双通道独立调节核桃风选机的研制

针对核桃空瘪率高的问题,采用比重法研制了双通道独立调节风选机。本文介绍了该机的结构、工作原理、特点及试验情况。试验证明,该机生产效率达2t/h,作业效率是人工的作业的100倍以上,风选率≥90%,降低了劳动强度和生产成本,对核桃产业发展具有重要意义。     

6XG-2000型空瘪核桃风选机的研制

我国核桃空瘪率较高,影响核桃产品质量,降低核桃商品化率,制约核桃产业的发展,生产中多以手工挑选为主,效率低。本文介绍了项目组研制的6XG-2000空瘪核桃风选机的结构、工作原理、特点及试验情况,旨在为空瘪核桃机械化风选加工提供条件。     

茶树鲜叶分选研究现状与展望

在采茶人工成本不断增加、采工紧缺以及无法实现智能采摘的压力下,机械化将代替人工采摘茶树鲜叶。机械化采摘鲜叶存在等级混乱、芽叶破碎等问题。通过风选机、色选机和筛选机等分选设备对鲜叶进行分选研究现状进行分析比较,提出鲜叶智能分选机的设计思路,将实现对鲜叶进行高准确、高效率地分选。     

基于DEM-FLUENT耦合仿真谷物颗粒风选研究

为了研究谷物在风力作用下的分选效果,利用DEM-FLUENT耦合技术对农业颗粒分离过程进行模拟研究,在本文的虚拟风选机的结构尺寸下,探讨不同风速及落料速度下谷粒与短茎秆的分离情况,采用体积分数和损失率来量化分选效果。结果表明:在其他条件相同、风速为25m/s时,分选效果较好;落料速度对分选效果的影响较小,落料速度为0.5m/s时,分选效果较好。研究表明:带有倾角的送料滑道对颗粒料层具有分散作用,可减小阻风效应。以上所做工作对研制高效的风选设备提供了理论帮助,也为处理多颗粒风力分选的理论研究提供了一种有效的计算方法。     

空瘪核桃风选机风选系统的优化设计

以6XG-2000型空瘪核桃风选机为样机,进行设备风选系统的优化试验。通过开展调风板开度、卸风板开度对分离腔进料口风速、设备误差率的影响试验研究,确定调风板开度和卸风板开度的最佳参数分别为87°和10°,在该条件下,分离腔进料口风速为14 m/s,误差率为0.4%,清选效果最佳。     

基于比重和图像的核桃内部品质无损检测与分选

针对核桃内部品质不易检测、市场上带壳核桃中劣质核桃比例较高的问题,阐述了根据比重判断核桃内部品质的原理,提出核桃无损检测与分选方案。将摄像工具所采集的核桃图像进行处理、拟合,并估算核桃体积;由称量平台获取核桃质量并换算成重量;根据核桃的比重使不同核桃落入不同容器中,或根据核桃冲击力与核桃体积的比值,即比重等效参数对核桃进行检测与分选。在核桃下落到平面时,核桃中分面与平面的夹角相对稳定在60°左右,利用这一特点设置正面、侧面图像采集工具,可较准确地获取核桃的轮廓,从而提高分选精度。该方法可间接检测核桃内部品质,对核桃壳仁、工作环境、操作人员均无不良影响。     

小型农产品分选机设计与试验

针对家庭农场及小规模营销的需要,设计了基于机器视觉的小型农产品分选机。农产品在平胶带上形成多通道阵列式输送,以DSP作为机器视觉单元的核心,采集一帧图像可分析多个通道,并根据农产品的形状、颜色等图像特征进行分选。在水平输送速度为9.2 cm/s、农产品输送间隔为16 cm、4通道并行输送的条件下,选用核桃、红枣及栗子3种农产品进行了分选机性能测试。试验表明,机器能够可靠工作;核桃、红枣和栗子的分选准确性分别为91.66%、94.79%和97.39%;分选速度达8 800个/h。因此采用DSP芯片作为小型分选机的机器视觉核心是可行的,可以为农产品分选机的小型化、低成本提供技术支持。     

核桃捡拾机关键部件设计与分析

【目的】解决目前人工捡拾核桃效率低等问题,实现核桃的自动化捡拾作业,提高核桃的采收效率。【方法】课题组针对新疆核桃的种植模式与生长特点,研制了一种能够实现落地核桃聚拢、收集、杂质分离以及脱皮清洗一体化的核桃捡拾机,以聚拢、分选、清洗步骤为研究主要对象,利用SolikWorks软件进行核桃捡拾机的三维建模,并对刀片进行静力学及模态分析。【结果】1)从等效应力图中可以看出,刀片的最大等效应力为6.454 9×10^-4 MPa,在实验中远小于合金钢的最大许用应力;2)从模态云图中可以得到刀片的前6阶固有频率,均远远大于刀片的最大激振频率0.5 Hz,因此刀片在工作运行情况下不会产生振动和噪声,也不会出现共振现象,刀片设计较为合理。【结论】研究结果可为自动化核桃捡拾机的机械设计与改进提供理论参考,从而代替人工捡拾作业,减轻农民的劳动强度,有助于提高我国核桃收获作业的效率和质量。     

核桃破壳机的试验与工作参数优化

为了优化自制偏心击打式核桃破壳机的工作参数,提高核桃破壳的高路仁率,进行了核桃破壳试验研究。通过二次回归旋转组合试验,明确了击打行程、含水率、核桃尺寸与高路仁状况的具体关系,对破壳参数进行了优化和验证。结果表明:含水率在14.5%左右时,核桃高路仁效果最好;最佳的综合破壳效果条件为击打行程为5mm左右、含水率为14.5%左右、核桃尺寸为41mm左右。     

玉米种子实时检测分选装置设计与试验

针对我国玉米种子人工分选效率低、错分率高、缺少自动检测分选装置等问题,设计了一种玉米种子实时检测分选装置。该装置由进料单元、检测单元、分选单元和控制系统组成。下位机采用MSP430,与上位机实时通信,并控制分选执行机构,上位机采用Matlab 2014b软件对玉米种子图像进行实时处理,并输出识别结果。为了便于采集玉米种子图像,设计了种子分离机构。根据霉变玉米种子与正常玉米种子表面颜色的差异,设计了一种基于HSV颜色空间划分的玉米种子识别算法,并提出了一种玉米种子排序策略,实现了玉米种子的精确分选。该装置对单幅图像的采集和处理时间约为0.7 s,分选速率最高为680粒/min,霉变玉米种子识别准确率为100%,裝置总体分选准确率不低于94%。该装置实现了从玉米种子进料到分选的全自动化,能够对霉变玉米种子进行实时检测和分选。     

手推式核桃捡拾机设计与试验

针对落地核桃采收不及时影响核桃品质、核桃捡拾劳动强度大和人员成本高等问题,设计了一种手推式核桃捡拾装置,介绍了其基本结构、工作原理、技术参数及性能特点。开展捡拾试验,试验结果表明设备性能可靠,各项性能指标均可达到设计要求。手推式核桃捡拾机可减轻劳动强度,有利于提高核桃收获机械化水平。      

基于核桃特性分析的核桃破壳装置设计

针对核桃加工过程中存在的人工破壳效率低、成本高等问题,分析了核桃的物理特性,探究了核桃挤压破壳的影响因素,得到核桃的最大破壳应力为580 N。在此基础上,设计了一种气动式核桃破壳机,并利用复动式气缸的特点实现了高效破壳。设计了核桃破壳机的总体结构和关键部件,并开展了验证试验,结果表明,在破壳气缸单个行程耗时2 s条件下,核桃高露仁率和一次破壳率分别为91.5%和90.7%,处理量为108 kg/h。此设备可为核桃破壳的规模化发展提供借鉴和参考。      

核桃开口机设计

为了便于核桃食品加工时入味、取仁或使核桃易剥食,设计了一种对辊窝眼式核桃开口机。该机采用锥辊式分级装置,可按核桃的粒径大小自动分级。采用对辊窝眼式开口装置,可实现核桃的挤压开口。窝眼的大小与分级装置相对应,使不同大小的核桃受到相同的挤压力。生产实验表明,用窝眼抓取核桃进行挤压开口是可靠的,开口率>95％,破碎率<2％,生产能力> 150kg/h。     

短风道核桃壳仁分选机研制

目前国内核桃破壳取仁主要依靠手工,效率低,成本高,制约了核桃产业的发展。介绍了项目组新研制的小型短风道核桃壳仁分选机的结构、工艺、工作原理、特点及试验情况,该设备集核桃破壳、壳仁分级和壳仁分离于一体,可以同时完成核桃破壳、壳仁分级与风选分离,为实现核桃壳仁机械化分离加工创造了条件。      

两种核桃干燥设备作业性能对比

通过对国内核桃干燥设备的调查研究,针对干燥设备能耗大、均匀性差、干燥后产品品质不佳等现状,选择5HH-3000型核桃烘干机与HG-120型果品烘干机两种干燥设备为试验研究对象,对比分析干燥设备实际工作的性能指标,结果证明,5HH-3000机型的性能优于HG-120型干燥设备。为干燥设备的优化改进提供了有力证明,也为机型的选择和规模化生产提供了理论依据。      

低温冷榨核桃油工艺及主要压榨参数优化

为得到高品质的核桃油,利用新疆“新新2”品种核桃进行核桃破壳、壳仁分离和低温螺旋冷榨工艺中试试验。对比研究了物料粒度对出油率的影响以及低温螺旋冷榨机压榨的主要工艺参数（出饼口直径和榨轴转速）对核桃油饼粕残油率和压榨效率的影响,得出核桃油冷榨关键技术的最佳工艺条件:核桃仁粒径10 mm、压榨温度35 ℃、入榨水分8%、榨轴转速60 r/min及出饼口直径6 mm,在此工艺条件下核桃油出油率可达40%。将冷榨装置与核桃破壳及壳仁分离生产线进行集成配套,形成低温冷榨核桃油生产线,为冷榨核桃油工业化生产提供坚实基础。      

核桃破壳取仁工艺及关键设备

我国核桃栽培面积大,产量高,但是加工技术落后,没有成熟的核桃破壳机械。针对上述问题,确定了核桃破壳取仁工艺,介绍了常见核桃破壳取仁方法及核桃破壳装置,并设计开发了6PK-400核桃破壳机,对其结构和原理做了介绍。该机选用平板挤压破壳方法,采用了一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳板作为核桃破壳工作部件,可对核桃进行破壳取仁。通过对核桃破壳试验及影响核桃破壳的主要因素进行分析表明:该机具结构设计合理,为破壳装置的改进设计与使用提供了理论依据。     

牵引型分段式花生收获机的研制

结合河南省花生主产区的种植模式和农用拖拉机保有量大的特点,为解决花生挖掘后人工捡拾秧果劳动强度大、成产成本高的问题,设计了一种与拖拉机动力配套使用的牵引型分段式花生收获机。该花生收获机主要由传动变速装置、拾捡输送装置、搅龙装置、清选分离装置、集果装置,以及相关辅助装置等部件组成。在分段收获的基础上,设计了自动拾捡装置,提升了抓秧能力;创新设计了螺旋圆弧搅龙,振动筛与吸风机组成的清选分离系统,清选效果较好,最大限度地避免了农机作业中粉尘飞扬。田间试验表明:该机作业性能良好,捡拾率达到98.8%,损失率为2.8%,生产率达到1 017kg/h,符合国家花生收获机作业质量标准(NY/7502-7 5 0 2),满足实际生产要求。     

手持式幼果连续套袋机研制

幼果套袋是提高水果品质的重要措施。针对实际生产中幼果套袋劳动量和劳动强度较大的问题,研制了一种手持式幼果连续套袋机。该套袋机结构紧凑轻巧,具备取袋、撑袋、套袋、封袋和复位等功能,可手持对圆形或椭圆形的幼果进行连续套袋作业。在试验中可完成5~6个/min幼果的套袋作业,能够较大程度地减轻操作者的劳动强度,有效提高套袋效率,降低作业成本。      

4S-6型大蒜收获机的研制开发

目前,我国大蒜的收获基本上还是采用传统的人工刨挖和捡拾,其劳动强度大,收获效率低,生产成本高,且损伤、丢失严重。为此,设计开发了4S-6型大蒜收获机,该机采用蒜区普遍使用的手扶拖拉机为动力,可一次完成挖掘、蒜土分离及铺放覆盖等作业,满足大蒜收获农艺要求;阐述了其基本组成及工作原理;介绍了其结构特点及技术参数,从而为大蒜收获机的研制提供了参考依据。