乌龙茶可调幅仿手工摇青装置研制与工艺参数研究

为助推乌龙茶的大规模标准化加工,提高摇青机械的摇青质量和效率,增进装备的适用范围,设计了可调幅仿手工摇青机构和单输入多输出的动力传输机构,建立了该可调幅摇青机构的运动学分析模型,利用MATLAB软件仿真得到球形筛的空间运动轨迹。在此基础上,对研制的摇青样机进行了乌龙茶摇青2因素4水平的多指标正交试验。采用综合评分法将多指标转化成单一指标,并通过正交检验分析得到较优工艺参数。在较优工艺参数下的乌龙茶摇青适度率为84.10%,失水率为33.63%,综合评分达到传统手工摇青的97.75%。试验结果表明,设计的可调幅仿手工摇青机作业有效,在相关工艺参数得到匹配的基础上,可适用于不同季节、不同嫩度鲜叶的规模化和标准化机械摇青;同时也为茶叶加工领域的相关工艺参数研究提供了一种新的解决思路。     

分布控制的乘坐式仿形采茶原型机研制与试验

为提高茶鲜叶采摘机械的自动化水平以及采摘完整率,降低采茶机系统开发成本,缩短开发周期,本研究提出了机采茶蓬面割刀自动仿形方法和分布式快速控制原型机低成本开发方法,研制了仿形采茶样机,并开展室内和田间试验.仿形采茶机采用超声波传感器,感知往复式割刀与茶树蓬面间的距离信息,通过丝杆实现仿形传动;利用Hampel滤波和低通滤...     

手持式名优茶嫩梢采摘机械手设计与试验优化

针对名优茶机械化采摘难的问题,根据茶叶采摘农艺要求和手工采摘动作的分析,设计了一种手持式名优茶嫩梢采摘机械手,模拟人手指夹住茶叶并通过提拉进行采摘。通过采摘机械手的运动分析,得到了影响采摘效率的因素磁钢距离、主动手指角速度和主动手指转角的参数变动范围。采用Box-Behnken响应面分析方法,研究影响因素对采摘成功率的交互影响,以采摘成功率为响应值建立二次回归模型,各因素对采摘成功率的影响显著性主次排序为：主动手指角速度、磁钢距离、主动手指转角;运用Design-Expert 11.0软件的优化模块,以采摘成功率为优化目标对各因素进行优化,得到优化参数为：磁钢距离40.04 mm、主动手指转角153.0°、主动手指角速度3.38 rad/s。以优化后的参数进行采摘试验,结果表明采摘成功率为74.3%,3次采摘平均速度为25.2个/min,试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。     

基于大蒜根盘特征的精确切根机构优化设计

为了实现切须后大蒜的精准切根、减少大蒜浪费,在分析直径范围φ42~φ56 mm大蒜根盘特征得出理想切根轨迹的基础上,提出了一种基于大蒜根盘特征的精确切根机构,并建立了该机构运动学分析模型,编写了切根机构分析软件,分析了若干关键参数对切根效果的影响。以理想根盘特征为目标,建立了切根机构参数优化目标函数,优化得到了满足切根轨迹要求的机构参数。根据最佳参数进行切根机构与切根装置整机的结构设计,完成了大蒜切根装置整机的研制和试验,试验结果和理想轨迹基本一致,验证了大蒜切根机构设计的合理性和优化的正确性。切根试验结果表明:在输送线速度为0.15 m·s^-1、切根电机转速为65 r·min^-1时,大蒜切根成功率达86%,大蒜损失率为8.01%,切根效率可达100头·min^-1,满足市场上大蒜的加工要求。     

分体刀具式名优茶采摘末端执行器设计与试验优化

针对名优茶机械化采摘过程中侧芽无法采摘的问题,根据顶芽、侧芽及茶梗的相关参数并结合茶园环境设计了一种末端执行器,利用分体式刀具的刀齿弯曲变形适应茶梗的干扰从而采摘侧芽。通过有限元仿真刀具切割侧芽得到采摘成功率的影响因素为刀齿宽度、刀齿长度及刀具厚度;采用三因素三水平的中心组合设计与响应面分析法研究各因素对采摘成功率的交互影响;以采摘成功率为响应值建立二次回归模型,确定各因素对采摘成功率的影响显著性主次排序为：刀齿长度、刀齿宽度、刀具厚度。以采摘成功率为目标对各试验因素进行优化,得到优化后的刀齿宽度、刀具厚度、刀齿长度分别为2.6、0.9、20.0mm。采用优化后的参数进行茶园采摘试验,结果表明,末端执行器能够有效完成茶叶采摘工作,顶芽、侧芽采摘成功率分别为93%、63%,试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。     

基于EDEM的机采茶鲜叶振动式分级机分级参数优化

针对目前机采茶鲜叶分级设备存在的分级效率低、对鲜叶损伤大等问题.以振动式机采茶鲜叶分级机为试验对象,提出了一种茶鲜叶粘弹性物料建模方法,并以振动频率、振动方向角、振幅为自变量,以筛分率、优质茶筛分率为目标优化值,基于EDEM软件对其进行仿真试验,运用响应面优化法得到优化参数为振动频率29.0 Hz、振幅9.0 mm、振...     

名优茶采摘机器人收获试验

研制新一代履带式名优茶采摘机器人并以其为试验对象,在田间进行龙井茶采摘试验,对其检测、定位、末端采摘的精度以及各环节耗时进行试验评估。结果表明,所研制的名优茶采摘机器人检测成功率为88.54%,定位成功率为84.07%,末端采摘成功率为87.22%,整机采摘成功率为61.30%,所采茶叶可满足中端龙井茶要求。单芽采摘时间约1.51 s,1 h可采摘2 000多个,基本实现一台机器替代一个工人的采摘效率。     

螺纹管吸附式名优茶采收器设计与试验

针对名优茶选择性采摘时，因茶叶附壁导致收集成功率低的问题，根据一芽二叶的物理参数设计了一种螺纹管吸附式茶叶采收器。通过预试验得到了影响茶叶收集成功率的因素：负压、螺纹线数和螺纹导程的参数范围；采用Fluent仿真和Box-Behnken响应面分析法，研究各因素对茶叶收集成功率的影响。试验结果表明：3个因素改变管内近壁面处的空气切向速度；各因素对收集成功率的影响显著性主次排序为：负压、螺纹导程、螺纹线数；以茶叶收集成功率为优化目标对各参数进行优化并对优化后的参数取整，得到参数为：负压H=120 Pa、螺纹线数N=9、螺纹导程S=95 mm。以优化后的参数进行吸附式收集试验，结果表明收集成功率为98%,即优化后收集成功率相较于优化前提高26个百分点，试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。     

细长果蔬采摘软体气动抓手设计与参数优化

为实现细长果蔬的无损采摘,设计一种充气呈螺旋运动的软体气动抓手.对该抓手进行有限元静力学仿真分析,采用3因素3水平的中心组合设计与响应面分析方法,研究各因素对软体气动抓手螺旋特性的交互影响.以软体气动抓手的螺旋直径和螺距为响应值,分别建立二次回归模型,得到模型的决定系数分别为0.9987和0.9351,各因素对螺旋直径...