育苗纸钵自动装盘装置的试验研究

纸钵育苗可有效提升种苗根系的发育质量,为种苗后续分级、嫁接、移植的机械化作业打下重要技术基础。目前,国内大多企业所采用的纸钵机多为单头、半自动作业形式,缺少纸钵自动装盘设备。纸钵机制作出纸钵基质块后,需人工向穴盘装填纸钵,作业效率低,劳动强度大;国外虽有纸钵装填机,但价格高,且无法与国产设备配套。为实现纸钵自动快速装入穴盘,完善育苗生产线,设计了一款育苗纸钵自动装盘装置。该装置与纸钵机配合作业,将规格为高度50mm纸钵装入72孔穴盘。通过装盘性能试验,得到纸钵质量、纸钵和转运杯之间直径差与落料成功率的关系,结果表明:纸钵质量水平为高、纸钵和转运杯之间半径差为3mm时,成功率可达94.44%,生产可达3 130穴/h。     

基于TRIZ理论的刺梨自动采摘机设计研究

当前，刺梨采摘环节存在采摘效率低、劳动强度大等问题，为了提高刺梨采摘的整体作业效率，运用TRIZ理论设计了一款集自动采摘、输送、收集为一体的刺梨自动采摘机。运用TRIZ识别工具功能分析构建了采摘装置的系统功能模型图，分析矛盾冲突，选用合适的发明原理设计出最优解决方案。运用UG软件建立刺梨自动采摘机三维模型，并对主要部件进行了有限元分析，结果表明，仿真分析结果满足设计要求。将TRIZ理论运用到刺梨自动采摘机设计过程中，验证了创新设计构思的可行性，为农业装备设计研究提供了重要参考。     

胡麻脱粒物料分离清选机设计与试验

为提高胡麻脱粒物料分离清选机械化水平,在结合胡麻脱粒物料流动特性(脱粒物料堆积角、与不锈钢的滑动角)、研究分离清选作业工艺流程的基础上,设计了胡麻脱粒物料分离清选机。通过对样机关键作业部件进行设计选型,确定了振动喂料系统、籽粒分离装置、杂余自动排料装置、吸杂风机及旋风分离器的关键工作参数;分析了杂余自动排料装置作业过程,得出确保该装置实现自动排料的必要条件,并完成了样机作业性能试验。试验结果表明,当振动喂料系统电磁激振器振幅控制在14～18 mm、气流清选系统吸杂风机变频频率控制在50～60 Hz时,作业机具有较强的物料适应性,胡麻脱粒物料分离清选机作业后籽粒清洁率为92. 66%、夹带总损失率为1. 58%,杂余自动排料装置无明显的堵塞现象,试验结果满足设计要求。     

果园株间除草自动避障装置的设计与试验

针对果园经济作物种植模式存在的果园行间和株间中耕除草劳动强度大、株间杂草清除困难、需进行人工二次补耕等问题,设计了一种株间自动避障除草装置。研究了避障装置的耕作要求,结合果园株间除草自动避障装置的工作原理,设计了整机的结构,并对液压控制系统进行了理论分析与设计,最终确定了果园株间除草自动避障装置的设计方案。试验结果表明:果园株间自动避障装置在正常作业速度3.5km/h下,碎土率为93.68%,耕作深度为14.64cm,株间漏耕率4.12%,避障通过率为100%,满足了设计要求,提高了果园机械作业效率。     

基于自动控制技术的多手臂水果采摘装置的设计

随着人力劳动成本及农林作业自动化程度的提高,在未来的水果采摘作业中将逐步采用自动化采摘设备。为此,探讨了多手臂自动水果采摘装置中的智能移动平台、五轴式机械臂、末端执行器及电气控制装置的设计过程。该装置机械部分主要采用了CAD/CAE软件来进行设计分析,提高了设计的效率、可行性和科学性。该装置设计了4个手臂,可以同时采摘水果,大大提高了机械手的采摘效率,并在机械手抓部分安装有视觉传感器、压力传感器及位置传感器等。同时,对手指进行了应力分析。该装置采用了履带式行走机构,可以适应各种复杂路面;并安装了自动导航系统和视觉识别系统,能够准确定位水果位置并进行摘取。此外,S7-200型号的PLC和气动技术在该采摘装置中的应用,使设备整体结构紧凑,工作更加稳定。     

柳条扦插机链板式自动出料装置设计与试验

针对柳条扦插作业中仍需人工完成喂料作业的问题,研究柳条自动有序出料机理,设计一款由料仓、链传动机构和L型推板等组成的链板式自动出料装置。阐述出料装置的工作原理,分析柳条物理特性,确定装置作业参数,完成装置料仓的结构设计;分析柳条、出料口与推板三者之间的尺寸约束,建立柳条在推料过程中的力学模型,开展L型推板和链传动的受力分析与设计;并对L型推板根部的弯曲应力进行仿真分析。基于自主研制的试验台,将100株柳条进行3组重复自动出料装置性能试验,装置的出料效率为60株/min,柳条的平均出料成功率为97%,表明自动出料装置能够满足自动扦插机有序推出柳条的工作要求,同时也可应用于其他同类棒形物料在自动生产线中的自动有序供料作业。     

鸡蛋自动检测分级与包装装置的设计

设计了一种基于机器视觉系统的鸡蛋外部品质检测分级以及包装设备。本装置首先保证了鸡蛋平稳的输送,实现了对鸡蛋的动态实时检测和图像的采集;然后通过机器视觉检测系统进行鸡蛋的图像处理分析,判断出鸡蛋外部是否有裂纹和脏斑,并将判断指令传输给分级执行装置,从而将破损蛋剔除,完成鸡蛋的初步分级。同时,包装装置满足了各等级鸡蛋的装盘,实现了鸡蛋的自动包装。     

智慧农机发展背景下移栽机取苗爪装置设计

【目的】传统的半自动移栽机取苗爪装置人工依赖程度高,较为耗时耗力,且工作效率不高,易出现返工现象。随着智慧农机和人工智能的高速发展,基于智慧农机发展技术的自动移栽机取苗爪装置工作效率高,可满足大面积种植的需要。【方法】笔者采用理论分析和数学模型构建相结合的方法,分析了自动移栽机取苗爪设计方案,根据移栽机取苗爪的运动需求,设计了移栽机取苗爪装置,并优化了取苗爪参数设计。【结果与结论】该装置设计可以满足自动移栽机取苗爪的运动需求,与传统的半自动移栽机相比提高了抓取效率,能够较好地完成取苗作业,具有一定的应用前景和推广价值。     

羊只自动夹持翻转装置设计

针对目前大中型羊只养殖基地、牧场中羊只进行备毛、修蹄、灌服驱虫药、打耳标以及注射疫苗等作业,仍然以人工固定、翻转为主的问题,研制了一种可实现自动夹持羊只并将其翻转所需作业位置的羊只自动夹持翻转装置。本文介绍了羊只自动夹持翻转装置的结构、主要部件设计及工作原理。该装置可以稳定可靠地控制夹持机构及翻转机构,将要处理的羊只夹紧并将其翻转到所需工位。     

2B-P-10漂浮育苗装盘播种机的设计

烟草是云南主要经济作物之一,也是云南的优势和特色产业,备受政府重视,烟草种植现代化进程正在加速。研制漂浮育苗装盘播种机对减轻烟农劳动强度、提高生产效率、提高烟草育苗质量和降低生产成本有明显的作用。为此,进行了装盘播种机的设计、生产和试验,结果表明:2B-P-10漂浮育苗装盘播种机具有自动化程度高、作业效率高、作业质量好、经济效益显著及使用维护简单等特点。     

基于轮廓图元边缘检测的新式秸秆上料机械手设计

为了解决秸秆粉碎机自动上料问题,设计了一种新的秸秆上料机械手装置,提高了秸秆粉碎机作业的精度和自动化水平。该装置使用Canny算子对秸秆图像进行分割,并对弱边缘进行提取,将提取信息传递给机械手PC处理中心,发出控制机械手的动作的指令;并利用PLC闭环系统控制,完成了秸秆上料机械手的自动化控制,优化了伺服电机的启停时间和上料的工作效率。同时,对装置进行了秸秆上料试验,结果表明:与人工上料相比,使用自动化控制的机械手可以提高工作效率及秸秆的粉碎质量,且可降低上料过程对人造成的损害,是一种安全高效的上料装置。     

穴盘苗自动移栽机苗盘输送装置的设计研究

针对国内大田移栽中多数采用半自动移栽,主要由人工完成投苗工作及机械完成栽植工作,存在劳动强度大、效率低、移栽质量差等问题,对自动移栽机的苗盘输送装置进行了设计与研究。同时,设计了横向和纵向进给控制机构,确定了关键部件应该满足的技术参数,并进行了三维实体建模分析,验证设计的合理性。结果表明,该装置可满足移栽机苗盘自动输送的要求。     

长杆状蔬果分选机单果上料装置的研制

长杆状蔬果分选机工作时要求蔬果单向且单果输送,才能保证其分选效率。为此,设计了一种适合于胡萝卜、茄子等长杆状蔬果自动分级机的单果上料装置,主要由进料斗、隔板输送带、输送滚筒和调节防护装置等部分组成。本设计以胡萝卜为研究对象,通过对胡萝卜在输送带上的受力分析、隔板尺寸参数的理论推导及胡萝卜在出口的运动状态分析,合理选择了单果上料装置的结构尺寸及动力参数,以保证胡萝卜的单果上料,为其它长杆状蔬果分选机的单果装置提供依据。试验证明:单果装置单果率约为89%,计算数据与实际工作状况基本相符。     

拖拉机多路液压输出功率试验台测控技术研究

介绍多路液压输出功率试验台的系统构成、软件设计、特点与创新之处。该试验台的目的在于提供一种分流量区段、计算机系统实现自动加载与实时测试和处理的试验设备,主要测定农业拖拉机与机具连接处的液压动力输出装置上液压压力、流量和最大有效液压输出功率。     

香梨自动包装装置设计

基于香梨自动包装机构的动作流程,以单片机为控制器,合理选用技术参数、预设的控制逻辑,控制步进电机、送纸装置和防撞网套自动上料机构动作,利用香梨自由下落的重力,巧妙实现自动包装。通过数字化建模、运动分析和有限元分析,设计了结构简单、性能稳定的香梨自动包装装置。      

机械取喂苗装置驱动机构的设计与试验

针对半自动移栽机作业过程中人工取投苗劳动强度大、效率低等问题,设计了一种机械取喂苗装置,并根据机械取喂苗装置的设计要求,对装置关键部件进行分析与计算,确定其主要结构参数.借助SolidWorks软件对其进行运动学仿真分析,仿真结果满足设计要求.试制机械取喂苗装置进行试验,结果表明:当取苗速度为80株/min时,其取苗、...     

自主转送式杂粮含水率快速测定仪设计与试验

针对杂粮含水率检测设备不配套和无法快速准确测定多种杂粮含水率的问题,参考国际干燥箱法测定标准,基于TRIZ理论创新设计了一种自主转送式杂粮含水率快速检测装置,实现物料盘在圆柱凸轮轨道上有序可靠的运行,并完成多工位转送机构、自动称量系统和闪烘机构等关键部件的仿真设计与装配验证。应用PLC耦合自主控制技术,实现定量入料、闪烘测量和快速除料3种工序切换,通过精准模块化运算,实时获得准确的杂粮含水率。采用二次正交旋转组合设计的方法,构建表征杂粮含水率检测精度和检测行程时间的协同评价定量模型,优化了闪烘温度、物料粒度和物料质量的参数组合,提升了该装置的运行效能与检测精准性。研究表明,该含水率检测仪的重复性和再现性可靠,检测相对偏差在0.2%以内,测量准确,自动化程度高,可为多样性杂粮含水率快速测定仪的广泛应用提供技术支持。     

柳树插条自动喂入装置取料机构优化设计与试验

针对我国柳树插条半自动扦插作业人工喂入劳动强度大和作业效率低的问题,提出一种实现有序出料、取料和送料功能的柳树插条自动喂入装置,并针对该装置进行取料机构的优化设计与相关试验研究。建立取料机构运动学模型和优化设计模型,应用自主开发的软件分析确定了取料机构参数的取值范围,进而利用Matlab软件的遗传算法工具箱实现取料机构的参数优化;完成取料机构结构设计,进行取料机构虚拟运动仿真验证;研制取料机构样机和柳树插条自动喂入装置试验台,开展取料机构高速摄像试验和柳树插条自动喂入试验,研究取料机构运动特性,检验自动喂入装置的工作性能。在自动喂入效率达到55株/min时,柳树插条喂入成功率约为83%,表明该装置具有应用于柳树插条自动扦插机的可行性。     

拖拉机电液耦合转向试验平台设计与硬件在环试验

针对电液耦合转向方案转向特性尚不明晰、转向数据采集和记录困难等问题,提出一种硬件在环拖拉机电液耦合转向试验平台设计方案。平台参数设计过程主要考虑功率损耗,为了满足电液耦合转向系统的性能要求,进行精度设计与量程设计。通过总体参数设计,得到电动助力、液压助力和阻力加载系统的参数计算模型,并基于AMESim建立电液耦合转向系统的控制与机械模型仿真进行了参数优化。通过基于dSPACE以及PXI的硬件在环控制方案,进行了各类转向工况试验验证,验证结果表明：阻力加载模拟系统能根据不同的地面条件、行驶工况等参数实现动态加载,响应速度和控制精度均能实现田间阻力模拟要求;电液助力转向系统能够产生较好的平滑助力,具有良好的转向路感;控制系统能与各传感器硬件协同配合,使拖拉机电液耦合转向试验平台具有良好的响应特性,能够真实还原拖拉机转向过程。     

日光温室温湿度自动监测预警器的研制

介绍了基于AT89S52单片机的、适用于温室大棚温湿度测量的自动监测预警器的设计原理,包括硬件和软件的设计。装置采用AT89S52单片机作为控制器,使用单总线数字式温度传感器18B20采集干湿球温度,通过计算实时显示温湿度,并能够对超限温度进行设置和报警。该装置在西北农林科技大学园艺场日光温室中应用,结果表明:监测预警灵敏度与准确度符合设计要求,取得了良好的测量效果。