基于三维扫描的水平式采棉机采摘头结构分析

【目的】为解决采棉机采棉头核心部件摘锭易磨损、易折断,与进口摘锭性能相差较大的工程实际问题.【方法】选取迪尔公司摘锭作为研究对象,利用三维扫描反求工程进行进口摘锭的原型重构,经扫描得到进口摘锭原始点云数据后,利用Geomagic软件对数据进行处理并利用Geomagic Qualify进行产品质量分析.【结果】国产摘锭和进口摘锭在钩齿、端部及锥齿轮部位存在较大的尺寸偏差,其中,进口摘锭锥齿轮齿根厚度大、全齿高较高;国产摘锭整体长度较进口摘锭约长1.8mm,从而在其端部产生较大的挠度、在根部产生较大弯矩.【结论】理论分析与数值结果为国产摘锭优化设计提供了新的思路和方向,可以有效促进高性能摘锭国产化.     

采棉机摘锭的采摘力学分析及仿真

采棉机摘锭性能直接影响到采棉机田间作业的使用效率和经济性,结合摘锭在采摘过程中的工作状态,将摘锭简化为一悬臂梁进行力学分析,采用Solidworks软件建立了摘锭的三维实体模型,并对摘锭在脱棉过程中受到的弯曲和扭转变形基于Solidworks/SimulationXpress进行有限元分析,呈现了摘锭在此过程的应力、应变和位移分布,数值结果表明摘锭在外部环境变化引起载荷突变作用在其头部时,摘锭杆身变形较大,危险截面约在8-11个齿处,其结果为采棉机摘锭的结构设计提供参考。     

基于ADAMS的水平摘锭式采棉机采棉滚筒运动仿真分析

采棉滚筒是水平摘锭式采棉机的核心工作部件,其工作的可靠性直接影响着采棉机的采摘质量和业效率.以约翰·迪尔7760型采棉机为例,介绍了采棉滚筒的结构及工作原理,利用ADAMS软件建立了采棉滚筒的三维模型并进行运动仿真,分析了运动规律,为采棉滚筒的设计和研究提供了理论依据和参考.     

不同型号采棉机对棉花采摘质量的影响

[目的]为用户购买、使用采棉机以及采棉机手提供指导和帮助.[方法]在作业速度、种植模式、棉花品种相同的条件下,采用不同机型采棉机进行棉花机械采收作业,研究其采净率与籽棉含杂率之间关系,为棉花机械化收获技术推广应用提供参考.[结果]在采净率提高时,凯斯CPX620采棉机、凯斯635打包一体采棉机、贵航4MZ-5型采棉机的含杂率都随之上升,而且上升幅度较大.当作业速度3 km/h时,3种采棉机的采净率为:94.61％、94.0％、94.5％,含杂率为:19.12％、13.84％、16.96％;当作业速度4 km/h时,3种采棉机的采净率为:94.9％、94.22％、94.44％,含杂率为:18.47％、14.75％、18.17％.[结论]3种型号的采棉机的采棉效果比较差异不大.     

柔性垂直摘锭结构与动力稳定性分析

为了诊断垂直摘锭在运作中由于振动与冲击所产生的变形与失效问题,以及由此产生的棉花掉落、整体噪音大等问题,首先介绍新型垂直摘锭式采棉机的工作原理以及结构特点;接着利用NX、ANSYS等软件对新型采棉机关键部件——柔性垂直摘锭,建立三维模型并获取合理有限元模型,对其进行单独与耦合模态分析。通过研究发现:摘锭轴和摘锭耦合前,柔性摘锭由于材料特性稳定较低,其前4阶固有频率都落在正常工作频率(0～16.7 Hz)之内,耦合之后外力较少的情况下摘锭内表面与摘锭轴1/4外表面接触并且其频率与振型和柔性摘锭单独分析的情况大致相同,而随着同时接触的面数量增多(最多4面),转子稳定性明显提高了,即与前者同一阶固有频率相比,第1、第3、第5阶固有频率比前者分别提高到约38.66倍、37.98倍、45.05倍,但是由于这种情况下柔性摘锭受到的外力和冲击力较大,柔性摘锭出于紧缩或膨胀的状态很容易出现折断或变形。     

摆动式林果采摘头设计与分析

随着我国林果种植的规范化与规模化,林果的机械化采收成为广大果农热点关注的问题。针对这一现状,设计了一种适用于林果采收的摆动式林果采摘头。介绍了摆动式林果采摘头的工作原理及其结构设计,开展了动力学分析工作,并对该采摘头进行了动力选型。     

垂直摘锭结构参数优化设计与有限元分析

摘锭是采棉机在作业过程中与棉花和棉株直接接触的承载零件之一,外载荷引起的摘锭变形和折断等失效现象对采棉机采摘率有巨大的影响。对垂直摘锭结构进行理论受力分析,确定钩齿角度和摘锭内孔直径有效变化范围,建立16种参数组合模型,并利用有限元法对其结构进行静态和模态分析。静力学分析结果表明,不同钩齿角度间摘锭结构最大应力和变形量差异不明显,而随着内孔直径的增加,摘锭结构最大应力和变形量明显增大,其中最大应力在5.529 0～7.894 3 MPa之间,主要分布在钩齿齿根部位,变形量为0.008 1～0.009 1 mm,主要出现在摘锭的下半部;模态分析结果表明,摘锭结构的固有频率从第1阶开始均在400 Hz以上,避开了原动轴、滚筒轴以及自身的正常工作频率范围;通过对比分析应力、变形量,确定垂直摘锭内孔直径为16 mm的参数组合(16 mm-60°、16 mm-65°、16 mm-70°、16 mm-75°)较合理。结果可为采棉机关键零部件国产化、提高其工作效率和动力稳定性提供理论依据。     

棉花机械采收质量影响因素分析

【目的】探求采棉机作业速度、棉花脱叶率及种植模式对机械化采摘质量的影响程度及关系.【方法】采用L9(34)正交试验设计,对各因素的参数进行了优化研究.【结果】作业速度对采净率、含杂率和综合评分影响显著;脱叶率对含杂率影响极显著,对采净率和综合评分影响显著;种植模式对含杂率影响显著,对采净率和综合评分影响不显著.各因素对采摘质量影响程度为:作业速度脱叶率种植模式.【结论】在作业速度为4.5km/h,脱叶率为93.7%,种植模式为(660+100)mm的条件下,采棉机采净率可达到95%,含杂率达11%,综合评分78.5.     

采摘次数对辣椒干产量和质量的影响

以遵义朝天小辣椒为供试材料,研究了不同采摘次数对辣椒干产量、外观质量和效益的影响.结果表明:全期采果次数超过3次后,能显著促进辣椒植株发芽、抽枝、开花和结果能力,极显著提高辣椒干的外观品质和商品性.采果次数4～6次的产量比1～3次的高27.69%～102.49%,纯收入提高55.30%～317.25%.     

休闲采摘园农产品质量安全管理规范

笔者针对休闲采摘园的农产品质量安全管理问题,提出了主体要件、生产环境、园区建设、农业投入品及生产过程管控、开(休、闭)园要件、采摘管理、产品检测、风险预警与舆情研判等配套的管理规范.     

滚筒梳剪式荔枝采摘部件的设计与优化

【目的】设计一种滚筒梳剪式荔枝采摘试验装置,并优化采摘部件的结构.【方法】以齿形板数量、齿形板折弯角度、刀片数量和滚筒转速作为影响因素,以生产率、摘净率和破损率为采摘指标,开展四因素三水平的正交试验.【结果和结论】试验结果表明:齿形板数量为4、齿形板折弯角度为120°、刀片数量为13、滚筒转速为44 r·min-1时为最优组合,此组合的采摘试验装置生产率为2.604 kg·min-1.研究结果可为荔枝采摘机械的设计与开发提供参考.     

基于咬合型末端执行器的柑橘采摘机器人采摘姿态研究

针对采摘机器人视觉系统在复杂自然环境中无法准确提供柑橘果实生长姿态,进而导致采摘成功率下降的问题,基于柑橘采摘机器人咬合型末端执行器提出了一种最佳采摘姿态确定方法。该方法依据末端执行器构型参数,建立其采摘姿态对果实中心位置影响的性能评价函数,并使用该函数计算得到执行器最佳采摘姿态。通过搭建采摘实验平台和设计采摘实验,对计算出的最佳采摘姿态进行验证。实验结果表明,与一般的水平采摘姿态相比,采用最佳采摘姿态评价方法优化后的采摘姿态,在进行柑橘采摘时采摘成功率提高26.32%。     

基于ADAMS/View的偏牵引梳齿式采棉机侧向稳定性分析

[目的]研究偏牵引梳齿式采棉机的侧向稳定性,验证工作时是否会发生侧向滑移以及工作的稳定性.[方法]应用Solidworks对梳齿式采棉机进行三维实体建模,并导入ADAMS/View软件.利用ADAMS专用模块构建轮胎、路面约束,并施加相关驱动、约束和力,建立完整的动力学模型,通过运动仿真观察采棉机作业时位移变化曲线,判断是否能稳定工作.[结果]梳齿式采棉机工作状态下,采摘台和拖拉机没有发生侧滑,均沿着直线前行.[结论]梳齿式采棉机在拖拉机牵引下作业,偏牵引角小于摩擦角,整机满足偏牵引稳定性条件.     

不同采摘时期对金盏花产量与质量性状的影响

不同采摘时期对金盏花产量和质量的影响试验结果表明,在河西地区金盏花在开花后每隔12d采摘1次．可以获得较高的产量,且鲜花色素含量也最高。     

4MZ -3000型梳齿式采棉机梳齿部件的结构分析

[目的]为优化梳齿式采棉机梳齿部件结构设计并确定其关键部件的参数.[方法]在分析采摘部件结构及工作原理的基础上,建立采摘部件工作参数之间的数学模型,并利用ANSYS软件对梳齿部件进行结构分析.[结果]梳齿部件最大应力为158.57 MPa,小于材料的许用应力值.[结论]可以对在三维软件建立的物理模型的合理性进行判断,及时修正设计中的缺陷,为更好地设计其结构和材料选择提供了理论参考.     

基于Pro/E的采棉机清杂滚筒的分析设计

针对统收式采棉机含杂率高这一现实,借鉴河北邯郸棉机和山东天鹅棉机将刺钉滚设计为机械铆结锥度球冠型刺钉的12棱柱结构的改进思路,提出一种应用于棉杂分离的机载6棱柱滚筒式清杂系统的研究方法,包含主要零部件的组成、工作原理及其设计。利用Pro/ENGINEER 软件对清杂系统主要部件进行三维实体建模和虚拟装配,采用六棱柱式刺钉滚筒和格条栅相结合的机械清杂方法,通过田间试验,可有效去除籽棉中掺杂的泥土、碎石、碎棉叶和不孕籽以及其他大杂物（青桃、棉杆、铃壳和碎铁片等）,提高机采棉的质量袁并能减小棉纤维的损伤。     

番茄采摘机械手的运动学分析

番茄采摘机械手是具有模仿人手采摘果实功能,完成采摘作业的自动化设备,在农业生产中具有广阔的应用前景。本文主要设计了由曲柄滑块机构驱动的机械手臂与滑块摇杆机构驱动机械手实现采摘动作,并对机械手臂的曲柄滑块机构进行MATLAB/SIMULINK运动学分析,为番茄采摘机械手的机构设计与工作性能评价提供理论依据。     

摇杆式桑叶采摘机采摘装置的有限元分析

旨在运用有限元分析软件建立摇杆式桑叶采摘机采摘装置的三维模型,从不同材料、刀具支撑杆的不同长度、刀具支撑杆的不同横截面形状等3个方面对采摘装置进行有限元分析,获取最危险工况下采摘装置受力的应力云图。结果表明,采摘装置选用普通碳钢材料的挠度值小于铝合金材料;刀具支撑杆的挠度值、应力值皆与刀具支撑杆长度间存在正相关关系;当圆形截面刀具支撑杆横截面面积与矩形截面刀具支撑杆横截面面积相同,且2种刀具支撑杆的长度也相同时,圆形横截面刀具支撑杆的挠度值与应力值皆小于矩形横截面刀具支撑杆。结合实际的生产条件,最终确定采摘装置材料选用普通碳钢,刀具支撑杆横截面形状采用圆形结构,刀具支撑杆长度定为325 mm,以期为今后制作桑叶采摘机物理样机提供理论依据。     

基于TRIZ理论的蓝莓采摘机器人设计

介绍了发明问题解决理论(TRIZ)的一些基本原理及应用方法.对其中40个发明原理、冲突解决矩阵、物质-场分析进行说明,并应用到蓝莓采摘机器人进行的具体设计研究.提出了蓝莓采摘机器人的总体设计方案,着重对末端执行器和机械手自由度、手腕、手臂的运动形式进行分析设计.