机电一体荔枝采收机的设计与制造

以快捷、实用、高效地完成荔枝采摘为研究目的,设计了一种机电一体荔枝采收机。该装置可以综合荔枝收获过程中的夹持、采摘和传送操作,全程由电机操控,符合机电一体的理念。为了研究其具体性能,通过运动学和动力学分析,利用UG建模软件进行装置的三维模型建立,再通过MatLab和ADAMS仿真软件分析其运动性能。试验结果表明:装置工作稳定,性能可靠,提高了荔枝采收的工作效率。     

对辊式红花采收实验台的设计与研究

为满足红花收获机械的发展要求,在消化吸收我国现有的红花收获机及对辊式收获技术的基础上,创新设计了对辊式红花收获试验台。以采摘机采摘头为对象,通过对采摘头工作原理及参数的分析,确定了该试验装置的基本结构参数,试制了该对辊式红花收获验台。整机包括支撑滑动机构和调整机构,重点对间隙调整机构进行了设计,利用该装置可以完成对辊间隙、胶辊直径和胶辊转速的调节,并以此为影响因素,对采净率、破碎率等评价指标进行分析及优化,旨在为辊式采收机具的设计提供参考依据。该装置为红花采收机的研制及采收性能的分析提供了实验测试平台,对实验台关键受力部位进行了受力分析,并对实验流程提出了合理建议。经验证,该采收实验装置工作性能稳定,对采收机采摘头的设计具有实际指导意义。     

机电一体立式夹持菠萝采收装置的有限元仿真与设计

针对菠萝人工采收效率低、劳动强度大等问题,设计了一种机电一体立式夹持菠萝采收装置。通过ANSYS workbench对该机器进行有限元分析,对重要的受力部位进行静力学分析,用以验证辅助人工采收菠萝的可行性,从而解决人工采收固有的劳动强度大、易伤手等问题。静力学分析结果表明:该装置的连杆式夹持机构与锥齿轮折断机构在理论上满足强度和刚度需求。制造实物样机,通过实践检验理论结果,结果表明:该装置满足实际生产中的强度与刚度需求。     

牵引式果园采摘作业平台果实输送系统的研究设计

为实现矮砧密植化苹果园采收环节机械化作业,设计一种基于人工采摘的"双侧、三高度、六工位"采摘平台,并实现对苹果自动输送和装箱。对采摘作业平台的果实输送系统进行设计,其设计充分考虑果实机械损伤理论,利用三级传送装置实现苹果从采摘工位到果箱的传送过程,对各级传送装置的空间布置、结构尺寸和工作原理进行细致而全面的设计与分析。样机试验结果表明:模拟实际采收条件下,传送带速度小于0.2m/s时,果实损伤率不超过10%,每小时的最大采摘量为9 400个,满足设计和实际作业要求。     

梳排振动式荔枝采摘机的设计与试验

为提高荔枝的机械化采摘效率,设计了一种梳排振动式荔枝采摘机。利用EDEM软件对采摘机采摘部件建立仿真模型,选取不同梳摆频率(10、20、30Hz)进行仿真试验研究,结果表明:在梳摆频率为30Hz时,荔枝果实的平均压缩力峰值达到了89.62N,采摘机的适宜梳摆频率应小于30Hz。通过试验分析梳打频率、梳棒间距和梳棒重合度对荔枝采摘效率和破损率的影响,测得最优参数组合(梳摆频率为19Hz,梳棒间距为100mm,梳棒重合度为60%)条件下的采摘效率为1.94kg/min,破损率为3.14%。对比分析振动采摘和手工采摘的采后品质发现:机械采摘和人工采摘两种采摘方式的荔枝色差值、可溶性固形物含量和可滴定酸含量在10天的贮藏期内无显著性差异,说明振动采摘未对荔枝果实品质产生不良影响。本研究可为荔枝采收机械的设计与优化提供参考。     

振动式枸杞采摘机设计

针对目前我国枸杞采摘的效率低下、劳动力需求大等问题,设计一种振动式枸杞采摘机。整机由振动采摘装置、收集装置和输送装置等关键部件组成,振动采摘装置采用曲柄滑块机构作为激振源。通过对枸杞植株的模态分析,结合曲柄滑块机构的运动分析,确定适宜的振动频率为20Hz,振幅为50mm。此工作参数下,枸杞采摘机的振动加速度,使枸杞熟果产生的惯性力大于果柄连接力,青果产生的惯性力小于果柄连接力,满足采摘要求。研究可为枸杞果实的机械化采收提供一定参考。     

连杆自锁式花生拔采机的设计与有限元分析

设计了一种连杆自锁式花生拔采机,可实现花生机械化拔起采摘的功能。通过对个体农户人工采摘花生现状的分析,给出了花生拔起动作和采摘工艺流程,设计出一种适合大面积花生拔起采摘机,利用UG建立三维模型导入ADAMS和MATLAB进行仿真,并利用ANAYS进行有限元分析,最后进行研制。该拔起采摘机可以高效完成花生拔起采摘动作,关键部件满足强度和刚度要求,并能适应花生在播种过程中存在的直线误差问题,实现了多自由度的拔采,对提高大面积花生采摘效率、减少劳动强度具有重要意义。     

钙果梳刷采摘仿真分析与试验

钙果成熟期,挂果枝条倒伏率达80%以上,机械化采收困难。为解决枝条倒伏问题,提出梳刷式钙果田间采收方案,梳刷采摘装置主要包括梳刷部件与运动机构两部分。梳刷部件贴近地面,将倒伏枝条扶起,并将枝条喂入梳齿间隙。梳齿间隙宽度介于果实直径与枝条直径之间,果实随部件上升,同时与枝条分离。设计了梳刷部件采收过程所需的机械机构,并对机构进行动力学仿真及有限元分析,完成机构强度校核。试验表明:梳齿间隙设定为10 mm,可以使梳刷部件同时满足枝条喂入和果实分离;试验样机采收率为80.6%;梳刷部件采摘率＞95%,破损率＜1%;采收装置的采摘率与梳刷部件运动轨迹相关。      

桑叶采摘机桑枝间歇拨动装置的建模及仿真分析

针对摇杆式桑叶采摘机中桑枝拨动与桑叶采摘之间的时间协调匹配要求,选用圆柱分度凸轮机构作为间歇拨动装置,通过间歇拨动装置和桑叶采摘装置的协调配合,使桑枝能够及时进入圆环刀具口所在位置,保证桑叶的顺利采摘。采用空间包络曲面共轭原理建立了圆柱分度凸轮的数学模型,然后使用Pro/E三维软件的参数化建模功能进行三维设计和建模,结合在摇杆式桑叶采摘机设计中的相关结构参数建立了圆柱分度凸轮机构的虚拟样机模型,通过干涉分析验证了该机构设计的合理性,并将模型转换格式导入ADAMS软件中对其进行动力学仿真。仿真结果表明:该机构模型建立正确,各运动性能较稳定,满足了在桑叶采摘机中的实际应用价值,对该机构的优化设计、加工和安装起到了一定的指导作用。     

基于TRIZ理论的红花丝盲采装置设计与试验

针对红花花球分布层次不齐造成机械采收效率低等问题,设计一种红花丝盲采装置。通过分析人工手采摘红花丝的过程,利用TRIZ理论,建立红花丝采摘的物质-场模型,得出红花丝最佳采摘方案为利用采摘齿与红花丝碰撞的盲采。采用凸轮机构作为红花丝采摘的驱动机构,利用TRIZ理论的冲突矩阵对应的发明原理,对凸轮机构的结构进行改进,使凸轮机构完成红花丝的夹紧与拉拔两个驱动。设计了一种新的弧形采摘齿,解决了红花丝漏采难题。利用Creo软件建立红花丝盲采装置的三维模型,并研制样机进行试验,试验结果表明,当该装置前进速度为0.5 m/s,采摘齿转速大于6 r/s时,红花丝的采摘效果最佳,采净率约为90%。     

梳夹式红花采收装置集花机构优化与整机性能试验

针对研制的梳夹式红花采收装置存在采摘后的花丝掉落严重,导致花丝采集效率低的问题,提出一种新型的气吹-气吸组合式集花机构。该机构利用正压气流吹动粘附花丝脱离采摘头,同时结合梳夹装置前端安装的采摘头护罩,利用负压气流收集采摘后的花丝并防止花丝掉落。通过分析花丝在正压气流中受力情况,优化了集花机构的关键结构及工作参数。为验证整机性能,以含水率≥44.5%的新疆裕民红花为对象,对集花机构优化后的梳夹式红花采收装置进行了田间试验。试验结果表明：优化后的红花采收装置花丝采净率提升至81.74%,花丝掉落率降低至2.31%,相较于优化前采净率提高了4.47%,掉落率降低了0.31%,减少了花丝损失,整机性能得到提升,可为红花机械化高效低损采收提供参考。     

基于PRO/E的新型棉花采摘机的设计

结合常德市棉花采摘情况,设计了一种新型的棉花采摘机。对棉花采摘机的采摘头、吸棉管、储棉桶和减压装置进行了设计,采用Pro/E软件对其模型进行了建立,并对其材料进行了强度校核。结果表明,满足强度要求,设计方案基本可行。     

核桃机械化采收装置研究现状分析

随着我国核桃种植面积的不断增加,核桃采收问题日渐凸显,研制核桃采收机械势在必行。为此,分析了核桃机械化采摘装置、采摘收集装置的结构及特点,并根据新疆核桃机械化采摘技术要求,确定了基于振动原理的采摘装置适合新疆核桃机械化采摘。同时,对新疆核桃机械化采收装置的发展趋势进行了展望。     

梳夹式红花采收机液压系统设计

针对目前红花的采收效率低下,主要依靠人工采摘等问题,设计一种梳夹式红花采收机;结合红花植株高低不同和地形变化,设计一种可实现驱动红花采摘头工作以及可以随时根据地理环境调整红花采摘头转速的液压系统;采摘头转速范围为60～150 r/min,并可以根据植株的高低对采摘装置进行升降调节。通过工况分析和理论计算,对红花采收机液压系统主要元件进行选型,确定液压缸内径为80 mm,活塞杆直径为56 mm,选行程为350 mm。根据系统需求确定液压泵排量为45 mL/r。通过对液压系统的性能验算,可知液压系统压力损失为0.39 MPa,满足系统设计要求,通过对梳夹式红花采收机液压驱动系统仿真分析,仿真结果表明液压马达扭矩为515 N·m,与理论计算值509 N·m大小基本相符,满足采收机对动力的要求。为梳夹式红花采收机的研发提供理论依据。     

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。     

一种半自动苹果采摘收集机的研制

根据我国苹果采收的作业条件和实际需求,设计一种半自动苹果采摘收集机。介绍机具的结构组成,论述苹果夹持装置、果柄扭断装置、苹果输送装置等关键部件的设计思路。采摘收集机结构简单,操作方便,适用于采摘高处的苹果,可大大提高工作效率。     

芒果采收车的结构动力学特性分析

为解决海南地区芒果人工采收成本不断提高的问题,设计一种新型芒果采收车。论述该型芒果采收车的结构特点,分析采收车的缓冲及分类工作原理。所设计的新型芒果采收车的缓冲机构主要由滑槽、缓冲模块、驱动模块等几部分组成,驱动模块提供动力作用,保证各部分的顺利运行。重点对缓冲机构进行动力学分析,模拟芒果在下滑过程中的速度变化情况,结果表明该结构既实现了芒果的顺利掉出,又缩短返程时间提高了效率,论证了结构设计的合理性。并对芒果采收车的缓冲机构进行碰撞动力学分析,通过分析得到芒果在碰撞过程最大的接触力为59.03 N,而一般芒果的表面承受力可以达到73.5 N,论证该芒果采收车的缓冲机构在采摘过程中不会损伤芒果,进而验证了设备设计的可靠性。     

大枣采摘收集一体机的设计

传统的大枣采摘方式多为人工采摘,劳动强度大且采摘效率低。在调查了大枣的生长环境及采摘特性后,研究分析了振动采摘收集机工作原理,设计完成适合大枣采收的振动式大枣采摘收集一体机结构设计。应用Solidorks软件建立大枣采摘收集一体机行走机构、采摘机构、激振机构、收集机构的三维模型,根据各工作机构零部件的相对位置关系,完成振动式大枣采摘收集一体机的整体装配体。     

基于凸轮传动的便携式樱桃采摘器设计

针对樱桃采摘效率低和劳动强度大的问题,设计了一款便携式樱桃采摘机械。该装置以不完全齿轮的空转与啮合完成樱桃定位、夹紧和采摘的过程,可模仿人工采摘的过程。对关键结构齿轮齿条、凸轮和不完全齿轮传动机构进行参数设计和仿真,在分析其工作原理的基础上,进行了样机制作与试验,实验结果表明该装置可提高采摘效率,降低劳动强度,具有很强的理论和应用价值。     

4CRZ-424型烟叶采收植保机行走装置的设计

为解决烟叶田间采摘和植保困难的问题,阐述一种烟叶采收植保机行走驱动装置的工作原理和结构,通过分析计算及1∶1的建模验证烟叶采收植保机的工作速度和行走驱动装置、调节装置各结构件的形状和结构形式,通过对该行走驱动装置动力布局、动力传递关系的理论分析和计算,从而确定设计的主要技术参数。根据主要技术参数,设计出行走驱动装置的主要部件——减速变速器、角变器、双拱桥式机架和燕尾槽式轮距调节装置等。通过样机试制和实验,该行走驱动装置行驶速度可实现采摘作业速度:0.6～0.8 km/h、植保作业速度:6～12 km/h,满足烟叶采摘、植保等各种工况的需求;该行走驱动装置具有良好的工作性能,结构紧凑,转弯半径小,机动灵活性高,使用操作方便。