立体仿形红枣修剪装置设计及仿真

针对新疆矮化密植枣园人工修剪作业环境差、劳动强度高及工作效率低等问题,设计了一种立体仿形修剪装置,实现了枣树个体树形的立体分层仿圆柱形修剪。通过对修剪刀具锯切枣枝的理论分析,建立了刀盘切割枣枝过程的运动学模型与力学模型,得到结论为:圆锯片刀盘锯切枣枝时,不发生漏切的理论临界转速为1020r/min;当刀盘直径范围为100～400mm、修剪直径范围为5～17mm时,装置理论锯切功率P为56～1309W。基于多体动力学建立刀盘转速为2000r/min,修剪装置移动速度分别为0.4、0.7、1.0、1.3m/s的4种仿真模型,并进行运动分析。结果表明:当修剪装置移动速度为1.0m/s时,刀盘运动轮廓近似于圆,圆弧曲线拟合决定系数R~2为0.98,拟合度高;刀盘运动过程中,刀刃旋转1圈所需时间为0.03s,刀盘完成1次往复移动所需时间为1.4s,满足修剪装置仿圆柱形修剪要求。本研究为红枣修剪机整机的设计提供了理论依据和技术支撑。     

振孔式播种机仿形机构的研究与设计

论述了农业机械几种典型的仿形机构的工作原理和特点,分析了各种仿形机构所适用机具的类型,确定了振孔式播种机仿形机构各参数设计方法,并对此仿形机构的结构特点进行了介绍。     

4HBL-4型花生联合收获机悬浮式仿形机构的设计

花生联合收获过程中,在地面连续变化时常规的限深轮、限深靴等仿形机构不能对地面变化做出迅速响应,造成在收获过程中出现了因挖掘深度不均匀而导致的漏挖等情况。为此,通过将挖掘铲与限深轮固接,并在弹簧的预紧力作用下,遇到地形突然变化时整个悬浮式限深机构首先做出响应,并在弹簧拉力作用下,调整挖掘铲的入土角度,从而调节挖掘铲入土能力,在短时间内调节挖掘深度;同时,依靠弹簧的拉伸与收缩,挖掘铲绕铰接点转动,并对悬臂梁与挖掘装置进行相对位移变动,保证了挖掘深度的一致性,使得挖掘收获更加平稳。     

果园定向仿形弥雾机的设计

针对传统的轴流式果园弥雾机在果园作业时,喷药量分布不均匀、药液浪费严重的现象,研制了一种履带自走式果园弥雾机。该机以小型汽油机为动力源,利用带轮将动力传递给液泵和离心风机,离心风机吹出的气流通过多口分配器、褶皱管、鸭嘴出风口吹出,对雾滴进行二次雾化,增加了雾滴对冠层的穿透性和药液分布均匀性。同时,该机通过多自由度调节装置可适应不同果树、果树不同生长期、不同树形,以及不同冠层厚度等情形,可定向仿形,减少了药液浪费。     

小型割草压扁机仿形装置设计与仿真

为解决山地丘陵地区苜蓿收获出现的割茬高度不一致等问题,依据苜蓿初花期收获农艺技术要求,设计一种集分草、仿形、割茬调节等功能于一身的多功能挡草板。借助SolidWorks中的Simulation模块对多功能挡草板进行静力学分析,分析结果表明,整个模型应力最大值为159.6 MPa,低于选用材料Q235的屈服强度235 MPa;整个模型最大的变形量1.183 mm,变形部位主要是分草板主板的前端。利用ADAMS软件,模拟仿真多功能挡草板在正弦起伏路面的运动情况,结果表明,多功能挡草板具有良好的仿形功能,能够保证割茬高度一致。     

主动仿形技术研究现状与展望

播深一致性是促进作物增收增产的关键因素。主动仿形技术可以根据播种机作业地形调节播种单体播种深度从而提高播深一致性,因此该技术成为当前播种技术研究的重点。目前,我国播种技术水平较低,特别是主动仿形技术一直远远落后于发达国家的研究水平,制约着我国播种精准化的发展。为此,本文介绍了仿形机构的分类及其优缺点,总结了国内外主动仿形技术发展现状,并针对目前主动仿形技术存在的问题,提出了一种可调节的高精度液压仿形系统,采用滑动调节机构固定液压缸、先导式电磁溢流阀配合高精度角度传感器的解决方案,为后期播种单体主动仿形技术的研究提供参考。     

机械割胶装备切割仿形机构设计与试验

割胶是收获胶乳的重要途径,传统人力割胶技术专业性强且难度大,劳动强度高,近十年,机械采胶装备研发已成为破解产业掣肘的重要方向。为进一步提高割胶机械的割胶质量和工作平稳性,减少机械割胶伤树,按照传统人工割胶方式建立橡胶树割面的割胶轨迹方程,设计一种由导向器、割胶刀体、斜度装配体等部件组成的能够限深限厚的切割仿形机构。分析导向器、割胶刀体、斜度装配体等关键部件在割胶过程中的理论受力,并以手持式自动割胶机为试验本体,对设计的仿形切割机构开展大田割胶试验。结果表明：使用切割仿形机构割胶,更加贴合割面和割线,能够沿割胶轨迹切割出条状树皮,能够进行限深限厚仿形切割,减少伤树,切割平均负载电流稳定在1.0～1.5 A,与传统割胶模式相比,耗皮量比设置的上限值平均降低约10%,割胶深度约增加8%,验证切割仿形机构的设计,满足割胶技术要求。为天然橡胶产业机械化、智能化割胶装备关键切割部件的研发提供参考。     

基于ADAMS的播种机仿形机构运动仿真

仿形机构是播种机的重要工作机构.为此,介绍了利用ADAMS软件建立平行四连杆仿形机构仿真模型的过程,并对前仿形和后仿形运动情况进行了仿真分析.结果表明,运行结果与理论分析一致,对播种机仿形机构的设计具有指导意义.     

自走式青饲料收获机仿形系统设计与试验

针对复杂环境下自走式青饲料收获机地形适应性差和留茬高度难控制等问题,采用两点探测-电液控制的方式,设计了一套适用于自走式青饲料收获机的割台仿形系统,并开展仿形系统相关试验。在阐述系统整体架构及工作原理的基础上,通过理论计算确定了仿形探测机构、横向仿形调节机构等主要关键部件的结构参数。建立静应力分析模型,得出割台与喂入箱体连接处相关力学特征。利用ADAMS仿真软件创建油缸负载特性模型,完成仿形系统的设计与相关优化,确定油缸的最佳作业参数范围。为验证仿形系统的功能,将系统搭载在4QZ-30型自走式青饲料收获机上进行试验,以试验过程中割刀前端距地面高度处于100~150mm内的时间所占总试验时长的比率为试验指标,安排道路模拟试验与仿形样机测试,并利用控制系统实时获取割台高度及响应时间,结果表明：仿形探测机构探测高度信息可靠,线性拟合R2为0.9987;仿形调节电液控制系统的响应时间均值在0.16s内;仿形系统能够在行驶速度0~6km/h下,对坡度0°~6°内的地面进行仿形工作,道路模拟试验过程中,割刀前端距地面高度处于标准范围内的时间所占总试验时长的比率β为90.76%,且3组仿形样机测试合格率分别为86.67%、86.67%、93.33%,提高了自走式青饲料收获机的地形适应能力,降低了留茬高度的控制难度,可为自走式青饲料收获机的仿形技术提供参考。     

果园仿形喷杆施药装置设计与动力学仿真

针对矮砧密植果园山地梯田台面果树外侧冠层常规喷药药液不易穿透等着药难问题,对仿树形果园施药装置进行参数化设计、动力学建模与仿真,并结合场地样机试验,探究药液喷杆作业的稳定性与可靠性。仿真结果表明:果园仿树形喷杆施药装置依树形结构进行喷杆位置参数实时调整,展开状态与果树冠层包络线吻合;药液喷杆折叠状态时的最大应力为3.324MPa,最大变形为0.038m;展开状态时最大应力为6.994MPa,最大变形为0.118m,结构强度满足工作要求。试验结果表明:升降架与喷杆组液压缸伸出时间分别为36s和32s,在误差允许范围内,整个机构升降展开过程流畅,行驶过程结构稳定性良好,满足设计要求。     

茶树重修剪机的设计与试验研究

目前茶树重修剪主要采用背负式盘割灌机,单行茶蓬的横向工作面需经多次修剪才能完成,作业效率较传统纯人工劈砍方式虽有较大提升,但修剪后的茶树蓬面存在整齐度差且切口易出现撕裂、不齐等情况。基于此,设计了一种电动茶树重修剪机,并对其性能进行了田间试验。试验结果表明,机具的撕裂率为4.6%,漏剪率为3.2%,达到茶树蓬面重修剪的农艺要求。     

丘陵地区双向仿形镇压装置设计与试验

针对镇压装置在丘陵地区作业时镇压不均匀、镇压强度不足等问题,借鉴丘陵山地农业机械结构特点,设计了一种能实现双向仿形和镇压强度可调的镇压装置。该装置主要由仿形调节机构、镇压强度调节机构和镇压轮组成。建立了丘陵地形下镇压轮与土壤相互作用模型,对镇压轮进行受力分析,确定镇压轮工作过程,同时对镇压装置进行受力分析,确定弹簧变形量(镇压强度)的合理范围。进行对比试验和田间性能试验,采用L9(34)正交试验,考察镇压轮类型、镇压强度、作业速度对镇压装置作业性能的影响,得到了各因素的主次顺序:镇压轮类型、弹簧变形量(镇压强度)、作业速度,最优组合:橡胶镇压轮、弹簧变形量20 mm、作业速度1 m/s,此时牵引阻力为22.3 N,根冠比为0.271。通过对比试验,证明仿形镇压装置更能保证镇压均匀性。     

基于SolidWorks的浮动仿形机构设计与试验

针对牧草收获过程中集拢成条时花叶损失多、对土地破坏大的问题,设计研制出一种左右对称布置浮动仿形机构的牧草捡拾集条机。利用SolidWorks软件建立了浮动仿形机构的三维模型,通过Motion插件对浮动仿形机构进行运动学模拟仿真,以浮动仿形机构上的浮动弹簧为主要研究对象,获取了浮动弹簧作用力、浮动弹簧位移的变化规律。为考察样机的作业性能指标,对样机进行了田间试验,将样机的相关技术指标进行测定。运动学模拟仿真与田间试验结果表明:浮动仿形机构满足设计要求,可保证整机具备良好的田间通过性,牧草捡拾集条机相关技术指标达到标准及设计任务书要求,工作性能稳定可靠。     

果树施药仿形控制系统的设计

介绍一种能够实现果树仿形施药的机械装置及其控制系统.本设计采用由步进电机驱动的仿形推杆作为执行装置,根据不同树冠大小来对仿形机构在水平和竖直方向进行调节,从而达到仿形施药的目的.控制系统选用SILICON公司C8051F020和C8051F340增强型单片机作为主控芯片,采用主从通讯方式,方便有效地控制了执行机构和喷雾参数.     

全地形果园仿形弥雾机器人的设计

近年来,果园植保机具通过应用现代化技术改善了施药效果,但由于受到果树品种、培育方法和药剂使用等因素的限制,作业效率低下的现象越发显著,基于此,设计了一种高效的果园仿形弥雾机器人.针对果园复杂地形因素,设计了轮履复合式行进结构的全向电动底盘,以实现全地形全方向快速移动和转场;采用仿形风送式喷雾施药系统,在保证施药均匀性的...     

大豆播种机电液仿形机构研究

利用电液控制技术对传统播种机仿形机构进行了革新,采用单独仿形,且对地表的起伏及土质软硬的仿形敏感度亦可独立设定及调校,在仿形运动中能够提供较高的仿形精度,保持动力机稳定负荷的同时,克服了整体仿形或若干前后部件组合仿形时动作提前或滞后所造成的仿形失真问题.该仿形机构可以取代传统的阻力感应方式的机构装置,更加灵敏地感应地面起伏的变化,大大提高种植深度的控制精度.     

手扶自走式青菜头联合收获机设计与试验

针对青菜头机械化收获难、损伤损失大、叶片杂质多的问题,研究设计手扶自走式青菜头联合收获机。该文描述机具的总体设计方案,并对夹叶输送提升装置、独立仿形切根装置、除叶装置等进行设计,确定其关键参数。该机配套动力9.2 kW,可一次性完成4行青菜头的自动导正、拢叶夹持、精准切割、输送提升、除杂收集等作业,具有自适应主动喂入、割台损失少、除杂率高、损伤小等特点,收获效率达0.057 hm~2/h。田间试验结果表明:机具性能稳定,作业顺畅,主要指标为损失率9.96%,破损率19.37%,清洁率90.04%,均达到或超过设计技术指标。该研究为提高青菜头机械化收获水平提供参考,对推动榨菜产业的发展具有重要意义。     

果园仿形喷雾机的电控系统设计与试验

为了提高传统果园喷雾机的智能化程度,实现对靶喷施的效果,设计了果园喷雾机的电控系统。通过建立MatLab仿真模型,对步进电机进行机械特性仿真,研究电机转速与控制系统发射的脉冲频率的内在联系,针对此联系结合HC-SR04超声波传感器的电路特征和步进电机驱动器通信协议,设计了以Arduino单片机为核心的控制系统,实现了喷雾机仿形功能。台架试验结果表明：超声波测量的平均误差率均小于4%,平均响应时间均小于3s,符合田间作业需求,与传统作业方式相比,雾滴分布更加均匀,优化了喷雾机作业效果,节约了药量。     

手扶机动插秧机液压仿形系统

阐述了手扶机动插秧机液压仿形系统的功能、特点、设计依据、动态分析、数字仿真及评价指标。系统主要功能是控制机架摆动范围，主要特点是在尽可能节能情况下，考虑支承缓冲及非线性流量增益。用相对运动合成观点建立控制系统数学模型，牵连运动惯性力作为干扰影响动态过程，在数字仿真中作为多输入量之一，一并考虑。