一种树干涂白机的结构及控制系统设计

【目的】目前设计的树干涂白机整机尺寸大、成本高、适应性差,因此十分有必要设计一种智能化、全自动的树干涂白机。【方法】课题组设计了一种包括传动系统、夹紧机构、喷涂机构和电路控制系统等结构的新型树干涂白装置,分析了该装置的结构设计及相关程序机理,并进行了主运动机构的力学特性分析。【结果】1）该装置可以对树木进行径向扫描得到其胸径并匹配最佳涂白模式,保证树木喷涂范围完整,均匀涂白且涂白剂消耗量小。2）机构尺寸优化后,各个杆件在摇杆摆角范围为15°～60°工况中所受到的运动副反力（50 N以下）和驱动力矩（5.8 N·m～9.6 N·m）较小,采用强度适中、质量较轻的材料充当杆件材料即可满足杆件的强度要求。【结论】此设计不仅可以大大提升工作效率、节省人力,且结构简单、自动化程度高、清洁环保,具有一定的推广价值。     

树木保温材料缠绕、涂白与病虫害智能识别防治一体机的设计

随着城市绿化建设的不断推进,树木冻害、虫害的防治逐步成为园林绿化部门的工作重点。传统人工作业效率较低,一致性不高,因此,急需一种低成本、高质、高效的绿化树木防寒防治设备。通过分析研究连续缠绕机械装置的结构原理及其工作负载的产生机理,建立基于百度AI的Easy DL定制化训练和服务平台的病虫害图谱智能识别模型,优化涂白工艺参数,设计精准施药装置,开发了树木保温材料缠绕、涂白与病虫害智能识别防治一体机。实现了保温材料连续缠绕、涂白、病虫害图像智能识别及精准施药治理等功能的集成一体化设计,结构紧凑、功能多样、可操作性较强、地形适用范围广,可高质高效的完成绿化树木保温材料缠绕、病虫害监管与施药治理等工作。     

基于ADAMS的铜始极片预剥离装置动力学仿真分析

在传统铜电解生产工艺中,人工剥离铜始极片已经不适应企业发展需要。针对这一问题,根据实际生产工况要求,设计了一种铜始极片预剥离装置,并进行三维建模,用多体动力学仿真软件ADAMS对预剥离装置进行了动力学仿真分析,研究了该装置中拍打机构和旋打机构工作过程的动力学特性,在不同拍打时间和旋转时间的情况下,得出了合理的拍打时间、旋转时间和完全剥离时间,为预剥离装置的控制提供依据,提高了铜始极片剥离生产效率。     

多自由度空间摆动式自动喷洒机构设计与实现

在对果树、农作物与城市街道绿化的树木花草进行药物喷洒作业时,由于作业环境恶劣、喷洒高度不够及喷洒效率低等诸多原因的限制,往往需要人工进行喷洒及人爬高进行高危喷洒作业,不仅劳动强度大、喷洒效率低,而且存在一定的安全隐患。为此,设计出一种往复摆动式自动喷洒机构,以期解决上述问题。为保证机构运行时对稳定性和可靠性的要求,对摆动导杆机构进行了动力学模拟仿真,得出影响机构稳定性的主要因素,并对摆动导杆机构进行了优化设计。样机喷洒试验结果表明:摆杆喷头的稳定性保证了喷洒的均匀性。     

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。     

煤粉制样系统筛分装置的设计

本文针对国内煤矿机械的迅速发展和煤炭制样设备逐渐老化的现状,设计了一种新型煤粉制样系统。其中筛分装置是煤粉制样系统的重要组成设备,深入分析筛分装置的机构设计具有重要意义。以筛分装置作为研究对象,利用UG软件进行三维建模,并对主要零部件进行机构设计计算并分析。筛分装置主要采用倾斜式筛网对物料进行彻底地筛分,解决了筛孔易阻塞变形、筛分效率不高、生产率低、机体笨重等问题,并提高筛分精度,大大减少了人工劳动强度。     

红枣收获果树喷药涂白多功能一体机的设计

针对我国枣园集约化发展中传统红枣采摘机械在功能上比较单一的问题,设计开发了红枣收获果树喷药涂白多功能一体机。根据枣树枣枝生长结果的结构特点,该机采用一种与传统红枣采摘机械不同的梳齿式采摘机构,减少对红枣的损伤并提高采摘效率。同时,在功能上多样化,创新设计了可调指节式喷药涂白机构,能够完成红枣的采摘和收集并具有对枣树喷药和涂白的功能。通过试验测定和力学分析,获得果柄分离力学特性规律,为关键部件设计提供了依据。试运行结果表明:该机运行平稳,结构合理,完全满足设计要求。     

一种新型玉米去雄装置的设计

设计了一种新型玉米去雄装置,安装在高地隙喷药机上,可在不改变原有高地隙喷药机功能的前提下,增加去雄的新功能,并可以有效解决人工去雄劳动强度大、作业效率低的问题,能够提高去雄作业的机械化和作业效率。设计的新型玉米去雄装置主要由切顶器和四杆仿形机构组成。为此,对四杆仿形机构、旋转轴及分禾器进行设计,对液压马达、联轴器进行选择,并对旋转轴进行有限元分析。试验结果表明:新型玉米去雄装置去雄率为91.0%,满足农艺对机械化玉米去雄的要求,能有效减少人工的劳动强度,提高工作效率。     

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%。     

电动桑叶采摘装置

针对目前人工徒手采摘桑叶存在劳动强度大、采摘效率低等问题,设计了一种电动桑叶采摘装置。该文所述移动机构能实现装置的整体移动,利用转动升降机构和滑块定位机构提供多自由度,以实现剪切刀具的精准定位,再由剪切机构的固定刀具和平动刀具相互配合完成剪切作用,剪切后的桑叶由收集机构进行收集。通过ADAMS动态仿真分析和样机试验的结果表明,该装置整体结构设计稳定合理,既能够极大地提高桑叶采摘效率,又能降低人工成本,满足实际工作需要。     

水培奶油生菜采收装置的设计与试验

目前,设施水培生菜的采收主要以人工采收的方式完成,面临劳动强度大、工作枯燥费时等问题。为此,以水培奶油生菜为试验对象,针对水培生菜的种植特点,提出了一种新型的保留生菜部分主根的采收方式。根据采收装置要实现的功能要求,分别从输送定植板机构、切割根部机构、拔取搬运生菜机构和PLC控制系统等进行采收装置的关键零部件设计,并根据总体设计方案完成装置的试制和试验。试验结果表明:装置能顺利完成输送定植板,切割根部的成功率为82%,拔取搬运生菜的成功率为85%,采收效率较人工采收提高近3倍,具有良好的市场前景。     

穴盘苗自动移栽机苗盘输送装置的设计研究

针对国内大田移栽中多数采用半自动移栽,主要由人工完成投苗工作及机械完成栽植工作,存在劳动强度大、效率低、移栽质量差等问题,对自动移栽机的苗盘输送装置进行了设计与研究。同时,设计了横向和纵向进给控制机构,确定了关键部件应该满足的技术参数,并进行了三维实体建模分析,验证设计的合理性。结果表明,该装置可满足移栽机苗盘自动输送的要求。     

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。     

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。     

多自由度百香果采摘装置的设计与试验

近年来,百香果种植业发展迅速,越来越受到大家的喜爱,市场前景广阔。对种植户来说,百香果的采摘仍为人工采摘,效率低下、耗费大量人力。针对以上问题,设计了一种多自由度百香果采摘装置,解决了采摘难、采摘耗时等问题,填补了市面上百香果采摘装置的空白。利用UG和ADAMS对装置进行模型建立和运动仿真分析,根据设计原理制作出物理样机并进行了试验。试验结果表明：与人工采摘相比,装置能有效地提高百香果采摘效率,操作简便,可靠性高。     

基于四杆机构拖拉机液压悬挂挂接装置设计与试验

液压悬挂系统是实现拖拉机与作业机具连接的关键部件,在拖拉机出厂前常采用人工挂接方式检测液压悬挂系统的承载性能,存在耗时长、效率低、存在安全隐患等缺陷。在不改变现有油缸加载检测装置的前提下,根据四杆运动机构设计了一种用于大中型拖拉机液压悬挂系统检测的挂接装置。结合四杆结构特点及拖拉机液压悬挂检测相关规定,分析了挂接装置的运动规律。基于四杆机构,设计了液压悬挂挂接装置,并对关键部件进行强度校核。在实验环境下,重复测试已研制液压悬挂挂接装置的挂接性能。试验表明：挂接装置的平均挂接时间为68.6 s、挂接成功率为96.7%,远低于人工挂接操作时间,并具有良好的挂接成功率。研制的液压悬挂挂接装置结构简单、性能可靠,降低拖拉机液压悬挂的检测强度、提高检测效率,为国内外拖拉机生产厂家设计一种用于拖拉机液压悬挂自动化检测系统提供依据。     

穴盘苗自动移栽机苗盘进给装置的设计与试验

目前,国内旱地使用的移栽机多数是半自动移栽机,主要由人工完成供苗、取苗、投苗工作,存在劳动强度大、效率较低等问题。为此,根据穴盘苗进给装置技术要求,设计了穴盘苗自动移栽机的苗盘进给装置,对其关键部件横向进给驱动机构和纵向送苗驱动机构进行分析和计算,确定了关键部件结构参数。并搭建试验台进行试验。结果表明:穴盘苗进给装置运行稳定,基本符合供苗功能要求,可为旱地穴盘苗自动移栽机的研究提供参考。     

柳树插条自动喂入装置取料机构优化设计与试验

针对我国柳树插条半自动扦插作业人工喂入劳动强度大和作业效率低的问题,提出一种实现有序出料、取料和送料功能的柳树插条自动喂入装置,并针对该装置进行取料机构的优化设计与相关试验研究。建立取料机构运动学模型和优化设计模型,应用自主开发的软件分析确定了取料机构参数的取值范围,进而利用Matlab软件的遗传算法工具箱实现取料机构的参数优化;完成取料机构结构设计,进行取料机构虚拟运动仿真验证;研制取料机构样机和柳树插条自动喂入装置试验台,开展取料机构高速摄像试验和柳树插条自动喂入试验,研究取料机构运动特性,检验自动喂入装置的工作性能。在自动喂入效率达到55株/min时,柳树插条喂入成功率约为83%,表明该装置具有应用于柳树插条自动扦插机的可行性。     

SolidWorks软件在农业机械机构创新设计中的应用

SolidWorks软件在机械设计领域具有强大功能。利用Solid Works软件对新型取苗机构进行三维建模、仿真分析,实现了对农业机械新产品进行物理建模、装配,并进一步通过仿真试验比较、验证了模型参数,从而预知新机构的性能,大大提高了设计效率和创新能力。这为农业机械装置的创新设计提供了新的可能性。     

穴盘苗移栽机自动取苗装置的设计

穴盘育苗是我国现代化育苗的主要方式,针对穴盘苗人工移栽或半自动移栽作业效率低、作业劳动强度大、作业质量差等问题,为全自动移栽机设计了一种运行稳定、高效的自动取苗装置,基于齿轮-凸轮-连杆复合机构实现符合农艺要求的取苗工作轨迹。建立了取苗装置的数学模型,推导了凸轮槽的理论廓线方程和实际轨迹方程。采用SolidWorks软件和Adams软件,构建了取苗装置的三维模型和虚拟样机模型,得到了仿真工作轨迹。制作了取苗装置的物理样机,并进行了样机试验,结果表明:实际工作轨迹与理论轨迹、仿真轨迹具有较好的一致性。