微型喷药机构型设计与仿真分析

针对三轮高地隙喷药机田间运行稳定性差和后轮轮距调整不方便等问题,设计了万向节动力转向机构、可伸缩车架及后轮转向机构等部件组成的微型高地隙喷药机。对机架进行了仿真模型建立、有限元应力-应变分析和响应曲面拟合优化设计,并对优化后模型进行了模态分析。结果表明:机架在满足性能和强度要求前提下实现了轻量化,整机各个机构匹配性能均满足设计要求,且车体运行平稳,后轮轮距调整方便,有利于三轮高地隙喷药机的应用与推广。     

气吸式大豆精密排种器排种性能试验研究

在精密播种机中,精密排种器是其工作的核心部件,工作性能直接制约了播种机播种性能的优劣。为了探究影响气吸式排种器工作性能的主次因素,以大豆气吸式排种器为研究对象进行了台架性能试验测试。试验确定排种盘转速为影响排种器排种性能的主次因素,气室负压为次要因素;排种盘转速为20 r/min,气室负压为5 k Pa时该大豆气吸式排种器排种性能最优,合格指数高达91.13%。该研究结果对排种器结构改进以及性能优化提供了参考依据。     

1ZL5型马铃薯中耕机的设计与试验

针对马铃薯垄作栽培种植中肥量需求量大、土壤疏松程度高等要求,研究设计了1ZL5型马铃薯中耕机。通过对整机结构和工作原理的阐述以及对开沟铲和覆土铧工作断面参数的理论分析,获得了机具关键部件的具体结构参数。同时,对整机的作业性能进行了田间试验,结果表明:设计的马铃薯中耕机各项试验指标均满足马铃薯中耕要求,能够一次性完成松土、除草、筑垄等作业,还兼有蓄水、保墒的作用。该研究为马铃薯中耕机的研发提供了参考。     

林果树苗栽植开沟装置有限元分析与结构改进

根据现代林果树苗大面积栽植的农艺需求,设计了一种林果树苗开沟栽植机。在初始样机田间试验中,开沟装置侧面的沟型保持板发生较大变形。为了增强开沟装置的结构强度,避免作业阻力过度增加,利用有限元法对开沟装置进行了结构分析。利用AIP软件建立了原始开沟装置的三维装配体模型,并根据林果树苗栽植作业的实际工况定义其约束条件和受力载荷,结合开沟装置的材料属性进行有限元计算。同时,通过参数驱动机制变换开沟装置模型尺寸,获得了开沟装置的多组应力、变形和安全系数等数据,依据计算结果改进了开沟装置的结构和参数。试验结果表明:改进的开沟装置没有出现变形现象,作业机组工作状态良好,达到了林果树苗栽植作业的农艺要求。     

草莓采摘机器人成熟果实识别及避障控制系统研究——基于ARM与FPGA

目前,草莓的采摘主要靠人工完成,任务繁重,效率较低,人为造成的损失也比较大,减少了果农的经济收入,也影响了草莓种植的发展。因此,研制草莓采摘机器人是解决人工采摘问题的关键。为此,大量研究了草莓种植的特点及人工采摘技巧,基于ARM与FPGA智能控制模块及双目机器视觉技术,设计了草莓采摘机器人成熟果实及避障控制系统。实验结果表明:所设计的草莓采摘机器人成熟果实识及避障控制系统可以准确识别成熟草莓果实,并能灵活避开采摘途径中的障碍物,系统运行稳定,对我国开展草莓采摘机器人果实识别和避障技术的研究具有一定的参考价值。     

工业大麻机械化收割技术的研究

传统麻类作物的收割方式一直是制约麻类作物发展的重要因素,机械化收割是麻类作物发展的重要方式。为此,通过调研检索国内外麻类机械的相关文献资料,简述了国内外麻类作物机械化收割的现状和特点,并在系统地介绍和分析麻类作物收割机械的基础上,重点介绍圆盘切割装置的研究概况,阐述了国内外麻类收割机械的所具有的优势和不足,提出了适合中国工业大麻机械化收割的建议。     

生物柴油搅拌装置的设计

生物柴油制备器械很多,但制备过程中油料预混合及配套加热器械却很少。为了进一步完善现今这一领域的不足,设计了一种适用于生物柴油的油料搅拌装置。为此,阐述了该装置的主要结构、工作原理和主要技术参数,并以200r/min的转速为标准,运用gambit进行图形绘制和网格划分,采用fluent软件对该机内部流场进行仿真分析,验证了其转速的合理性。基于STC89C51单片机和DS18B20的温度传感技术,设计了一种温度控制装置,可在生物柴油制备过程中使油料更好地进行预混合和加热,从而提高了生物柴油的制备效率和质量,减少了操作时间。     

轮盘式液态肥穴播深施机设计与试验研究

液态肥穴播深施是利用高压液柱冲击土壤,通过精确控制流体喷射进行肥料定向深施的一种农机农艺新方法。为此,设计并研制了一种轮盘式液态肥穴播深施机,并通过土槽试验研究了液态肥穴播深施的可行性、成穴的基本规律及合适的工作参数范围。设计的开穴施肥轮上分布着多个导流开穴器,当导流开穴器插入土壤后,端面凸轮控制其开启,经过增压的高压液态肥沿导流开穴器射入土壤,解决了液态肥施肥过程中作业速度低、喷肥孔易堵塞及施肥量调节复杂等问题。研制了施肥机工作参数的试验测试系统,通过正交试验确定了其工作压力、流量和转速的最佳参数。试验表明:当压力取0.3MPa、节流阀开度为50%、转速为30r/min(对应机具速度0.86m/s)时,施肥量可满足设计要求。田间试验表明:轮盘式液态肥穴播深施机对覆膜、秸秆覆盖地、免耕地等作业环境有很强的适应性,比普通喷洒施肥节约肥料42%、提高作业效率30%以上。本研究为液态肥的深施肥作业机具研究和田间追肥农艺改进提供了参考。     

沙棘螺旋伸缩剪的设计与试验研究

为解决我国沙棘的采收问题,研制了一种螺旋伸缩剪,长度能在1.2~1.8m之间调节。选择手工园艺剪、沃施剪中低搭配的采收方式,与手工园艺剪、沃施剪、螺纹伸缩剪3者高中低搭配的采收方式进行试验对比分析,包括采收效率、采净率、采收范围、劳动强度。通过对比分析,得到在手工园艺剪、沃施剪、螺纹伸缩剪3者搭配时,沙棘的采收效率、采净率、采收范围3项指标都得到提高,确定了3者比例为2:1:1时沙棘采收效率、采净率最高。经两种沙棘采收方式的对比试验分析,为沙棘采收机的理论研究与优化设计提供了参考,也为沙棘采收机的研制开发提供了新的思路。     

基于虚拟机械制造技术的农机件智能CAPP技术研究

为了提高农机部件批量设计和生产的效率与质量,以CAPP智能系统为基础,提出了一种具有虚拟制造功能的农机件智能化CAPP系统。基于农机部件加工制造的设计需求,从整体到局部设计了CAPP系统基本框架,并采用三维建模、工序自动生成和零部件虚拟制造验证等方法进行了设计,建立了农机零部件信息系统和工艺数据库。根据累计和质量控制图与休哈特控制图,结合VB软件编程技术,对CAPP的误差检测功能进行了算法设计。最后,通过采集和输入农机零件的参数进行了工艺过程设计,并利用CAPP系统实现了工艺过程的自动化生成和实时监测系统的误差状态,完成了叶轮的虚拟加工,进而验证了农机部件设计制造智能CAPP系统的可行性。