梳夹式红花采收装置机组布局参数优化试验

为提高梳夹式采收装置的作业质量,利用实验室研制的梳夹式采收装置试验台,以新疆裕民无刺红花为试验对象,以顶部位置差、顶部高度差、中间位置差和中间高度差为影响因素,以整株采净率、含杂率和采摘质量度为评价指标,进行四因素五水平正交中心组合优化试验。通过Design Expert 10(32-bit)软件,建立了评价指标和各影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,确定了最优参数组合为:顶部位置差198mm,顶部高度差108mm,中间位置差200mm,中间高度差135mm。在该参数组合下,取植株顶部80%以上花球开花后1~5天的红花(含水率≥44.6%)进行花丝采摘试验,结果表明:整株采净率为79.55%,含杂率为1.52%,采摘质量度为0.9,效果理想。本研究为梳夹式红花采收机具的设计提供了参考依据。     

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ANSYS/LS-DYNA的梳夹式红花采摘装置研究

红花梳夹采摘过程中红花的运动姿态对采摘效果有重要影响,为得到满足红花理想采摘的梳夹采摘装置的结构参数和工作参数,根据红花的物料特性,建立梳夹采摘模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件动态模拟采摘过程,揭示采摘装置不同结构参数和工作参数与红花运动姿态之间的关系特性,不断调节采摘装置的结构和运动参数,直至红花花球和分枝到达理想采摘位置。模拟结果表明,低位置采摘时花球及分枝运动相对高位置稳定,且在行走速度2.5km/h,梳齿转速150r/min,限位杆与梳齿旋转中心的水平距离a=30mm时采摘效果最佳,可实现理想位置采摘。根据红花田间采摘要求搭建试验台并进行台架试验,采摘试验结果表明,56%的花球可以实现理想采摘,其平均采净率为48.5%。     

梳指式采棉机采摘台的设计

大型采棉机价格昂贵很难被中小棉农接受,而梳指式采棉机正好弥补了这一缺陷.梳指式采棉机是一种新型的摘铃机,结构相对简单,其价格上的优势是不容忽视的.为此,通过对采摘原理的分析,确定了梳指式采棉机的可行性,并对采摘台的工作原理进行了简述,对采摘台的结构进行了分析.利用Pro/E平台建立起采摘台的三维模型,虚拟装配,可对其进行干涉检查、运动仿真及应力分析等,为生产加工提供理论基础.     

直角坐标红花采摘机器人的设计与试验

针对红花采摘仍以人工采摘为主、采摘效率低下、费时费力等问题,结合红花物理生长特性及红花种植模式设计了一种直角坐标红花采摘机器人.对直角坐标采摘系统进行参数计算,确定直角坐标采摘系统X轴总长为900 mm,Y轴总长为700 mm,Z轴的行程范围为698 mm.由静力学仿真试验可知:在采摘过程中应用普通碳钢应变最小为6.5...     

斜置双螺旋梳指式辣椒收获试验台设计

根据贵州山地辣椒种植的辣椒收获需要,设计一台小型、适合山地作业的斜置双螺旋梳指式辣椒收获试验台。试验台主要用于对斜置双螺旋辣椒收获原理进行试验,通过调节试验台螺旋辊倾斜角度、螺旋梳指长度及螺旋辊转速得到辣椒的采摘数据,进一步研究其漏采率、破损率等关键技术参数。试验台螺旋辊倾斜角度调节值为30°、35°、40°、45°、50°、55°,螺旋梳指长度调节值为105、110、115、120、125、130mm,螺旋辊转速调节范围为150～300r/min,两螺旋滚间距调节范围为220、230、240、250、260、270mm。     

手持振动梳刷式小粒咖啡采摘装置设计与试验

针对云南丘陵山区小粒咖啡人工采收成本高、大型机械采收困难等问题,设计了手持振动梳刷式小粒咖啡采摘装置。通过建立果树-机械收获动力学模型和多体动力学仿真,得到振幅的稳态响应表达式,并确定了振动部件和梳刷部件的结构参数。利用ADAMS建立了果树-机械刚柔耦合模型,采用广义力与传感器函数控制的方法进行单因素仿真试验,分析了频率、梳齿间距和偏心块夹角对小粒咖啡收获效果的影响规律。以频率、梳齿间距和偏心块夹角为试验因素,采净率、采青率和损伤率为试验指标,进行二次回归正交旋转组合试验,结果表明:对采净率和采青率的影响因素重要性依次为频率、梳齿间距、偏心块夹角;对损伤率影响因素重要性依次为梳齿间距、频率和偏心块夹角。当频率为26 Hz、梳齿间距为32 mm、偏心块夹角为22.5°时,采摘机工作性能最佳,经试验验证,此时采净率为91.35%,采青率为8.46%,损伤率为4.15%,满足小粒咖啡收获技术要求。     

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。     

手持冲击梳刷式油茶果采摘装置设计与试验

针对丘陵山地油茶果人工采摘效率低、大型机械采收难且花苞损伤大等问题,设计了一种手持冲击梳刷式油茶果采摘装置,通过冲击指的碰撞作用和指间梳刷作用采摘油茶果,可有效降低花苞损伤率。以采摘装置质量最小化为目标,利用Ansys Workbench拓扑优化模块进行轻量化设计,机架减轻近30.59%;建立“冲击指-油茶果”碰撞模型和“主枝-细枝-茶果”三摆动力学模型,明确影响油茶果采摘效果的主要因素为油茶果的质量和压入变形量、冲击指质量和转速、枝条长度和质量;进而以冲击指转速和指间夹角、装置梳刷次数为试验因素,以采摘速率、采净率和花苞损伤率为评价指标,开展油茶果采摘试验并采用响应面分析法处理试验数据。结果表明,冲击指转速对采摘效果的影响最为显著,且当冲击指转速为409.8 r/min、指间夹角为4.1°、装置梳刷4.5次时,装置的采摘性能最佳;此时,油茶果采摘速率为43.67 kg/h、采净率为86.42%,花苞损伤率低于8.89%,满足高油茶果采净率和低花苞损伤率的工作要求。     

齿梳拨刀式油茶果采摘装置设计与试验

油茶果机械采摘是一个亟待解决的难题。为此,针对油茶果机械采摘难、效率低、易损伤花苞的现象,设计了一种齿梳拨刀式油茶果采摘装置,并通过对采摘装置工作原理和拨果原理开展理论分析,得出影响拨刀采摘效果的主要因素。同时,使用ADAMS软件模拟其运动过程,分析拨刀前端点速度、加速度、角速度和角加速度,绘制相应曲线,并对采摘装置关键零部件进行设计。采摘试验表明:设计的齿梳拨刀式油茶果采摘装置能够有效提高采摘效率并减少花苞损伤,可为油茶果的机械采摘设计提供新的思路。     

扭梳式油茶果采摘末端执行器设计与试验

为了解决油茶果采摘过程中采净率低、花苞损伤率大的问题,通过研究不同品种油茶果结合力和油茶枝条特性,设计了一种扭梳式油茶果采摘末端执行器,在采摘作业时该执行器可以对油茶果产生多种作用力.阐述了该末端执行器的结构和工作原理,并对关键部件进行了设计,分析了末端执行器的作业过程和油茶果脱落的影响因素.对不同品种油茶果的结合力和...     

梳刷气吸式亚麻蒴果收获试验台设计与试验

针对亚麻(胡麻)机械化收获过程中植株缠绕脱粒滚筒问题和蒴果收集问题,设计了梳刷气吸式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台.以梳齿截面形状、梳刷滚筒转速、机具行进相对速度、离心式通风机风量为试验因素,以蒴果收集率、植株缠绕率为试验指标,进行了4因素3水平正交试验.结果表明,在较优试验因素组合的梳齿截面形状为圆形、梳刷滚筒转速44 ...     

梳指式采棉机关键部件设计与仿真

为了提高机采棉普及率,结合新疆棉花品种、种植特点、气候条件以及收获要求,以梳指式采棉机作为研究对象,提出关键部件采摘台和清铃机的设计方案,同时结合虚拟样机技术和运动学分析技术,使用Pro/E建立清铃机的虚拟样机,运用ADAMS对关键部件进行运动学仿真,所获得数据可为更深入研究提供依据。     

旋转剪切式红花花丝采摘机械关键部件的设计

针对新疆红花采摘时对花难、切割时破碎率高、采集时采净率低等问题,设计一种旋转剪切式红花花丝采摘机械,该机械采用偏心式进花口及斜置割刀;基于测定的物料特性,含水率为50%左右的花丝适合旋转剪切收获,偏心的进花口与具有7°斜置角度的刀具对红花进行点切割,降低花丝破碎率;设计拟合瘦果轮廓的球面箱体,确定采摘箱地面半径为68 mm,进花口直径设定为35 mm,提高盲采成功率;运用Fluent软件进行分析不同转速下花丝运动情况,确定负压风机适宜为2 400 r/min。     

梳指式采棉机关键部件的设计与仿真

采摘台和清铃机是梳指式采棉机的重要组成部分,其工作性能直接影响整机的各项工作指标,但该技术在我国还不成熟。通过对梳指式采棉机的工作原理进行研究,分析其结构,并采用Pro/E建立整机三维模型,利用ADAMS进行运动学仿真,并根据仿真结果验证结构的合理性,为更深入的研究提供数据基础。     

基于红花力学特性的梳夹式采摘机构的设计与试验

由于红花特殊的物料特性,目前花丝尚未实现机械化采摘。为了提高红花的采摘效率及作业质量,以新疆区域主栽品种无刺红花为试验对象,对红花花丝进行夹持拉拔和压损试验。分析了含水率、拉拔速度即花丝夹持根数对花丝与种球之间抗拉力的影响,得到了抗拉力与各因素的参数关系及避免花丝损伤的可靠夹持力范围。对梳夹式采摘机构进行理论设计,推算出夹持力与花丝夹持根数、含水率及安全夹持摩擦因数的关系。根据夹持参数理论模型,结合红花夹持采摘的力学特性试验数据,搭建试验台,利用应变测力系统,对花丝的夹持采摘特性进行了测试。试验结果表明:实际夹持力测试数据与理论计算数据无显著性差别,从而验证了理论设计的可靠性。对开花3~4天、含水率60%~75%的红花植株进行采摘试验,其夹持采摘成功率达到80.2%。     

红花采收机花丝夹取机构设计与分析

目前,红花采收主要靠人工采摘,为实现红花机械采收,提出了一种梳齿式花丝夹紧采摘方式。以红花夹取机构为研究对象,运用解析法得到凸轮轮廓曲线,使用UG软件建立了夹取机构的凸轮模型,设定工作参数后进行运动仿真分析,分析动轴x方向位移、速度与加速度特征。结果表明:仿真结果与理论设计相吻合,验证了仿真设计的正确性,保证了夹取的准确性。采用设计仿真技术可提高机械关键部件的设计水平,为红花采摘机的设计制造提供了坚实的基础。     

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。     

便携式剪夹一体草莓采摘器的设计研制

便携式剪夹一体草莓采摘器是一款辅助人工采摘的小型装置,主要协助草莓采摘工人以及游客完成草莓的采摘工作。该装置主要由金属和光敏树脂等材料构成,总长127 mm,宽度50 mm,高度138mm。装置操作方便省力、便于携带,仅用一只手控制即可实现剪切、夹取以及放置等工作,手部接触部分为掌心圆弧设计,可减轻因长时间剪切过程中手部的疲劳酸痛感。     

变间距梳刷式枸杞采收装置优化设计与试验

为实现枸杞机械化采收,提高枸杞采摘的采净率、降低损伤率,提出一种在沟槽凸轮的引导下,压板迫使骨架侧向张开,进而调节梳刷指间距的设计方案。通过对枸杞自然特征和物理参数测量分析,建立了梳刷指变间距控制部件的数学模型,并利用Matlab对其关键零件进行结构设计优化。以宁杞1号为研究对象,设计多参数变量的正交试验,以采净率和损伤率作为评价指标,得到对采摘效果影响程度由大到小的梳刷指参数依次为弹簧钢长度、指间距、弹簧钢直径;最佳的梳刷指参数组合为:指间距为8 mm、弹簧钢长度为45 mm、弹簧钢直径为1.1 mm。在宁夏农科院枸杞研究所进行实地采收试验,结果表明:采净率为90%,损伤率为8.41%,满足枸杞采收的工作要求。