源,又不安全;平台式和拍打式机械的半自动化作业又缺少一种完备的收集装置来解决核桃掉落之后的收集问题。针对我国核桃采摘机械未来的研究重点,本研究设想了一种偏心式捡拾机构,该机构可以在核桃自然或人工干预掉落后完成核桃的捡拾作业,并可以保证核桃的品质。     

直齿锥齿轮机构瞬态动力学分析

【目的】更加全面、精准地模拟出锥齿轮在整个传动过程中的啮合受力情况,提高锥齿轮设计精度和耐用程度。【方法】依据某设计公司自主研发的输送机当中的直齿锥齿轮机构,利用有限元软件ANSYS Workbench进行瞬态动力学分析,对主动轮分别设置30 r/min、60 r/min、90 r/min三种不同转速,获取其工作工程中的应力应变最大值以及其最大等效应力随时间的变化曲线。【结果】1）最大等效应力值分别为288.6 MPa、274.3 MPa、272.85 MPa。2）当主动轮受到的阻力一定时,随着转速的不断递增,锥齿轮所受的最大等效应力将不断减小,且趋于稳定集中。3）最大等效应力值与最大等效应变值均出现在直齿锥齿轮大端位置处。【结论】不同转速下的最大等效应力均小于材料的许用应力值295.8 MPa,该设计满足强度使用要求,可为直齿锥齿轮传动系统参数设计及动态特性控制提供一定的参考。     

智能烟叶采摘机机架结构静动态特性分析及优化

【目的】获得具有良好静动态特性的智能烟叶采摘机机架结构,确保烟叶采摘机械在定位和摘取过程中的精确性和稳定性。【方法】课题组应用CAE技术对机架进行了静力学分析和模态分析,并根据变形量、模态振型、模态频率以及应变能密度等数据结果对机架薄弱环节进行了优化设计。【结果】优化后的机架相比优化前的机架最大变形量由0.30 mm降低到0.13mm,优化百分比达到了56.7%;一阶模态频率从15.55 Hz提高到了33.47 Hz,优化百分比为115.2%;二阶模态频率也有较大提升,从26.05 Hz提高到39.22 Hz,优化百分比为50.6%;其余低阶模态也均有不同程度的提升。【结论】该研究结果有助于保障自动化、智能化控制的烟叶采摘机械的实施效果,并为烟草种植业带来更好的效益和发展。     

便携式电动核桃采摘机的设计与试验研究

为了解决核桃人工采摘模式存在的劳动强度大、具有一定危险性、效率低及人工成本高等问题,设计了一种结构简单、便于携带、操作简便的便携式电动核桃采摘机,实现了由直流无刷电机驱动采摘装置来完成核桃采摘工作。通过试验,得出了便携式电动核桃采摘机采摘刀片的最佳工作转速,达到了预期效果。     

小型树苗扦插机的设计

【目的】实现树苗的自动扦插,设计一种成本低、可代替人工的小型树苗扦插机样机,实现储存、进给、扦插树苗等一系列功能,提高植树作业效率。【方法】课题组结合现有的植树机研究基础,对人工扦插树苗的动作进行分析,设计了一款可无线遥控、灵活轻便的小型树苗扦插机样机。对其关键结构进行计算分析,对控制系统进行总体设计,使其适用于中小型设施林业。【结果与结论】该样机具有使用成本低、耐用度高、灵活轻便等优势。储苗盒选择由若干个小格子组装而成的长方体结构较为合理;落苗机构设计为两个筒组合相贯而成的结构,可实现树苗顺利下落;进给传动机构研发采用齿轮、齿条传动方案,可实现储苗盒沿水平直线方向移动;扦插机构研发采用曲柄滑块机构,可实现自动化扦插。     

环模压块机传动系统的随机振动分析

【目的】立式环模压块机压制燃料过程中产生的振动易对压块机传动系统使用安全产生影响,针对此问题展开研究。【方法】课题组首先使用三维建模软件SolidWorks对压块机传动系统建立三维模型,导出x＿t格式文件后,将其导入有限元分析软件ANSYS Workbench,并使用该软件对其进行模态分析,然后在模态分析的基础上,对压块机传动系统进行随机振动响应分析。【结果】对压块机传动系统进行随机振动响应分析后得出传动系统的位移分布云图和应力分布云图,传动系统压辊处发生位移变形,其位移变形最大方向为Z方向,为0.013 796 mm;其应力分布在压辊与偏心轴的接触处,最大值为0.132 52MPa。【结论】压块机传动系统满足随机振动环境下的振动强度要求,工作过程中产生的振动对系统的影响在安全范围内。     

预紧力对装配体各零件的结构影响分析

【目的】针对深耕机中紧固件、连接件的疲劳损坏现象,需提高紧固件质量和性能。【方法】课题组以螺栓及其他连接件为研究对象,应用SolidWorks建立三维模型,应用有限元分析法、接触理论、静力学理论对螺栓及连接件的力学性能进行分析和研究。【结果】在螺栓的预紧力作用下,载荷对称和结构对称的零件,其总变形、等效应力、等效应变也是对称的;当螺栓存在预紧力,螺栓的变形、等效应力和等效应变是不对称的;在固定零件时,连接支腿的应力最大值集中在结构突变处。【结论】该研究为农业机械的紧固件的设计、选用和维护等提供了理论依据。     

基于插卡式载具小型芯片自动喷砂清洗设备的研究

【目的】目前芯片引脚喷砂清洗设备在石英砂的利用率、喷砂清洗的效率方面还存在不足,因此,提高封装后的小型芯片的清洗效率和清洗质量,保证芯片引脚不受到冲击显得十分重要。【方法】笔者通过对一种小型芯片清洗设备进行研究,利用一种插卡式载具摆放小型芯片,采用阵列式的高压喷头,形成喷头与芯片平面十字交叉的相对运动,对芯片表面进行喷砂清洗。【结果】实现了砂水混合物的回流和重新使用,节约了生产成本;采用双重阵列式的多喷嘴布置,保证了芯片清洗的效率与效果;通过喷嘴往复运动与芯片的定向移动,在X-Y平面内实现了更大范围的清洗效果;通过对芯片在载具上的创新性设计,既实现了对芯片表面的清洗,也保证了芯片引脚不变形、不错位。【结论】该自动喷砂清洗设备在实际生产中具有操作方便、生产效率高的特点,极大地提高了喷砂清洗的自动化水平,保证了芯片喷砂处理后的表面质量。     

收获粉碎式秸秆捡拾压捆机捡拾机构的设计

捡拾机构是秸秆捡拾压捆机中的关键部件。为提高秸秆捡拾压捆机的收割捡拾效率,在分析国内外捡拾器的基础上,设计了"锤爪式"捡拾揉搓机构。该机构利用动力输出轴经捡拾锤爪实现了集切割-捡拾-揉搓于一体的捡拾作业,不仅能对割晒农作物秸秆进行捡拾,还能对站立的农作物秸秆进行切割、捡拾揉搓。试验结果表明,该结构提高了压捆机的捡拾工作效率,切割效率99.07%,搓丝长度10~50mm。     

方草捆集捆机设计与试验

为解决方草捆捡拾效率低、费用高,长途运输难等问题,设计了方草捆集捆机。该机由底盘、捡拾器、推草机构、举草机构、压绳器和卸草机构等部件组成,基于EPEC2024搭建了控制系统,只需单人驾驶和操作,通过变量泵、马达和油缸驱动各部件快速实现对方草捆的捡拾、挤压和捆扎。按照作业功能对各结构部件采用分模块设计,通过计算各液压回路的流量保证作业速度和作业效率,匹配硬件电路并使用Codesys编写程序控制作业流程。分别在内蒙古自治区赤峰市和辽宁省黑山县对方草捆和秸秆方捆进行了捡拾及捆扎的场地试验,结果表明:整机最大牵引车速达到20.5 km/h,作业时系统最大流量为101.6 L/min,一次能实现12个方草捆的捆扎。方草捆的集捆成捆率达到89.5%,纯工作小时内集捆生产率为12大捆/h,同等条件下与人工捡拾方式相比,捡拾效率提高了34.5%,人工费用降低了62.5%,综合费用降低了18.2%,而且增强了对自然环境的适应性,缩短了长途运输的准备周期,满足实际生产的使用要求。     

一种基于菠萝机械化田间管理技术的多功能田间管理机设计与试验

【目的】针对当前菠萝田间管理机械难以进入田间自由穿梭作业的问题,课题组设计了一种多功能菠萝田间管理机,以提升田间管理作业效率。【方法】课题组通过剖析菠萝机械化田间管理技术,从菠萝植株特点、种植农艺参数及田间管理需求等方面,分析了菠萝田间管理机应具备的关键功能、田间管理作业应注意事项以及农艺的适应性问题,在此基础上应用模块化设计理念,将田间管理机按功能结构进行模块划分,分别设计了菠萝田间管理机可变轨距高地隙窄型履带式通用底盘和喷杆喷雾组件、固态肥施肥组件、扩展平台运输组件三种作业功能部件,各功能部件与通用底盘集成组合成菠萝多功能田间管理机,并对样机进行田间试验。【结果】1）田间喷药效果：喷杆喷雾作业幅宽900 cm,作业平均速度2.0 km/h,药液喷洒均匀,作业效率可达到25亩/h。2）田间施固态复合肥效果：固态肥施肥组件料箱可装载400 L固态肥,施肥量由操控系统电动控制,可随时调节,方便易用,施肥作业效率可达5亩/h。3）田间运输作业效果：一次可运载600 kg菠萝出田,使用2台运输机配套5人操作,较传统人工采收作业可以减少一半人工,同时采收效率提高一倍。此外,扩展平台运输组件在施...     

旋转脱膜式残膜回收机关键部件仿真与模态分析

设计了一种旋转脱膜式残膜回收机具,针对搂膜弹齿不稳定造成残膜回收率降低的问题,通过Ansys软件对其进行仿真分析和模态分析,得出主搂膜弹齿等效最大应力232.15MPa,总位移为10.2mm,副搂膜弹齿等效最大应力138.737MPa、总位移为6.7mm,所得数据均小于设计最大值;二者前6阶固有频率范围分别为17.7~292.1Hz和25.1~292.1Hz,不在所受外界激振频率范围内,作业过程中不会产生共振现象。本研究可为弹齿式残膜回收机的设计提供参考。     

弧形扎膜钉齿设计与试验弧形扎膜钉齿设计与试验

为研究弧形扎膜钉齿设计合理性和作业可靠性的问题,采用理论分析的方法研究弧形扎膜钉齿在土壤中的受力情况,并基于Ansys有限元分析软件对其进行模态仿真与静力学仿真,最后根据田间试验结果验证设计与仿真试验的合理性。通过理论分析可知,弧形扎膜钉齿结构参数和机具牵引力对其在土壤中运动时的受力情况影响显著;通过对弧形扎膜钉齿的模态分析可知,其1阶固有频率为788.15 Hz,远大于外界激励频率,弧形扎膜钉齿不会发生共振;通过对弧形扎膜钉齿的静力学分析可知,弧形扎膜钉齿的最大变形为6.705 8 mm,最大应变为3.889 2×10-3 mm/mm,最大等效应力为466.27 MPa;通过田间试验结果表明残膜回收机的残膜捡拾率均值为58.53%,脱膜率均值为98.14%,弧形扎膜钉齿的设计达到预期目标,工作满足实际作业要求,强度也满足实际工作需求。本研究可为新型残膜回收机的设计提供基础。     

乔木幼苗自动植树机机械结构设计

【目的】解决传统的人工植树方式效率低下、人工作业辛苦且树苗成活率低等问题。【方法】研究小组提出了一种乔木幼苗自动植树机构,主要对抓放苗装置、捧土覆土装置和植苗机驱动方式进行了设计,并通过计算选出了最优型号的传动液压马达,使得植苗机构达到了最佳运行状态。【结果】该乔木幼苗自动植树机具有投放精度高、幼苗存活率高、成本较低的优点,同时能保证较高的种植速度与效率。【结论】本研究对未来乔木幼苗自动植树机以及其他植树机械的设计和发展具有一定的指导作用。     

自走式密植棉秆整株收获机的设计与仿真分析

本文设计了一种自走式密植棉秆整株收获机,可实现对棉秆田间根侧切土减阻、铲拔、捡拾输送及收集作业.利用Solidworks软件对自走式密植棉秆整株收获机进行三维建模,并对关键作业部件进行静力学仿真分析.静力学分析结果表明,铲拔刀的最大等效应力为158.94 MPa,最大总变形为0.093 mm,受力后的等效应力与总变形均...