小型便携式采果机设计

针对当前我国水果采摘环节的机械化程度低,人工采摘费时费力的情况,设计了一种小型便携式采果机。采果机主要由微型高速直流电动机、圆形旋转刀片、采摘腔体、伸缩杆、传送软管、缓冲装置、收集装置等部分构成。采摘时,通过调整伸缩杆来改变长度,按下伸缩杆手柄处的按钮启动电动机切断果蒂,实现采摘。该采果机结构简单、便于携带、成本低廉、具有较强的通用性和可操作性。适用于中小型果园采摘和农家乐采摘,该采果机能顺利高效的采摘果实,极大减少了劳动强度,提高采摘效率。     

荔枝单果采摘机设计

为实现荔枝单果采摘机械化,对其单果采摘机进行了设计。阐述了采摘机的各部件设计原理,确定各部件结构,并对主要受力部位进行了有限元分析,分析结果表明,伸缩杆的最大应力11.65MPa远小于屈服极限325MPa,最大合位移仅约为杆长的0.12%,伸缩杆的刚度满足工作要求。     

全液压振动式红枣采摘设备的设计和研究

红枣采摘作业是林果业生产中非常重要的环节。红枣采摘机械的使用可以解决人工采摘红枣时所出现的劳动强度大、效率低、成本高等不足。将液压技术应用到红枣采摘机械设备中,可使设备具有传递功率大、结构简单、传动平稳等优点。设计出一种全液压振动式红枣采摘设备,依靠液压系统驱动偏心装置使其产生振动来完成红枣的采摘,该设备结构简单、设计合理、操作方便,可为同类型林果类采摘设备的设计和研发提供一定的参考价值。     

一种摘枣机的设计

目前,枣的采摘使用的是杆振采收,会使枣果实出现大量的粉碎性创伤,尤其果实表皮薄,质地酥脆的枣,即使有的没有破损,也不容易贮藏和长途运输。针对传统式采摘带来的众多不利因素,本文设计研究了一种摘枣机。该摘枣机主要由直流减速电动机、辅助闭合爪、采摘箱体、伸缩杆、传送软管、旋转梳齿、收集装置等部分构成。采摘时,通过调整伸缩杆来改变长度,利用按动伸缩杆手柄握把处的按钮来启动电机带动齿轮,进而带动旋转轴上系列装置转动,再联合辅助闭合爪转下果子,完成采摘。该采摘器结构简单、成本低廉,具有较强的通用性和可操作性。适用于大面积摘枣,能顺利高效地采摘果实,极大地降低了劳动强度,提高了采摘效率。     

多杆式栽植机构参数化设计与仿真分析

针对目前多杆机构设计较为困难的问题,采用参数化方法设计一种旱地移栽机的多杆式平行杆组栽植机构。设计了多杆式平行杆组栽植机构的结构并建立其运动学模型,基于ADAMS软件建立其参数化模型,并开发用于参数化设计的人机交互界面。利用人机交互界面设定栽植机构的结构参数,对栽植机构鸭嘴的静态与动态轨迹进行仿真,同时获得栽植鸭嘴尖端的位移、速度、加速度规律。通过对设定参数的调整与仿真结果的分析,得到一组合适的参数:机架定位角度为42°,L1=120 mm,L2=242 mm,L3=180 mm,L4=300 mm,L5=80 mm,L6=120 mm。通过参数化设计方法,能够方便地得到符合设计目标的多杆式平行杆组栽植机构的结构参数。     

基于SA-PSO算法采摘机械臂参数优化

当前油茶果的采摘方式为人工采摘,采摘方式落后,采摘效率低,导致生产成本高,严重制约油茶产业的健康发展。为解决这一问题,实现油茶果机械化和自动化采摘,设计了一款振动式油茶果采摘机。油茶果采摘机工作过程中采摘机械臂的结构尺寸将会限制其工作的范围。为确保采摘机能高效率的采摘油茶果,对采摘机械臂进行参数优化,寻找最优参数。结合实地考察的结果,确定优化设计的变量为举升液压缸行程Sj、伸缩液压缸行程Ss、俯仰液压缸行程Sf,建立目标函数,确定约束条件。基于SA-PSO算法,对油茶果采摘机械臂进行结构参数优化,得到最优参数解:举升液压缸行程为Sj=154mm,伸缩液压缸行程为Ss=320mm,俯仰液压缸形成为Sf=166mm,为采摘机的优化设计了提供了理论数据支持。     

全自动红枣去核机传动系统设计

[目的]研究全自动红枣去核机传动系统设计。[方法]针对国内外已开发产品的特点,对其进行相互比较和研究,在已有产品的基础上提出了一种新的去核方法。[结果]增加了红枣存储机构,可实现红枣的存储及往输送带上输送;冲核杆的导向机构采用凸轮机构,大大减小了冲核杆在刚进入导向机构时的冲击,保留了退核杆轮及退核杆机构。[结论]该全自动红枣去核机具有紧凑、操作方便、生产效率高、破坏率低等特点。     

手持式电动水果采摘机设计

针对果园采摘作业占有劳动力多,采摘效率低、机械化采摘困难等问题设计了一款操作简便且通用性强的手持式电动水果采摘机.该采摘机由切割刀片、刀片驱动电机、载果框、伸长杆、手柄、切割按键及控制器组成.采摘时,按动切割键,刀片驱动电机带动切割刀片旋转割断果柄,控制器同时检测刀片的起始位置和电机驱动电流,保护电机及控制器.该采摘机结构简单,成本低廉,能减轻劳动强度,能完成多种水果的采摘,提高了采摘效率.     

芒果采摘机构的设计

我国的海南岛分布许多不同种类的芒果,由于各种品种的芒果结果高度不一,不利于现有的水果采摘机器芒果的采摘。笔者设计了一种可伸缩灵活多用的采摘机构,可用于芒果以及木瓜的采摘。该设计对传统采摘机构的集果装置进行了改进,采用滚轮式机架,利用伸缩式采摘杆通过调节其长度来实现对不同高度芒果的采摘。结果表明该设计不仅大大降低水果采摘过程中的水果擦伤率,并且可大幅降低果农的工作负荷,使采摘过程变得轻松。因此,设计的该采摘机结构简单,使用方便,能完成大部分品种的芒果、木瓜等水果的采摘工作,大大提高工作效率。     

自走式红枣捡拾机的设计

由于红枣矮化密植的特点,红枣收获大多依靠人工,效率低下,劳动强度大。为解决这一问题,在已有的红枣捡拾机器的基础上,基于负压产生气吸的原理设计了一种自走式红枣捡拾机,该机器主要由收集装置、清选装置、行走机构、传动机构、动力系统和底盘组成。利用负压收集红枣,该设计能够有效降低红枣捡拾过程中的冲击损坏,具有初步清选的功能,并且实现了自走,提高了劳动效率。     

一种新型油茶果摘果机研制及动态特性试验研究

为改善现有油茶果摘果机工作效率低以及需要人工辅助采摘等技术难点，设计了一种基于多连杆机构的油茶果采摘机，通过液压系统驱动执行机构进行往复运动，实现了振动式自动采摘油茶果。本研究首先介绍了基于多连杆机构的油茶果摘果机工作原理，确定了曲柄滑块机构关键部件的结构参数并完成了可调速液压系统设计。然后，开展了油茶果摘果机关键部位加速度和动态应力测试，评估了运动特性及强度指标。结果表明，整机能够正常运转，但是，滑块最大加速度为90 m·s^-2，上底盘最大应力为541 MPa，安全系数<1，需要开展优化设计。     

穴盘苗变形滑针式取苗器的研究

半自动移栽机受到人工取苗的限制,单行移栽频率约为45株·min-1,生产率较低.对于穴盘苗移栽,自动取苗代替人工取苗是穴盘苗移栽机械的发展趋势.取苗器是自动取苗系统的末端执行器,其结构及作业条件对穴盘苗取苗成功率的影响直接关系到移栽机械的作业质量.设计了变形滑针式取苗器,运用正交试验和方差分析获得了该取苗器的取苗成功率、影响取苗成功率的显著因素及最佳取苗工作条件.正交试验选取穴盘苗苗龄、苗钵含水量、取苗夹持角度、取苗速度和取苗滑针数这5个因素,结果表明:变形滑针式取苗器平均取苗成功率达83.61%,影响取苗器成功率的显著因素有取苗滑针数和苗龄,取苗夹持角度影响其次,最佳取苗工作条件以25 d穴盘苗苗龄、4根取苗滑针以36°取苗夹持角度为宜.     

香蕉采摘机械的研究现状与发展趋势

采取文献综述与经验总结相结合的方法,对国内外香蕉采摘机械的现状进行研究;从香蕉采摘机械手与自动化采摘机械2个方面对文献知识进行梳理与归纳。结果表明:1)国内外出现众多的香蕉采摘机械手,包括采摘机械夹持装置、支撑装置、切割装置等,可以实现替代人工,降低果实损伤的目的。2)目前集采摘、运动于一体的自动化香蕉采摘机械,极大的提高了香蕉采摘的效率,促进香蕉产业快速发展。3)多功能、智能化香蕉采摘机械仍然是当前香蕉采摘机械的研究重点。针对香蕉采摘机械发展过程中存在的不足,提出如下的发展方向:深入研究香蕉采摘机械的行走装置,实现快速运动与灵活转向;在当前自动化采摘机械的基础之上,全面研究香蕉果实视觉识别系统与计算机决策系统;进一步研究移动小车与机械臂,增强香蕉采摘机械的抗倾覆能力;香蕉采摘、落梳与包装一体机或可更换机械手的多功能化果实采摘机是未来香蕉采摘机械的研究热点。     

纸板方格蔟采茧机的研制

[目的]研究设计新型方格蔟采茧机。[方法]根据采茧过程主要技术要求、采茧机构工作原理和主要技术参数指标,进行设计与样机制造。[结果]样机主要由机架电机、顶杆安装板、顶杆、支撑架、钢丝梳、定位块、弹簧开合门、出茧口、丝杆(d=20 mm)和滑轨组成,整机主要技术参数为外形尺寸(650 mm×620 mm×1 130 mm);电机功率为0.25 kW;丝杆转速30 r/min;采茧效率为50 kg/h;蔟具损坏率1%。[结论]该机设计的主要亮点在于顶杆头部形状及自动开合门的设计,其整机具有结构简单、使用方便、不损伤蚕茧和蔟具优点,工效达到50 kg/h,是手工作业的10倍以上。因此,具有推广应用价值。     

仿人工挑带式滴灌带回收机研制与虚拟样机仿真

【目的】研究农田滴灌带人工回收劳动强度大、卸载困难、易断带等,设计一种仿人工挑带动作的挑带式滴灌带回收机。【方法】回收机主要由卷带机构、导向机构、挑带机构以及机架等组成。卷带机构由多连杆机构组成,通过移动滑块可实现滴灌带的快速卸载;建立并求解导向机构和挑带机构数学模型;利用动力学仿真软件ADAMS建立滴灌带回收机的虚拟样机模型。【结果】获得导向机构参数:曲柄长155 mm,连杆长439 mm,偏心距长248 mm时,传动效果最佳;获得挑带机构参数:曲柄长141 mm,挑杆长366 mm时,满足挑带高度500 mm的要求;仿真分析发现:随着导向机构和挑带机构转速的增加,滴灌带内张力逐渐增加,最终确定导向机构的转速为0.8 r/s,挑带机构转速0.6 r/s。【结论】仿人工挑带式滴灌带回收机1 h作业面积约1 hm²,可以快速完成滴灌带的卷带、卸载。     

菠萝半自动采摘机的结构设计

由于菠萝树和果实的特殊结构,导致目前国内绝大多数的菠萝采摘都还采用效率低、对手的伤害程度较大的纯手工采摘方式。首先设计了菠萝半自动采摘机的整体结构,主要包括车身部分、收纳部分、控制部分、输送部分、采摘部分等。其次,采用三维数字化软件Solidworks对菠萝半自动采摘机进行三维建模。最后,对机械手的运动特性进行了分析。设计将有效地解决菠萝采摘难的问题,促进菠萝产业的发展。     

农家有机肥抛撒装置研制与应用

为有效解决人工抛撒农家有机肥不均匀、成本高的问题,拓宽农家有机肥应用机械装备技术,研究提出了农家有机肥抛撒装置的指导思想,研制出的农家有机肥抛撒装置,主要包括支架、连接构件、传动构件和撒肥构件4部分,该装置抛撒农家肥的距离可通过调节曲面抛撒板在曲面撒板底座的位置调控,可适应于不同面积的农田;该装置可与大中型拖拉机配套使用,具有安装、拆卸简便且生产成本低等特点。每台每个工作日可均匀抛撒农家有机肥约130~150 t,其作业效率是人工抛撒的15~18倍。该装置的研制与开发为大量农家有机肥进入农田消减成本提供了技术支撑。     

池塘养殖沉积物收集装置的研制

为解决池塘固定沉积物集中收集的问题,设计了池塘养殖沉积物收集装置,主要由吸污装置、行走机构、控制系统和输泥管系组成。吸污装置利用污水泵将池塘底部的沉积物提升到岸上;行走机构的直流推进器为装置提供动力,实现自主行走;控制系统通过控制污水泵和两个推进器的工作状态,实现装置的运行。性能测试表明:沉积物收集装置在吸污作业时,行进速度需控制在0. 1 m/s以内,清淤时间在20～40 s范围内,可将固定点的沉积物完全吸除;吸污能力在0～14 m~3/h范围内,沉积物含泥量在0～12. 7 m~3/h范围内,沉积物浓度在0～35%范围内;整机配套功率为0. 9 kW,输送距离为100 m,空载噪声为52 dB。池塘养殖沉积物收集装置利用220 V的交流电作为电源,并采用隔离变压器与电网隔离后,再输送至池塘养殖沉积物收集装置的控制平台,安全性高,在池塘水体中运行范围大,实现了池塘养殖沉积物的集中收集。     

红枣去核机的设计与研发

[目的]实现红枣输送、定位、冲核和分离过程完全自动化,提高红枣去核加工工艺自动化水平。[方法]分析红枣去核生产工艺技术要求对关键技术构件进行革新设计,对主要技术参数进行计算与选择,最后给出一整套设计方案。[结果]根据红枣及其加工工艺特点增加了红枣存储机构,实现了红枣的存储及往输送带上输送;采用凸轮机构作为冲核杆的导向机构,减少了冲杆在刚进入导向机构时的冲击力,降低了红枣破损率。[结论]该机的设计实现了红枣去核工艺全自动化。该机具有结构紧凑、操作方便、生产效率高、破坏率低等特点。