摇杆式桑叶采摘机拨枝与采摘时间的协调匹配分析

以实现机械采摘桑叶为目的,设计一款能自动采摘桑叶的摇杆式桑叶采摘机,并通过对桑叶采摘装置和间歇拨动定位装置工作原理分析,建立曲柄滑块机构运动的几何模型。通过对称两端半圆环刀具的张闭动作时间与间歇拨动装置运动时间的匹配分析计算,确定了圆柱分度凸轮分度期转角和停歇期转角,使间歇拨动定位装置能及时将桑枝送到桑枝定位框,即对称两端半圆环刀具所在位置,使圆环刀具能对桑叶准确实现采摘动作。该研究可为实现桑叶采摘的机械化提供理论和应用依据。     

甘蔗叶鞘在弹性剥叶元件作用下破坏高速摄影分析

为了研究整秆式甘蔗联合收获机剥叶过程甘蔗叶鞘在弹性剥叶元件作用下的破坏机理,研制了甘蔗剥叶试验台,利用高速摄像机拍摄了蔗叶的破坏过程,并对图像进行分析。结果表明,甘蔗叶鞘在弹性剥叶元件作用下的主要破坏形式有叶鞘脱落、叶鞘撕裂和叶鞘与茎秆分离。通过建立弹性剥叶元件作用于叶鞘的简化力学模型,结合叶鞘的力学特性分析了蔗叶在弹性剥叶元件作用下的破坏机理。弹性剥叶元件对叶鞘施加的力是破坏叶鞘的主要作用力。叶鞘不同的破坏形式与叶鞘的生长性状和力学特性有关,含水率低于20%干叶鞘的主要破坏形式为叶鞘脱落,含水率为20%~50%的湿叶鞘的主要破坏形式为叶鞘撕裂,含水率大于50%的青叶鞘的主要破坏形式为叶鞘与茎秆分离。     

不同倒伏状态甘蔗扶起过程的试验

设计了分蔗靴-螺旋滚筒-拨指链组合式扶蔗器.将甘蔗按照倒伏状态分类,与拨指链式扶蔗器一起进行实验室对比扶蔗试验,研究扶蔗器对不同倒伏状态甘蔗的扶起效果.结果表明:对于倒伏角小于30°、侧偏角大于15°的严重倒伏甘蔗,组合式扶蔗器扶起后甘蔗的倒伏角为61.4～75.5°,效果明显优于拨指链式扶蔗器;对于倒伏角大于30°、侧偏角大于15°的一般倒伏甘蔗,2种扶蔗器的扶蔗效果一致,扶起后甘蔗的倒伏角为69.4～76.8°.     

基于Pro/Engineer的螺旋式桑叶采摘机设计

结合广西地区桑叶种植和人工采摘情况,为实现桑叶采摘机械化,研制了一款桑叶采摘机,利用螺旋式提升结构完成桑叶采摘过程。采用Pro/Engineer软件,对螺旋式桑叶采摘机的桑枝拨动定位装置、桑叶采摘装置、行走装置及机身等部件进行三维实体建模及虚拟样机装配,并对长径比比较大的关键零部件进行稳定性校核。结果表明:关键零部件满足稳定性要求;整机机械结构简单,使用时便于操作,能实现桑叶的机械化采摘,对减轻桑农劳动强度具有重要意义。     

不同改流体对稻种颗粒在料仓卸料流动的影响

为探明不同改流体对稻种颗粒在料仓卸料流动的影响机理，实现种群流动从中心流到整体流转变，改善种群流动环境，该研究利用离散元法（discrete element method，DEM）建立传统料仓、垂直扰动和水平扰动料仓模型与稻种颗粒仿真模型，进行卸料数值模拟，并与料仓实际卸料试验作流型对比，验证离散元模型与数值模拟结果准确性。整体流指数（mass flow index，MFI）与z轴颗粒速度表明传统和垂直扰动料仓中部区域颗粒速度均随颗粒堆积高度增加而减小，边壁区域颗粒速度均随颗粒堆积高度增加而增大；而水平扰动料仓边壁区域颗粒速度随料仓颗粒堆积高度增加而减小，中部区域颗粒速度随颗粒堆积高度增加而增大；传统料仓，垂直和水平扰动料仓的流型转化高度分别为130、118以及130 mm。料仓不同区域种群垂直速度、水平速度和角速度表明，种群垂直速度在垂直与水平改流体作用下，相较传统料仓流动区域分别降低34.82%和83.46%；随料仓颗粒堆积高度降低，种群水平速度波动增大，传统料仓、垂直及水平扰动料仓颗粒水平速度标准差分别为0.0273、0.0187以及0.0103 m/s。传统和垂直扰动料仓中心和边壁区域颗粒角速度变化相似，垂直扰动料仓中心区域角速度峰值小于传统料仓；水平扰动与传统料仓流动区域颗粒角速度变化相似，但水平扰动料仓颗粒角速度变化小。研究结果可为工程提出改流体设计标准、结构与位置参数及提高料仓使用面积提供参考。     

预切种木薯播种器阶梯式振动散种机构设计与试验

针对预切种播种器对成堆木薯种茎进行精密播种时待充木薯种茎乱序、充种可靠性低等难题，在播种器供种环节设计一种阶梯式振动散种机构。建立了木薯种茎在阶梯式振动散种机构上运动过程的数学模型，对木薯种茎相对散种板的下滑运动和其在阶梯式调姿板上的抛掷运动进行理论分析，确定显著影响机构性能的因素分别是作业宽度、振动频率、台阶倾角以及限位挡角。基于离散元法（Discrete Element Method，EDEM）建立了木薯种茎-振动散种机构的仿真模型，单因素仿真试验明确了各因素对横向调姿成功率和散种输送成功率的影响规律。研制了阶梯式振动散种机构试验台，进行四因素五水平正交中心组合试验研究，并基于最优的因素参数组合对4个不同品种的木薯进行适应性测试，确定最佳参数组合。结果表明当阶梯式振动散种机构的供种箱作业宽度为643.41 mm、振动频率为55.58 Hz、限位挡角为145.06°、台阶倾角为80.13°时，横向调姿成功率为85.7%，散种输送成功率为88.2%；当在最优因素参数组合下进行试验，横向调姿成功率为85.6%，散种输送成功率为88.6%。研究为预切种式木薯精密播种器相关装备的研制提供指导参考。