旋转剪刀式荔枝采摘机采摘机理分析与结构设计

为减少荔枝采摘的劳动强度,结合荔枝果实分布特点及保鲜特性,对荔枝采摘机理进行了分析,并设计一种旋转剪刀式荔枝采摘机。在总体设计的基础上,对剪切部件中切割刀片的结构进行了优化。分析采摘过程中切割刀片的受力情况,结果显示安装座传递至切割刀片的转矩为238.75Nm,枝条对切割刀片的最大反向作用力为3851N,切割刀片在剪切过程中受到的最大切应力为23.02Mpa,由此得出切割刀片的安全系数为8.99。分析结果验证了切割刀片结构设计的可靠性和采摘机理的可行性,为其结构的进一步优化及采摘机理的研究提供了依据。     

冬枣采摘机的设计

冬枣是我国特有的名优果品,在天津市,冬枣的种植面积大约在15万亩左右,由于冬枣是典型的晚熟鲜食品种,所以脆熟期是其采收的最佳时期,冬枣采摘机就是根据冬枣的生长情况及冬枣的性状特征,基于机械理论的基本知识,设计出适于冬枣的采摘机具,提高了工作效率。本文主要介绍了冬枣采摘机的设计。     

仿生无损吸取式苹果采摘装置的设计与试验

为解决苹果在采摘过程中机械化程度低的问题,根据人手采摘苹果的机理,借鉴章鱼吸盘吸附猎物的方法,研制一种仿生无损吸取式苹果采摘装置。该装置主要由气吸式末端执行器、摆位支撑机构、送果机构、实时在线采摘监控系统以及计重系统等组成。对采摘装置的关键部件进行有限元静力学强度分析和动力学模态分析,以确保设计方案的合理性。模拟采摘和吸取损伤试验结果表明:1)该苹果采摘装置可以采摘3 m高度以下,直径60～90 mm、果梗直径3.3～4.8 mm的苹果。2)该苹果采摘装置采用3关节万向节的气吸式末端执行器便于调整转动,在苹果采摘过程中可以调整末端执行器的采摘位姿与果实的生长姿态保持一致,并避开树叶、树枝造成的障碍,从而以最优位置和最佳角度实现采摘。3)对同一批次大小、质量相近,表面完好的30个苹果进行吸取损伤试验,吸盘吸力不会对苹果表皮造成损伤;对放置了7 d的试验苹果削皮处理后也未发现其内部果肉组织有损伤情况。     

一种草莓采摘机的控制系统

在中国的草莓主要种植区,针对其的智能化采摘研究是迫切需要解决的问题,且具有很大的市场发展潜力。在文中介绍了一种草莓采摘机的控制系统设计,以提高草莓采摘效率。     

振动式蓝莓采摘机对果实收获的影响试验

以‘蓝丰’蓝莓为研究对象,建立了蓝莓果实振动模型和果树振动系统模型。以蓝莓与母枝的结合力作为采摘力对模型求解,确定果实适宜收获的振动频率约为24 rad/s时,可提高采摘效率,降低青果脱落率。利用该振动频率,使用东北林业大学自主研发的GYL062型牵引振动式蓝莓采摘机在蓝莓集中成熟的季节进行采摘试验,得到适宜振动频率下机械采摘的工作效率为7.17 kg/min,是人工采摘效率的10倍,青果脱落率约为5.6%,果实损伤率约为8.0%,树枝总体损伤率约为30%。     

一种便携式菠萝采摘装置的设计

我国菠萝种植多集中在低丘陵地带或者平地,种植地型各不相同,因此,菠萝采摘方式也存在着多样性,种植于平地地区的,有部分实现了机械化,但目前我国的菠萝采摘方式还是主要依靠人工采摘,采摘效率低。为解决人工采摘效率低、机械化程度推广不普遍和受地型影响等问题,本文设计了一款便携式菠萝采摘装置,其结构简单,小型、轻便、灵活、造价低,适用于各种地型使用,与传统的手工劳作相比省时省力,既降低人工劳动强度,又提高菠萝采摘效率。     

油茶果采摘机采摘机械臂的机构设计及运动仿真

油茶是我国重要的林业经济植物,是我国食用油的重要来源之一,随着品种的优化和种植的规范化,油茶果机械化采摘成为必然,研制油茶果采摘机成为林业机械的一个新领域。在实地考察研究油茶果植物特性和采摘方式的基础上,设计了油茶果采摘机采摘臂的机构,并应用三维软件pro/e,针对采摘臂的液压驱动方式,对采摘臂进行了运动仿真。     

啤酒花自动采摘机的结构设计及机理分析

介绍了1种啤酒花自动采摘机的主要结构设计及工作机理.通过对啤酒花品种‘青岛大花’的力学特征分析,采用了捋花采摘的设计思想,机器摘花时作用于花瓣上的力较小,采摘动作柔和,使啤酒花采摘时的破碎率降低,损失率减小,并通过调整摘花轮之间的差速度提高啤酒花的摘净率.对于不同品种啤酒花,因其力学特性与‘青岛大花’不同,可通过调整摘花轮之间的差速系统达到对不同品种啤酒花的采摘要求.     

滚筒梳剪式荔枝采摘机齿形板的力学仿真分析

为了提高荔枝采摘效率,减轻劳动强度,降低生产成本,研发了一种滚筒梳剪式荔枝采摘机。根据荔枝果实尺寸和枝条物理特性,对采摘机的关键部件齿形板的结构进行了优化。基于ANSYS有限元分析平台对齿形板在剪切过程中刚度和应力变化进行仿真分析,结果表明：齿形板总位移由面板末端到齿顶逐渐增大,在齿顶附近达到最大值2.324 mm;齿形板齿面区域为低应力区且应力分布较均匀,安全系数为4.23;齿形板下端面螺栓连接处的附近等效应力最大,约为436.84 MPa。仿真数据验证了齿形板结构设计的可靠性,并为其局部结构的进一步优化提供了依据。     

可充电便携式水果采摘机的设计

针对当前我国果园采摘作业效率低、劳动量大、机械化程度低等问题,设计了一种可充电便携式水果采摘机。该采摘机利用点动开关控制电机运转,通过四连杆机构和曲柄滑块结构,将旋转运动转化为往复性剪切运动,实现果柄剪切,具有质量小、成本低廉、操作简单、人工劳动量低、工作效率高等优点。     

小型啤酒花采摘机的结构设计及试验

本机型主要应用捋花采摘方式的设计思路,采用六级摘花滚筒采摘,花茎行走路线为"S"形,每级摘花滚筒的速度是差速递增的设计结构。试验结果表明,此机型摘花时作用于花瓣上的力较小,采摘动作柔和,且啤酒花的摘净率≥97.5%、碎花率≤2%、损失率4.3%。该机型特别适应我国各品种啤酒花种植区的采摘要求。     

背负式林果采摘机的人机工程学评价

为了研究背负式林果采摘机的人机工程学特性, 通过林果采摘手臂疲劳实验, 建立了基于表面肌电信号的上肢肱二头肌疲劳评价模型, 并结合心率测试对比分析背负式林果采摘机和手持式采摘机的手臂疲劳特性。结果表明:操作背负式林果采摘机心率增加比小于手持式采摘机; 同时手臂疲劳程度也小于手持式采摘机。背负式林果采摘机较手持式采摘机更加省力, 能够有效地缓解肌肉疲劳。      

棒杆式红枣采摘机的设计与计算

南疆地区的红枣种植已经规模化、产业化,依靠人工采收已不能满足实际生产的需要,本文设计了一种新型的模拟人工敲打的棒杆式红枣采摘机。该机主要有机架、传动装置、工作轴、聚氨酯弹性棒杆等部分组成。通过调节装置可以实现采摘高度的调整,调整幅度为0—500mm,调整工作杆的长度可实现对枣树树冠的仿形。根据田间试验和理论计算得到了棒杆式红枣采摘机工作杆的转速最小值为54r／min。     

椰果采摘机的电液比例控制系统设计

针对采用普通压力阀多级压力控制系统的椰果采摘机的操作复杂、自由度低、定位模糊和椰果损伤率较高等缺点,设计了一种采用电液比例控制系统的椰果采摘机。同时为了降低生产成本、便于操作,采用了计算机数字程序与电液比例调速阀进行开环控制。该机能够准确可靠地完成椰果采摘作业的各种动作,其动作稳定性好,定位准确,可达到较理想的操作效果。     

花椒采摘机的设计与试验

针对目前花椒收获机械化程度低,损失率高的缺点,设计了一种机械式花椒采摘机。该机利用拔椒轮高速旋转时产生的梳刷作用和拨椒轮与弧形凹板问相对运动所产生的搓擦作用收获花椒。通过花椒采收试验,利用正交试验设计,探讨了不同工艺参数对采收效果的影响。试验数据分析显示,3个工艺参数对采收率影响大小顺序为为拨椒轮转速、凹板间隙和拨椒轮横杆数。该机的最优工作参数组合为,拨椒轮转速250r／min、凹板间隙3mm、拔椒轮横杆数4个,该机具采收率高,花椒及其枝叶损伤小。     

花椒采摘机的选用与发展思路探究

针对当前国内花椒采用传统手工收获,严重影响了椒农的经济收益和产业发展的现状,文章梳理了国内三类花椒采摘机的工作原理和应用特点,包括自带动力和收集装置的全自动花椒采摘机,蓄电池带动无收集装置的半自动式和手动式花椒采摘机,研究表明,全自动式适合于道路条件良好的平、川地大面积收获;半自动式适用于山坡、丘陵和河沟等道路崎岖且能铺设收集料斗的地方;手动式应用于经济水平较低的山区小面积花椒收获。给广大椒农对花椒收获机的选择指明了方向。最后,为花椒收获机的进一步发展提供了几点思路,以供参考。     

基于功能分析与TRIZ的林果采摘装置概念设计

传统的依赖于产品研发人员经验与灵感的设计方法已经无法满足使用者快速、高质量的功能需求。笔者提出将功能分析与TRIZ矛盾解决工具相结合的林果采摘装置概念设计方法,以采摘剪为例从功能角度加以分析,建立功能模型,挖掘其中的不足功能,应用39个通用工程参数和40条发明原理描述和解决问题功能,从而缩短研发时间,实现林果采摘创新设计。研究表明该方法在林果采摘装置设计过程中具有创新加强和有效性。     

基于AMESim和Simcenter 3D的齿梳式油茶果采摘机联合仿真

为了检验齿梳式油茶果采摘机与液压系统的设计是否满足工作要求,运用AMESim和Simcenter 3D软件建立采摘机与液压系统的联合仿真模型,通过彼此的软件接口以AMESim为主要平台进行联合仿真,得到作为执行机构的3个液压缸的压力、流量、负载、速度、位移参数随时间变化的曲线图,并进行分析。结果表明,齿梳式油茶果采摘机可以正常工作,设计满足工作要求。     

曲柄摇杆式移栽机的研制

针对目前棉花、烟叶移栽机存在的问题,同时结合南阳地区移栽种植的特点,自主研发出一款半机械化曲柄摇杆式移栽机构。该机在人工投苗情况下可以一次性完成挖穴、栽苗、浇水、覆土等工作,并可与目前保有量最高的小四轮拖拉机配套动力。不会增加农民太多经济负担。该机可大幅提高生产效率,省时省工,节资有市场前景。     

基于BP-Adaboost算法的棉花采摘机预维修方法研究

[目的]尽早检测出棉花采摘机可能发生的故障,减少大型故障造成的巨大损失。[方法]提出了一种基于BPAdaboost算法的预维修方法用于检测棉花采摘机故障情况。首先采集棉花采摘机8个核心部件的工况参数信息作为故障特征参数,然后将故障特征参数作为BP神经网络的输入值,构造BP神经网络弱预测器,最后通过多个BP神经网络弱预测器构建Adaboost强预测器模型。[结果]用采集到的棉花采摘机实际工况数据验证Adaboost强预测器模型的性能,模型预测准确率达94.7%。[结论]该算法可以有效地对棉花采摘机的故障进行预测,而且与BP神经网络弱预测器相比,性能更好。