基于ANSYS的荔枝采收机的设计与有限元分析

为了快捷、实用、高效地完成荔枝采摘,提出了一种机电一体荔枝采收机的设计方案。该采收机可以综合荔枝收获过程中的夹持、采摘和传送操作,工作过程由电机提供动力,人工辅助操控。利用UG建立装置的三维模型,对剪切刀具受力和传送机构进行力学性能分析,再通过ANSYS Workbench进行有限元分析,重点对传送机构进行应力应变分析,校核其刚度和强度。试验结果表明:该装置的刚度和强度符合使用要求,性能可靠。     

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。     

机电一体立式夹持菠萝采收装置的设计与制造

针对菠萝人工采收效率低、劳动强度大等问题,提出了一种机电一体立式夹持菠萝采收装置。通过UG、ADAMS等软件进行三维模型的建立并进行动态仿真,验证了辅助人工采收菠萝的可行性,解决人工采收固有的劳动强度大、易伤手等问题,并制造实物样机,验证设计的可行性。试验结果表明:该装置完善了菠萝产业链中采收环节与其他环节的衔接,降低了成本,可满足菠萝产业的发展需求。     

小型水果多功能采收装置设计与试验

我国是小型水果种植大国,小型水果外形类椭球状,如冬枣、桂圆、金桔、杨梅、李子、圣女果等,深受广大消费者喜爱。为解决小型水果采收过程中效率低、危险系数大、采收机具功能单一的问题,根据小型水果外形结构,设计出集采摘、枝叶分离、分级于一体的小型水果多功能采收装置。应用仿人手的梳齿采摘爪实现小型水果采摘;V形布置的橡胶对辊达到枝叶分离目的;分层布置的圆皮带实现果实分级。通过装置试验和响应面分析,确定梳齿采摘爪间距为16 mm, V形枝叶分离对辊转速为100 r/min,分级皮带转速为100 r/min,在此工作参数下,装置采摘效率高,枝叶残留率仅为2%,优于人工采摘,分级精度达到95%,果实破损率为0.2%。本装置集多功能于一体,结构简单,效率高,保障人身安全,提高小型水果采收机械化程度,为我国农业机械发展奠定基础。     

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。     

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。     

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。     

果蔬采收机设计探究

本团队结合小型水果的结构特性,设计出一种集采摘、收集、枝叶分离、输送、分级及导航定位于一体的小型水果智能无损采收装置,解决了目前小型水果采摘大多数由人工进行采摘的难题。且该装置结构简单,降低了人工采摘的危险性,有效提高了生产效率。     

荔枝采摘器优化设计与仿真

为改善荔枝的采摘条件,提高其采摘效率,通过分析荔枝的栽培生长特性,设计了一种简易且不伤果的荔枝串果采摘器具;建立了采摘器剪切运动和剪切力模型,利用Matlab进行了结构参数优化;应用Adams和AN-SYS构建了采摘器虚拟样机及有限元模型,进行了运动仿真分析和强度分析,验证了采摘器整体设计和结构参数的合理性。采摘试验表明,采摘器样机可快速采摘且柔性接果。     

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。     

红花丝采摘装置的凸轮机构运动失真研究

针对红花丝采摘装置漏采的问题,对其采摘装置进行动力学分析。研究表明:凸轮机构的运动失真是导致采摘性能降低主要因素,表现为凸轮与推杆顶端出现局部脱离,造成冲击振动,带动安装在推杆上的动齿与主轴上的定齿振动,导致红花丝夹不紧,出现漏采现象。为此,建立了推杆在弹簧作用下的动力学模型,利用MatLab软件对推杆在弹簧作用下动力学模型进行了分析,调整该模型参数,使凸轮回程型线产生对推杆的支持力始终小于弹簧的弹力,保证凸轮与推杆始终接触,消除动齿与定齿的振动,降低红花丝采摘装置漏采率,改善红花丝采摘装置的运动性能。同时,对凸轮升程型线进行设计,通过Creo软件仿真,推杆运动平稳,通过高速摄像验证设计理论的正确性,提高了红花丝采摘装置的采净率。     

夹剪一体的荔枝采摘末端执行器设计与性能试验

针对荔枝串果低损高效的机械化采摘,设计了具有单动力源驱动、夹剪一体的荔枝采摘机器人末端执行器,构建了剪切力学模型和稳定夹持力学模型,分析了夹持模块的力封闭性,推导了稳定夹持的三点接触正压力计算模型,设计了末端执行器的物理样机,并对其进行了采摘、负重和抗遮挡干扰工作性能试验。试验结果表明:末端执行器具有良好的夹持负重能力,串果母枝直径分别为3 mm和7 mm时,动态最大负重质量分别为1.33 kg和3.01 kg;采摘时能快速剪切母枝并稳定夹持串果,平均夹剪时间为2 s,串果母枝直径5 mm以下采摘成功率均为100%,串果母枝直径6~7 mm采摘平均成功率为70%;具有中等抗遮挡干扰采摘能力。     

自走式红枣收获机采摘装置的液压系统仿真设计

根据自走式红枣收获机工作原理以及采收技术要求,设计出了一种适于自走式红枣收获机采摘装置的液压振动系统,进行了液压振动系统的设计以及元件选型主要参数计算等方面的研究。并通过AMESim液压仿真软件对该系统进行仿真分析,证明了液压系统的可行性和合理性。     

夹剪一体的荔枝采摘末端执行器设计与性能测试

针对荔枝串果低损高效的机械化采摘,设计了具有单动力源驱动、夹剪一体的荔枝采摘机器人末端执行器,构建了剪切力学模型和稳定夹持力学模型,分析了夹持模块的力封闭性,推导了稳定夹持的三点接触正压力计算模型,设计了末端执行器的物理样机,并对其进行了采摘、负重和抗遮挡干扰工作性能测试试验。试验结果表明:末端执行器具有良好的夹持负重能力,串果母枝直径分别为3mm和7mm时,动态最大负重量分别为1.33kg和3.01kg;采摘时能快速剪切母枝并稳定夹持串果,平均夹剪时间为2 s,串果母枝直径5mm以下采摘成功率均为100%,串果母枝直径6~7mm采摘平均成功率为70%;具有中等抗遮挡干扰采摘能力。     

夹剪一体的荔枝采摘末端执行器设计与性能测试

针对荔枝串果低损高效的机械化采摘,设计了具有单动力源驱动、夹剪一体的荔枝采摘机器人末端执行器,构建了剪切力学模型和稳定夹持力学模型,分析了夹持模块的力封闭性,推导了稳定夹持的三点接触正压力计算模型,设计了末端执行器的物理样机,并对其进行了采摘、负重和抗遮挡干扰工作性能测试试验。试验结果表明:末端执行器具有良好的夹持负重能力,串果母枝直径分别为3mm和7mm时,动态最大负重量分别为1.33kg和3.01kg;采摘时能快速剪切母枝并稳定夹持串果,平均夹剪时间为2 s,串果母枝直径5mm以下采摘成功率均为100%,串果母枝直径6~7mm采摘平均成功率为70%;具有中等抗遮挡干扰采摘能力。     

夹剪一体的荔枝采摘末端执行器设计与性能测试

针对荔枝串果低损高效的机械化采摘,设计了具有单动力源驱动、夹剪一体的荔枝采摘机器人末端执行器,构建了剪切力学模型和稳定夹持力学模型,分析了夹持模块的力封闭性,推导了稳定夹持的三点接触正压力计算模型,设计了末端执行器的物理样机,并对其进行了采摘、负重和抗遮挡干扰工作性能测试试验。试验结果表明:末端执行器具有良好的夹持负重能力,串果母枝直径分别为3mm和7mm时,动态最大负重量分别为1.33kg和3.01kg;采摘时能快速剪切母枝并稳定夹持串果,平均夹剪时间为2 s,串果母枝直径5mm以下采摘成功率均为100%,串果母枝直径6~7mm采摘平均成功率为70%;具有中等抗遮挡干扰采摘能力。     

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。     

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。     

梳齿式红花丝采摘凸轮机构的设计与仿真

针对目前红花丝人工采收效率及机械化程度低等问题,提出了一种梳齿式红花丝采摘机构。以该采摘机构的凸轮为研究对象,利用解析法建立了从动件的数学方程式,并结合Mat Lab编程软件得到了凸轮的轮廓曲线。通过Solid Works软件建立了三维模型,采用ADAMS软件和Solid Works Simulation分别进行了仿真分析与有限元分析。结果表明:所设计的凸轮完全能够满足红花丝的采摘要求,同时为进一步研究采摘凸轮机构提供了理论依据。     

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。