高空便携式山核桃拍打采摘机设计

针对当前我国山核桃采摘过程作业难、机械化程度低及存在安全隐患的现状,设计研制了一款适用于复杂地形车辆无法进入的山高、坡陡的多功能高空便携式山核桃采摘设备。为此,阐述了采摘机的总体结构设计方案,给出了采摘伸缩杆、采打机构等关键部件的设计过程,并利用abaqus软件对采摘杆进行有限元模态分析,获得了该系统的前6阶的固有频率及各阶振型图。研究结果表明:系统的1~2阶(54.1~55.2 Hz)模态主要表现为采摘杆整体平动;3~6阶(107.3~184.3Hz)模态表现为采摘杆各部位沿各个方向的振颤及扭转振动,上述系统模态属性,可为系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。     

高空水果采摘器机构设计与Adams仿真

随着生活水平的不断提高,人们对各类水果需求量日益增长。我国是农业大国,水果产量和销量都位居世界首位。我国柑橘类高空水果种植多以家庭为单位的小面积种植为主,柑橘果园没有标准化的布局,难以采用大型采摘设备进行作业。本文针对柑橘类水果果形特点和高空采摘的难度大、效率低、危险系数高等问题,设计了一款适用于高空水果采摘的装置。该装置具备电动伸缩、高处裁剪、输送收纳和转运功能,能够辅助果农在树下采摘树上的水果,特别是高处的水果,避免登高作业的潜在风险。本文借助Adams软件对其关键零部件进行运动学分析,通过solidworks软件构建模型,载入adams运动仿真软件,加载材料属性、连接参数、载荷信息并进行仿真设置,最终生成运动仿真结果。通过与物理样机对比进行实地试验,结果表明：该高空采摘装置具有优良的工作性能。     

便携式油茶果分层采摘装置设计与试验

目前，油茶果采摘基本靠人工，采摘效率低，采摘成本高。为提高油茶果采摘效率，设计了一种便携式油茶果分层采摘装置。工作时，与油茶果、花苞长轴方向夹角为0°、30°、60°、90°方向分别施加拉力，油茶果和花苞的拉断力随着角度的增大而减小，且呈一定的线性关系，同方向的油茶花苞拉断力小于油茶果拉断力。采用ADAMS软件仿真分析了平行胶辊速度、平行胶辊间距和平行胶辊直径对油茶果脱落过程的影响规律，结果表明：油茶果受到的冲击力随平行胶辊速度和平行胶辊直径的增加而增加，随平行胶辊间距的增加而减少。采摘试验结果表明：当平行胶辊间距为21mm、胶辊直径为30mm时，油茶果采摘效率为42kg/h,为人工采摘的3倍左右。研究结果可为便携式油茶果采摘装置的研发提供参考。     

智能芒果高空采摘车的有限元仿真设计与试验

针对芒果果形的特点及广西等地芒果高空采摘强度大、效率低的问题,设计出一种智能芒果高空采摘车。主要分析了采摘车的机械结构,采用人工辅助定位的方法,借助电动机实现采摘车的提升旋转与夹持动作,不需要人力驱动,果农使用更加省力。同时,着重介绍其关键部件的力学性能,通过有限元分析软件Ansys Workbench对其关键部件进行有限元分析,观察其生成的应力及应变云图,并通过Ansys计算其最大和最小安全系数,来验证智能芒果高空采摘车的关键部件满足刚度和强度要求。制作出物理样机,进行实地试验,结果表明:智能芒果高空采摘车具有优良的工作性能和稳定性,能够解决果农在芒果采摘旺季对芒果采摘机械的需求。     

云南山地核桃振动采摘机的设计与试验研究

为了解决云南省山地核桃收获机械化作业率低、人工劳动强度大、采摘成本高的问题,通过对云南山地核桃物理特性进行分析,设计了一种新型山地核桃振动采摘机。通过理论分析设计了核桃采摘机的关键部件,建立了三维模型,并运用ADAMS对采摘机构进行仿真。运用ANSYS Workbench对核桃收获过程进行模拟分析,结合正交试验确定了采摘机的最优工作参数,为采摘机设计提供了理论基础,并以此为设计参数进行样机试制,进行了田间试验。仿真结果表明：核桃采摘机在汽油机转速为2500r/min(即振动频率为20Hz)时,树体伤害最小。根据正交试验可知：汽油机转速为2480r/min、夹持位置为1038mm、连杆长度为55mm时,性能最优。田间试验表明：仿真试验结果正确,核桃采摘机采摘率为85.58%,满足核桃采摘需求,且对核桃树枝几乎没有损伤。     

便携式真空吸附采茶机设计与试验

中国茶叶多数产区存在着地形复杂、不适合大中型机械作业的问题.为此,研发了一种便携式真空吸附采茶机,不仅能提高采茶效率、降低劳动成本,还能减轻劳动强度.以茶园实地采摘试验,优化了茶叶切割器的最优参数值,实现茶叶切割达到最佳的预期效果;以真空吸附为研究重点,用已建立的三维模型通过网格划分软件的布尔减运算得到了区域模型,再用...     

便携式棉花采摘机械手结构参数优化研究

我国作为棉花种植的大国,各地区棉花的采摘存在较大的差异,导致棉花采摘的成本增高,效率低下。在对新疆棉花采摘过程所面临的问题进行研究,结合当地采摘要求,对便携式棉花采摘机械手进行优化设计。在给定的约束空间下,综合考虑自由度、作业区域、作业效率、机械手长度及转角等多方面因素后,构建采摘机械手范围的函数模型,利用MATLAB工具箱对模型进行优化计算,求解采摘机械手的结构参数。优化后的结果为:大臂长L_4=380 mm,小臂长L_5=420 mm,大小臂的范围角分别为:θ_(4max)=134°和θ_(5max)=116°,优化后的采摘机械手操作简便,具有高自由度,能够灵活作业,可同时采摘四行棉花且避免重复作业,效率大幅提高,并且能达到97.5%的落地棉率。同时,便携式采棉机械手价格较低,可被大部分种植农户接受,具于广阔的应用空间。     

自走式烟叶采摘机采摘机构的设计与试验

烟叶采摘机一直受到烟叶破损率高问题的掣肘，从而影响烟农的经济效益，如何降低烟叶的破损率是目前烟叶采摘车的发展方向。为此，结合以前的烟叶采摘车，设计一种烟叶采摘机构，旨在降低烟叶的破损率，提高烟农的经济效益。所设计的采摘机构由采摘刀、传送辊、隔叶板及导流板等组成，采摘刀和传送辊均由橡胶材料制成，传送辊由橡胶辊和光轴组成，隔叶板和导流板均由钢板制作而成。通过对采摘刀和传送辊进行力学分析，得到了烟株不被采摘刀蹭倒和烟叶在传送辊不打滑的临界条件，为降低烟叶的破损率提供了理论依据。三因素(采摘刀的转速、采摘车的行驶速度、烟株的株距)正交旋转试验表明：采摘刀的转速为240～260r/min、采摘车的行驶速度为1.38～1.42km/h、株距为570～590mm时，烟叶的破损率符合大纲要求。试验结果表明：影响烟叶破损率因素的主次顺序为采摘刀的转速>采摘车的行驶速度>烟株的株距，在烟株的株距为579mm、采摘刀的转速为246r/min、烟叶采摘车的行驶速度为1.4km/h时，烟叶的破损率为9.36%,达到了预期要求。     

高丛蓝莓采摘机采摘系统设计与试验

为提高我国蓝莓果实采摘效率,设计了一种高丛蓝莓采摘机。分析了采摘机设计要求与工作原理,估算了蓝莓树枝采摘频率和采摘惯性力。按照确定的设计要求,采用给定行程速比法设计了铰链四杆机构,运用图解法设计了双摇杆机构,并加工制造了采摘系统。为评价采摘系统果实采摘质量和机采与人采效率比,进行了蓝莓采摘试验。试验结果表明,机器采摘效率为829 g/min,是人工采摘效率的12.67倍;采摘果实破损率为8.3%,采净率为96.9%,未成熟果实脱落率为9.7%,该采摘机采摘蓝莓果实的质量和效率较高。     

花椒采摘机设计

为提高花椒采摘效率、降低成品成本、保护果农安全,依靠HSV色彩红外识别和小波变换的方式,对成熟花椒果实的颜色形状特征和其成簇结实的特性,设计出一款自动识别花椒采摘机。采摘机主要包括视觉识别部分、机械臂运动部分、果实储存部分和车身带动部分。通过动力学仿真,使各部分相互配合,实现花椒果实视觉识别和定位采摘。此机械基本实现花椒果实的自动采摘,对提高花椒采摘效率、降低成本起到一定的促进作用。     

手推式核桃捡拾机设计与试验

针对落地核桃采收不及时影响核桃品质、核桃捡拾劳动强度大和人员成本高等问题,设计了一种手推式核桃捡拾装置,介绍了其基本结构、工作原理、技术参数及性能特点。开展捡拾试验,试验结果表明设备性能可靠,各项性能指标均可达到设计要求。手推式核桃捡拾机可减轻劳动强度,有利于提高核桃收获机械化水平。      

便携式采茶机切割器运动仿真与试验

利用ADAMS软件对双动割刀往复式切割器进行运动仿真研究,依据仿真结果,应用响应面法对一次切割率、重割率和漏割率进行分析,确定齿距20mm、齿高19mm、刀机速比1.05为最优组合。此时,一次切割率、重割率和漏割率分别为76.45%、21.34%和2.50%。利用双动割刀往复式切割器进行田间试验,并与仿真结果进行对比分析。结果表明,一次切割率实测值与模拟值绝对误差小于6%,漏割率实测值与模拟值绝对误差小于2%。此方法可为便携式采茶机切割器的参数优化提供理论依据     

挤压式核桃破壳机的正交试验研究

为了研究自制挤压式核桃破壳机的最优工作参数,选用含水率、弹簧刚度、挤压行程3个因素进行正交试验,并且进行了验证试验。通过试验,确定了挤压式核桃破壳机的最佳工作条件为含水率23%、弹簧刚度1 3.1 N/mm、挤压行程1 0 mm,在最优条件下的验证结果综合评价值为2.7 3左右。     

液压驱动式油茶果采摘机设计与试验

为提高电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器的采摘效率,设计了一种液压驱动式油茶果采摘机。通过分析油茶果与胶辊相互作用力的影响因素,确定了采摘机的主要工作参数。仿真分析了不同工作参数对油茶果与胶辊相互作用力的影响规律,并以上下组胶辊间距、旋转架转速、胶辊直径为影响因素,以油茶果采摘率和花苞损伤率为评价指标,在江西省林科院和江西农业大学分别进行了室外、室内采摘试验。结果表明,影响采摘率的因素由大到小依次是上下组胶辊间距、旋转架转速和胶辊直径;影响花苞损伤率的因素由大到小依次是胶辊直径、上下组胶辊间距和旋转架转速。结合室内、室外试验,运用综合评分法得出油茶果采摘率较高且花苞损伤率较小的最佳参数组合为:上下组胶辊间距15 mm、旋转架转速55 r/min、胶辊直径30 mm。与电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器相比,液压驱动式油茶果采摘机旋转架转速提高了83. 33%,采摘效率明显提高,其平均采摘效率为210个/min。     

基于无人机平台的气振式核桃采收机设计与试验

针对云南山地种植的深纹核桃树体高大造成现有机械难于采收,而人工爬树用竹竿击打采收成本高且伤亡大的问题,提出了搭载无人机的气振式核桃采收原理及方法,基于深纹核桃成熟果实的果柄连接强度的测试与分析结果,进行了核桃脱落的气振流动仿真分析,设计了搭载于六旋翼农业植保无人机上的气振式核桃采收机,分析了气振式核桃采收机在发射气振时的反冲稳定性,实施了气振式核桃采收机搭载无人机进行采收的试验验证,按效率优先和采净率优先两种采收模式,对气振式核桃采收机的采收效率和采净率做了预测分析。研究结果表明,核桃成熟度为80%、90%和100%时,使核桃果柄断裂实现落果的气振临界流速分别为77.5、69.0、58.5m/s;气舱容积为20L且气压为1MPa时,气振式核桃采收机的气动喷口至核桃挂果位置的最佳距离为0.5m,单次气振流动采收的最大有效面积的仿真值和试验值分别约为0.09m2和0.10m2,最大有效采收面积随着到气动喷口距离增大而减小。     

核桃分选机的研究现状

核桃分级技术是其产业化过程中进行流通、贮藏保鲜及深加工和提高农产品附加值的关键技术之一。为此,针对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核桃分级机以及各自的结构和特点。结果表明:机械式核桃分级机在一段时间内还有很大的市场,随着核桃分级技术的发展,基于机器视觉的红枣分级机在特定的使用对象方面取代原有的机械式核桃分级机是必然趋势。     

凸轮摇杆双向挤压核桃破壳装置设计与试验

针对当前核桃破壳装置自定位结构复杂,破壳行程无法控制,脱壳率低,核仁损伤率高的技术问题,通过对核桃失稳破壳、裂纹扩展临界条件及破壳位移分析,基于定间隙单果挤压破壳原理,设计了一种凸轮摇杆双向挤压核桃破壳装置.进行了双螺杆定量喂料、凸轮摇杆双向挤压破壳机构、挤压/落料U形块结构、凸轮机构运动角及位移、摇杆位移方程以及凸轮...     

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。