4TWP-3型甜菜挖掘铺放收获机的研制

甜菜是仅次于甘蔗的世界第二大产糖类作物,在我国种植区域主要分布在新疆、内蒙古、黑龙江和河北等地。我国甜菜收获方式以传统人工收获和分段式收获为主。甜菜收获机械化水平较低,存在着机具地域适应性差、作业性能不达标和联合作业机型少等问题。该甜菜挖掘铺放收获机的研制成功减少了收获步骤,提高了作业效率,提升了甜菜收获过程的自动化、智能化水平。     

Grimme公司Maxtron 620新型自走式甜菜挖掘收获机

简要介绍了德国Grimme公司Maxtron 620新型自走式甜菜挖掘收获机的各主要部件结构特点和技术性能,为我国农机行业在研究和开发新型自走式甜菜挖掘收获机新产品时提供技术参考和借鉴。      

振动式马铃薯挖掘装置关键部件设计

当前马铃薯收获机的主要挖掘方式为采用固定式挖掘铲实现一维强行破土切削,其普遍存在切削挖掘阻力大、能耗高、铲尖磨损严重等问题,故设计一种振动式马铃薯挖掘装置,采用四杆机构实现水平方向的振动,采用偏心轮机构实现竖直方向的振动。工作时,由拖拉机后输出轴提供动力,经变速箱实现变速和换向后传递给输出轴,输出轴通过链传动带动安装有链轮的主轴旋转,主轴端部安装有偏心轮,通过偏心轮机构的旋转实现竖直方向的振动,另一方面偏心轮通过连杆与四杆机构相连,四杆机构以机架的四个铰接点为转动中心,实现竖直方向的振动挖掘。通过田间试验,验证装置工作性能的稳定性以及可行性,试验结果表明:该机明薯率≥95%,挖净率≥98%,破皮率<3%,能够满足马铃薯的收获要求,可为后续马铃薯收获机械的设计提供一些理论依据。     

甜菜联合收获机输送升运装置设计

甜菜收获季节性强,劳动强度大,作业效率低,甜菜联合收获机能减轻劳动强度、提高作业效率,是甜菜机械化生产机具的发展趋势。设计了甜菜联合收获机输送升运装置,解决了甜菜收获作业的关键技术,有效降低了甜菜含杂率和粘土率,对甜菜收获机的发展起到巨大的推动作用。      

甜菜联合收获机分离输送装置设计与试验

为解决甜菜联合收获机分离输送过程中甜菜块根含杂率高、损伤率高的问题,设计了一种六行甜菜联合收获机的三级分离输送装置,阐述了该装置的主要结构及工作原理,并确定关键参数。通过对分离输送过程中土壤、甜菜的运动学分析及甜菜在碰撞过程中的能量分析,确定了影响甜菜含杂和损伤效果的主要因素及各因素的试验取值范围。以拨送板转速、杆条式链筛输送速度和橡胶尾筛倾角为试验因素,以含杂率和损伤率为试验指标,进行二次回归正交旋转组合试验,利用Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行分析,得到试验因素与各指标的回归方程。通过响应面分析各因素对评价指标的影响规律,得出优化参数组合为：拨送板转速100.0r/min、杆条式链筛输送速度1.4m/s和橡胶尾筛倾角39.0°。验证试验结果表明,经过三级分离输送后甜菜含杂率为3.4%,损伤率为2.6%,各项指标均符合国家行业标准要求。     

花生联合收获机挖掘装置的设计研究

通过对比分析．确定了花生联合收获机的挖掘装置结构形式。从理论上推导出满足生产要求的挖掘铲主要参数的求取方法和公式。现场试验表明：该挖掘装置工作可靠、性能优良。     

甜菜收获机齿板式切顶装置设计与试验

针对甜菜机械化收获切顶过程中存在的漏切、少切及块根损伤等问题,研究了一种齿板式甜菜切顶装置。对切顶过程中甜菜进行受力分析,明确了切顶装置运动的随机特性及其关键影响因素。结合切顶装置的工作原理及运动空间,确定了仿形器的连架杆为300mm、连杆为220mm、齿板间距为40mm、限位板高度为100mm、超前量为25mm、安装角为45°。根据切顶器工作的特殊位置点,确定了齿板的轮廓曲线,提高了切顶装置的工作适应性。借助Design-Expert软件进行试验设计及数据处理,获得切顶装置各因素与评价指标的数学回归模型,明确了前进速度、弹簧力对切顶合格率、多切率的影响规律,并确定了较优参数组合。进行了田间试验验证,结果表明,当前进速度为1.0m/s、弹簧力为23N时,甜菜切顶合格率为99.6%,比平板式切顶装置提高6个百分点,多切率为0.95%,比平板式切顶装置降低1.15个百分点,符合甜菜切顶收获指标要求。     

自走式甜菜联合收获机自动对行检测装置的设计

甜菜是甘蔗以外主要糖来源之一,在生产生活过程中具有重要地位。为提高甜菜的收获效率,需要研发收获机自动对行控制系统和控制技术,而对行检测是实现甜菜自动对行收获的基础与难点。为此,设计研发了一种适用于自走式甜菜收获机的对行检测装置,并进行了性能测试。实验结果表明:所设计的装置能够精确检测偏离作物行的程度,为实现自走式甜菜联合收获机的自动对行控制奠定了基础。     

基于ADAMS的甜菜收获机自动对行探测机构仿真

设计了土下果实收获机械自动对行机构。应用UG建立了自动对行机构三维模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中构建了虚拟样机模型。通过设置模型参数,添加约束和驱动,以甜菜为收获对象,实现了在ADAMS/View环境下自动对行的运动仿真。以自动对行机构复位弹簧的刚度、预紧力和作业前进速度为影响因素,以角度传感器获得的角速度为目标函数表征自动对行灵敏度及漏挖率,对影响自动对行的参数进行了虚拟正交试验研究,并进行了田间验证试验。结果表明,复位弹簧刚度的影响不显著,当复位弹簧预紧力为200 N、作业前进速度为1.5 m/s时,漏挖损失率最小。     

甜菜播种装置的设计与使用

甜菜是塔城地区主要的经济作物之一。目前，种植面积已达9300hm2左右．但平均单产较低。其中原因之一是现有的2BF系列圆盘开沟式播种机．播甜菜不能满足农艺要求，出苗率低。特别是在地墒不足时．即使达到浅括要求，甜菜一次保苗率很低．造成补播、重播。针对这些情况，我们利用地区保有备最多的ZBF－24A谷物播种饥，吸取专用甜菜开沟部件的优点，设计了一种与之配套的播甜菜装置，使其达到一次保全苗的要求．保证了播种质显。通过33hm'的田间试验和生产考核，出苗宰为70％～78％．出苗情况明显好于24行播种机所措地块。更甜菜播种装置的…     

挖拔式木薯收获机挖深液压控制装置的设计与试验

针对挖拔式木薯收获机在收获过程中带有一定倾角的挖掘铲有朝着深度方向行进的趋势,增加了挖土量及挖掘负荷等问题,提出了基于液压控制系统调整挖深的设计思路。为此,研制了一种挖深液压控制装置,主要由地表仿形机构、挖掘铲液压调节机构、液压系统及PLC控制系统4部分组成;同时,对液压系统的负载特性进行系统分析计算,选取了合适的执行元器件,并在此基础上进行土槽实验。结果表明:地表仿形机构,最大误差8.9%,平均误差3.5%;掘铲液压控制系统的响应时间为1.7s,1s内完成对挖出铲的角度与深度自动调节,测试效果能够满足精准挖深控制要求。     

失谐挖掘器的模态局部化研究

基于土壤液化原理的荸荠采收船是集挖掘、清洗、装箱于一体的荸荠采收设备,可大大提高荸荠的采收效率,其核心结构是挖掘器。挖掘器的挖掘齿和振松齿周期分布在筒体上,即挖掘器是周期对称结构。但因各种因素,实际上的挖掘器并不是理想化的周期对称结构,而是存在小量失谐的类周期结构,即失谐周期结构,失谐使结构出现模态局部化现象。为此,分别建立了质量失调和刚度失调有限元模型,用ANSYS Workbench分别研究了质量失调和刚度失调对挖掘器振动特性的影响。结果表明:挖掘器微小的失调量会产生模态局部现象,且对各阶模态影响程度不同。     

穴盘育苗辊式同步压穴装置的设计

穴盘育苗中,均匀适宜的出苗间距可以减少幼苗间对光、养分等的竞争,保证幼苗健康生长,提高壮苗率,且减少了后续自动育苗移栽操作的夹持损伤。作为育苗环节之一,压穴质量好坏直接影响播种出苗居中性,关系到最终成苗质量。为实现育苗精准压穴,针对现有辊式压穴装置压穴对中性不稳定造成的穴孔中出苗不居中问题,在对压穴辊运动轨迹理论分析基础上,提出分段辊式同步压穴方式,以提高压穴居中率。同时,考虑压穴滚筒上压穴针粘黏基质清扫不净影响成孔效果和播深现象,设计出直线往复式压穴辊刷土机构,最终设计出相应的辊式同步压穴装置。该压穴装置主要由传送平台、压穴平台、电控系统和平台支架组成,实现了传送平台等间距输送穴盘及压穴辊转动与穴盘前进同步,保证了压穴对中性。基于PLC控制的电控系统可通过触控操作界面启停装置、调节压穴速度和监测压穴作业量,满足实时作业需求。该设计有效地解决了育苗过程中压穴对中性差影响成苗质量的问题,提高了幼苗分选移栽的可操作性,并为后续压穴压穴对种子出苗状况影响的研究提供了参考。     

自动循环式挖穴栽植一体机的设计

传统植树设备多为手持挖坑机,由操作者手提作业,只能实现栽种全过程中的一个步骤,如挖坑、培土或浇水等步骤中的一个,其余环节无法实现,或仍然依靠人力,自动化程度低,工作效率低,亟需研发新的智能化机械产品。针对这种现状,课题组设计研发了一款全自动栽植一体园林机械。仿真结果表明:该挖穴栽植一体机具有高度的自动化、集成化水平,能完成挖穴、栽植、培土及浇水等全过程作业,并能保证各机构运行合理、无干涉,做到自动循环作业,为植树机的自动化、智能化发展提供思路。     

甜菜链式纸钵苗分离装置的设计

采用引出轮与分离轮转速不同对链钵产生拉力的原理,实现了对甜菜链式纸钵苗由引出到分离的工作.通过对工作过程中钵苗的运动和受力分析,求出了分离装置的主要结构与工作参数,设计了链钵分离装置,解决了甜菜移栽机钵苗高速分离和有序供给的关键问题.     

香梨自动包装装置设计

基于香梨自动包装机构的动作流程,以单片机为控制器,合理选用技术参数、预设的控制逻辑,控制步进电机、送纸装置和防撞网套自动上料机构动作,利用香梨自由下落的重力,巧妙实现自动包装。通过数字化建模、运动分析和有限元分析,设计了结构简单、性能稳定的香梨自动包装装置。      

甜菜移栽机注射式地下补水装置的研究

甜菜纸筒育苗移栽面积逐年扩大,移栽时必要的水分补充对提高移栽苗的成活率、缩短缓苗期和保证移栽苗以良好状况进入叶丛快速生长期具有重要意义和关键作用.针对甜菜纸筒移栽苗补水特殊性和半干旱地理条件,研制了一种以注射式补水原理为基础的补水装置,利用感应器控制电磁阀在鸭嘴式栽植器插入地下时开关打开,实施补水作业;在鸭嘴式栽植器拔离地面时结束补水作业,一穴一浇,实现了在移栽苗主根根部施水,形成球状湿土包裹,大大增加土壤含水量且水分位于地下,蒸发缓慢,储存时间长,可至缓苗期完成.     

蔬菜移栽机曲柄摇杆-导轨组合式取投苗装置研究

为了实现蔬菜移栽机取投苗的稳定性和高效性,针对夹钵取投苗方式,设计了一种全自动曲柄摇杆-导轨组合式取投苗装置。取投苗装置与送盘装置、导苗装置及分苗装置配合完成自主送盘、取苗、投苗与分苗。用解析法对取投苗装置中的摆杆-导轨及曲柄摇杆进行了结构参数设计,用矢量方程法和ADAMS仿真对取投苗装置的运动过程进行计算分析,并利用高速摄像机拍摄取投苗装置的实际运动轨迹,与仿真结果进行对比,验证了设计的正确性和可行性。以辣椒钵苗为试验对象,选取取投苗速度、苗株高度及基质含水率为试验因素,以取苗成功率、伤苗率、投苗成功率及取栽成功率为评价指标进行正交试验。试验结果表明：在给定因素水平下,整机单行取投苗速度90株/min、苗株高度110mm、基质含水率50%时,取投苗效果最佳,取苗成功率为95.14%,伤苗率为1.39%,投苗成功率93.05%,取栽成功率91.67%。     

一种新型自动滴灌式的壁面绿化装置

随着城市的发展、人口的激增及人们对环保要求的日益提升,如何拓展绿化空间、提高城市整体的绿化水平,是城市园林建设面临的难题.壁面绿化无疑是解决这一问题的最有效方法.但现有的壁面绿化都各有优缺点,目前还没有一种具有普遍适用性的绿化方法.针对目前的状况,研发了一种具有自动灌溉功能、适用性较广泛的新型壁面绿化装置,具有结构简单、易于制造、节水等优点,为壁面绿化技术的广应用提供了一种设计思路.