板栗收获拍打式落果装置设计与试验

针对板栗人工收获效率低、高空落果易伤人等问题,该研究设计了一种板栗收获拍打式落果装置。装置采用无急回特性的摇杆机构,建立拍打摇杆的角位移、角速度和角加速度运动学方程,进行动力学数值仿真。通过板栗树果实与树枝的分离力试验,得出不同拉力角的分离力变化规律,0°～90°,随着拉力角的增大分离力逐渐减小,拉力角为0°时最大分离力为65.24 N。对4种常用材料的拍打条分别进行三因素三水平正交试验。结果表明,聚氨酯材料的拍打力小于板栗与树枝的分离力,铁片和玻璃纤维拍打力满足要求但作用力过大容易损伤板栗树枝,最佳拍打条材料为低密度聚乙烯,最优组合为电机转速600 r/min、拍打条长度350 mm、拍打角度20°,此时拍打力大小为70.71 N。田间试验结果表明,该落果装置能有效采摘板栗果实,平均落果率为90.5%,且对板栗树枝损伤较小。该设计满足板栗果实的采摘要求,对板栗收获机的研发提供了理论依据。     

倾斜梯形孔式穴施肥排肥器设计与试验

为降低肥料施用量、提高肥料利用效率、实现植株根区施肥,设计了一种倾斜梯形孔式定量穴排肥器。阐述了穴排肥器的成穴与工作原理,分析了影响其成穴性能的主要因素,构建了充肥和排肥过程中肥料颗粒群的力学模型;应用离散元软件EDEM和流体分析软件Fluent对穴排肥器的成穴性能进行了仿真分析,研究了作业速度、充肥孔长度和气流速度对穴长、穴排肥量误差的影响,通过全因子试验得到作业速度为3~7km/h时的较优参数组合为充肥孔长度27.0mm、气流速度15.0m/s,对应的穴长和穴排肥量误差分别为62.7~87.5mm和7.4%~8.9%。台架试验表明,在作业速度为3~7km/h、充肥孔长度为27.0mm和气流速度为15.0m/s条件下,穴长、穴长稳定性变异系数、穴排肥量误差和穴距误差分别为98.5~175.5mm、7.42%~14.18%、7.60%~15.17%、2.3%~4.7%;田间试验表明,作业速度为3~7km/h时,穴长、穴长稳定性变异系数、穴排肥量误差和穴距误差分别为104.2~178.4mm、7.55%~14.56%、7.69%~13.80%、2.1%~4.3%,成穴性能较好。     

内充气力式棉花高速精量排种器设计与试验

针对现有气力式棉花排种器高速作业下充种性能不佳、排种精度低的问题,结合内充种式排种器结构特点,设计了一种内充气力式棉花高速精量排种器,该排种器利用内充与气流吸附方式进行双重充种,经清种装置作用后,采用二次投种方式完成排种过程。构建了种子充填与吸附力学模型,确定了关键部件主要结构参数,并对影响排种器工作性能的主要因素进行了试验研究。以清种距离为影响因子进行了单因素试验,基于最优清种效果,采用三因素三水平Box-Behnken中心组合设计试验分析吸孔直径、前进速度与负压对排种性能的影响规律,获得了最佳工作参数组合,并进行了高速条件下排种性能对比试验。结果表明：清种距离为2.0 mm时,排种器清种效果最优;影响排种合格指数与漏播指数的主次因素分别为负压、前进速度、吸孔直径;最佳参数组合为吸孔直径2.9 mm、前进速度8.4 km/h、负压1150 Pa。经台架试验验证,其性能指标为合格指数均值96.48%、重播指数均值2.41%、漏播指数均值1.11%;在作业速度8~12 km/h范围内,内充气力式排种器排种合格指数均大于91%、漏播指数小于7%,且排种效果优于垂直圆盘气吸式排种器,满足棉花精量直播农艺要求。     

适用于西藏地区的聚风型垂直轴风力机结构特性分析

为满足西藏高寒高海拔地区对风力机安全可靠性的需求,以部件强度和气象参数为约束条件,针对一台面向西藏地区的额定功率为500 W的聚风型直线翼垂直轴风力机进行结构分析,并采用有限元分析方法,对风力机主要部件进行了静力学分析和模态分析.静力学分析表明:在额定转速下风力机叶片、主轴、支撑臂、法兰盘、上下聚风罩和塔筒等主要结构部件的最大位移形变分别为0.19, 0.25, 0.013, 0.005 6, 0.63, 1.20, 0.05 mm;最大承受应力分别为11.96, 25.63, 11.70, 6.10, 4.68, 2.11, 2.28 MPa,均在材料所能承受的范围之内,风力机主要结构部件设计合理,满足设计要求.模态分析表明:风轮的工作频率2.50 Hz远小于其一阶固有频率9.22 Hz,不会发生共振,安全可靠.研究结果可为垂直轴风力机的结构设计与分析提供参考,为聚风型直线翼垂直轴风力机在高寒高海拔地区应用提供基础.     

辣椒机械式自动精量排种器设计与试验

辣椒漂浮育苗具有占地面积小、育苗周期短和椒苗品质好的优点,播种环节要求一穴一粒精量播种,通常采用人工点播,存在劳动强度大和播种效率低的问题。针对以上问题,该研究以磁力回位型排种器为基础,设计了一种适于辣椒漂浮育苗的机械式自动精量排种器,并对关键机构进行设计,通过单因素试验获得曲柄直径、曲柄电机工作转速和种量的较优区间,以单粒合格指数、重播指数和漏播指数为指标进行三因素三水平正交试验,建立回归模型,并进行参数优化。试验结果表明,在排种器旋转倾角30°、旋转电机角速度0.07rad/s(即生产率240盘/h),曲柄直径为30mm、曲柄电机转速为230r/min、种量为4千粒时,排种器的播种效果较好,单粒合格指数为91.04%,重播指数为5.21%,漏播指数为3.75%,相比于人工操作磁力回位型排种器,单粒合格指数提升了5.81个百分点,重播指数降低了6.45个百分点,满足辣椒漂浮育苗的播种要求,可为辣椒育苗轻简化生产和小籽粒种子的机械式精量排种器研究提供参考。     

张网Y型释放装置对口虾蛄、三疣梭子蟹的选择性研究

张网Y型释放装置能够有效改善张网渔具选择性,为探究不同规格栅栏间距的选择性差异,该试验共设置3组栅栏间距(10 mm、15 mm、20 mm),于2015年12月在舟山嵊泗进行海上试验,捕捞渔获优势种为口虾蛄(Oratosquilla oratoria)、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus),采用联合网次数据分析该释放装置不同栅栏间距对口虾蛄、三疣梭子蟹的选择性。结果显示口虾蛄、三疣梭子蟹选择性指标50%选择体长/甲宽(L50)随着释放栅栏间距的增加不断增大,口虾蛄、三疣梭子蟹选择范围(SR)则随着栅栏间距的增加不断减少。表明Y型释放装置可有效用于释放小个体口虾蛄、三疣梭子蟹等甲壳类生物,但是适宜的释放间距仍需进一步的试验研究。     

养虾用水预防病毒病快速处理装置

本装置的设计原理为通过过滤除掉海水中本类疾病的媒介生物,并通过同时的药物消毒杀灭海水中游离的和吸附在悬浮微颗粒上的病毒粒子。装置由水泵、初级滤网、次级滤网、三级滤网、过滤槽及消毒液输入系统组成。初级滤网由40目筛绢制成,用圆钢和铁丝网框架支撑成网箱状,水泵吸水管的进水口设在其中,以滤掉粗大颗粒。次级滤网由80目筛绢制成,成袋状,结扎在水泵排水管的出水口上,悬垂在过滤槽中央,用以滤去较大浮游动物。三级滤网由200～220目筛绢制成,由圆钢和铁丝网制成的框架支撑,设置在过滤槽中,用以滤去较小浮游动物。消毒液输入系统由药液容器、药液导入管及调节阀等部分组成,用于将计算浓度的药液(次氯酸钠)输入处理水中,达到消毒目的。过滤槽为14m^3的一套装置,可维持流量为300m^3／h的水泵正常工作。次级和三级滤网一般要4～10h更换和处理1次．     

Y型幼鱼释放装置在张网渔具中的应用初探

近年来,张网渔具渔获中幼鱼比重大的问题突出,而使用放大网目等传统手段在一些场合下并不适用。本研究设计制作了一种新型刚性幼鱼释放装置,该装置由3个框架组合构成、框架使用铰链连接、外型呈Y型,并通过2014年冬季海上测试,分析这一装置对幼鱼的释放效果。海上对比试验结果显示,安装于张网囊头网部、不锈钢材料、栅栏间距2 cm、分隔框架与来流方向呈60°的装置能释放90%的幼鱼并同时保留大部分大个体渔获。该Y型幼鱼释放装置角度可调等特点使其功能得以扩展、适用性增大,可为今后开展过滤性渔具幼鱼释放研究提供参考。     

张网渔具霞水母兼捕减少装置的初步研究

近年来,霞水母的旺发严重影响了东、黄海秋冬汛张网渔业。为了维持渔业生产的正常进行,利用霞水母和目标渔获物的个体大小以及行为特性的差异,通过在网囊前安装网目长度为45cm的分隔网片和释放口所组成的兼捕减少装置(BRD)来释放霞水母。根据2000年和2001年的海上试验显示,该装置能有效减少霞水母兼捕,平均释放率达91.29%;而目标种类的平均逃逸率为13.35%,其中梭子蟹、鲳鱼的逃逸率较高,分别为52.84%和33.44%,带鱼和小黄鱼的逃逸率较低,分别为5.23%和6.27%,棘头梅童鱼的逃逸率为9.14%;同时由于霞水母的释放,使得作业中的暴网事故明显减少;霞水母BRD自设计开发、试验以后,得到了广泛的运用,自2003年起,已在江苏省启东市所辖350余艘张网渔船上全面推广应用。     

一种便携式土壤检测装置的设计

农田土壤样本采集工作中存在劳动强度大、所携带设备多、操作不易达到要求、难以保证测试准确性等问题.设计一种便携式土壤检测装置,阐述该装置的整体结构、工作过程及使用效果.该装置能够保证土壤检测仪器垂直入土,降低测试人员劳动强度,同时保证测试环境的理想性,提高测试结果准确度.