运动解耦且大工作空间三平移机构拓扑设计

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计方法和运动解耦设计原理,提出一个运动解耦性优异的单回路三平移子并联机构;设计一类4个具有正向位置符号化、部分运动解耦性且具有较大工作空间的三平移(3T)并联机构;对这类机构进行拓扑特性分析,得到相同的方位特征集(POC)、自由度(DOF)、耦合度(κ)、运动解耦性等主要拓扑特性;对其中一个机构进行运动学、动力学性能分析。根据基于拓扑特征运动学建模原理,求出其符号化位置正反解,以及速度、加速度曲线;基于推导出的位置逆解公式,分析机构的奇异位形及工作空间;根据基于序单开链的虚功原理,进行其动力学建模与分析,求解出机构的驱动力。

椭球型果蔬柔性采摘灵巧手设计

为提高采摘灵巧手的作业通用性、减少采摘过程中夹取损伤现象,设计一种椭球型果蔬气动柔性采摘灵巧手。对手指部件进行有限元分析,对比手指尺寸和指尖推力间的关系,分析手指性能,并对该灵巧手进行硬件选型和电路设计,开发控制系统,制作气动采摘灵巧手样机,进行功能测试。灵巧手总重1 kg,小巧灵活,手指张开时间为2 s,40 kPa气压输入下夹爪闭合时间为3s。搭载试验平台,进行采摘试验。试验表明,三种椭球型果蔬进行采摘作业的采摘成功率在92.5%以上,采摘损伤率低于7.5%,该灵巧手具有一定的通用性,具有高成功率和低损伤特点。

穴盘苗自动移栽机的结构设计及运动仿真分析

为了实现穴盘苗的大田高效移栽,设计了一种由齿轮连杆机构和槽形凸轮机构组成的移栽机取苗机构和植苗机构,并重点研究了在设计的机构条件下栽植效率与前进速度和转速比值之间的关系,并进行了ADAMS运动学仿真实验和分析。仿真实验结果表明:取苗机构与植苗机构的匹配设计能使取苗爪顺利取苗和植苗器准确植苗,取苗爪和植苗器末端中心轨迹显示移栽机能够有效地完成对穴盘苗的移栽。

6-DOF混联采茶机器人机构设计与动平衡分析

为确保采茶机器人的精准采摘,研究设计安装于移动底盘的6-DOF混联采茶机器人机构。根据基于方位特征的机器人机构拓扑结构设计理论,提出并设计一个6-DOF混联操作手;对混联机构进行正反解位置分析;以杆长之和最小为目标函数,采用非线性规划法对机构进行杆件尺寸优化;应用有限位置法求出完全平衡时配重的质量参数与位置参数;运用遗传算法研究摆动力部分平衡优化,求出其配重质量和位置参数最优解,部分平衡优化结果表明,质心轨迹在y、z方向上的波动分别减少53.72%、25.10%,总摆动力波动减少43.33%,从而验证了部分平衡优化的有效性。为该混联采茶机器人结构设计与样机研制奠定了技术基础。

果园多功能复式作业新装备研发思路探讨

分析了当前江苏果园基本概况并针对果园机械化存在的问题提出创制一套果园多功能复式作业新装备的想法,提出来具体研究技术路线,并从自走式果园履带通用动力平台、模块化桥接技术、配套机具创制或现有机具改进优化以及样机后期优化开展具体试验安排作详细阐述。

1KS60-35X型果园双螺旋开沟施肥机刀轴设计与试验

针对目前果园开沟施肥存在耕作阻力大、功耗过高、搅肥不均匀,该文研制了1KS60-35X果园型双螺旋施肥机,采用前轴破土、后轴搅土施肥设计方案,并建立作业过程破土与搅土刀轴阻力矩方程,分析了螺旋叶片参数对耕作阻力影响,进一步研究了螺旋刃线成型参数方程,通过经验设计与理论设计计算确定破土与搅土施肥轴螺旋叶片参数,并运用PROE软件建立刀轴与整机三维参数化数字模型,并完成样机试制工作。样机的开沟、施肥田间试验结果表明,该机开沟沟深472~510 mm,平均沟深496 mm,平均推土高度120 mm,开沟深度稳定系数98.2%,开沟宽度一致性99.2%;土壤团粒直径多在3~6 mm之间,全土层与地表100 mm土层团粒直径范围5~40 mm,取样结果全土层与地表100 mm土层土壤团粒平均直径分别为6.75与6.86 mm,碎土合格率分别为98.7%与97.9%;颗粒肥料堆积现象较少,重心距离5~20 mm之间,重心水平与垂直平均距离分别15.53与16.24 mm,且各土层段施肥性能较稳定,满足果园施肥农艺要求,可为果园、桑园、茶园等开沟施肥作业提供参考。

广西甘蔗机械化种植发展现状、新趋势及对策

对甘蔗种植业国内外发展现状进行研究,进一步分析传统甘蔗种植与"一体化种植"经济效益。结果表明,"一体化"种植技术相比传统种植模式具有很好的选进性,能大幅降低农民种植成本。进一步介绍甘蔗"一体化"种植与传统种植农机、农艺要求,分析一体化种植主要优缺点,针对广西现存甘蔗种植现状,提出提高广西甘蔗种植水平的政策建议。

自走式采茶机液压系统的设计和试验研究

为了设计简单、合理、可靠的自走式采茶机液压系统,首先进行了其液压系统原理与选型设计,并利用Sim Hydraulic对液压系统进行了功能数值仿真,最后进行样机试验。行驶液压子系统采用双泵双回路闭式容积调速方案,单个回路由双向变量泵与定量马达实现容积调速,系统设计压力为17.6 MPa。采摘子系统为一般开式回路,设计系统压力为10 MPa。系统压力的仿真结果与设计值分别相差2.78%和0.91%,试验结果与设计值分别相差为4.82%和14.3%,仿真、试验结果与设计目标基本相符,表明设计的液压系统能够很好地满足自走式采茶机的作业要求。

国内外采茶机械发展状况研究

深入分析国内外采茶机械的发展历史与现状,发现日本、英国、法国、澳大利亚、阿根廷等,均实现了机械化采茶,而中国的机械化采茶发展及推广程度还不高。分析指出,由于发展起步晚、地域广袤复杂、高新技术在农业领域应用滞后等原因还存在缺乏标准统一的茶园种植模式、采茶核心技术引进多创新少、现有科研力量薄弱、相关知识产权保护不力等问题。最后,本文针对我国的实际情况提出我国未来茶叶机械化收获的发展建议与措施。

红茶加工工艺及机械设备研究进展

分析总结了目前国内红茶加工工艺与加工设备的研究现状与存在问题,提出未来红茶加工工艺和加工设备的研究发展方向。

我国茶园机械研究新动态

分析总结了2012年国内茶园机械的研究新动态,并结合存在的问题提出今后的研究发展方向。

2014茶园机械化技术发展研究进展

本文分析了2014我国茶园机械化发展情况,总结了该年度的论文、专利等科研成果。由分析结果可知,2014年我国茶园机械研究取得了较多成果。例如,首台智能采茶机器人、空气动力驱动型悬浮式采茶机研制成功;以机器视觉为核心的智能采茶技术研究增多;高地隙茶园管理机入选国家农机推广补贴目录等。然而,存在的问题也比较突出。例如,研究偏向采茶、植保等使用比较频繁的机械,其他茶园作业机械研究成果较少;针对丘陵山区茶园的适用机械研究很少,可用设备匮乏,区域发展仍不平衡;现有机械设备水平参差不齐,采茶类机械自动化程度较高,但其他类机械还比较笨重;研发力量单薄,投入力度不够。这些现象均表明,我国茶园机械化发展中的问题依然很多,还有很多工作要做。

穴盘苗自动移栽机设计及实验

设计了穴盘苗自动移栽机,介绍了取苗机构、植苗机构和移箱机构的工作原理,并确定了关键参数。田间试验表明,各机构之间的动作协调良好,能实现自动取苗与栽植,栽植空穴率为4.17%,苗栽植成功率为92.5%,秧苗栽植的行距、株距与深度稳定,能够较好地满足农艺要求。

我国食用菌工厂化生产技术

分析了我国食用菌工厂化生产技术现状以及制约我国食用菌工厂化生产的主要因素。结合我国食用菌工厂化生产实际,对食用菌工厂化构成系统进行了阐述,提出了我国食用菌工厂化生产中的研发重点,这将对食用菌工厂化生产具有指导意义。

多功能茶园管理机节能高效作业技术研究

本文分析了我国茶园管理机现状及存在的问题,设计了茶园管理机复合底盘及其与机具配套安装的接口结构,采用全液压传动技术直接驱动茶园管理机行走和机具作业,可实现多机具配套复合作业功能,最后通过田间试验数据验证所设计的多功能茶园管理机具有节能环保、高效作业的特点,大幅节约茶叶生产成本。

生物质成型燃料加工关键技术及装备研究

以研发传统型生物质成型燃料加工机组为试验对象,通过样机试验研究影响生物质成型率的因素,即原料粒度、含水率、种类、压辊压力和成型模具尺寸等,试验得原料粒度适度小、含水率取16%、成型前需软化、压辊压力取10Mpa、平模模孔的长径比为1:3.8、模孔的表面渗碳深度大于3毫米,提高生物质成型率,另外,提出生物质燃料加工装备的完善方案。

穴盘苗自动移栽机取苗爪工作参数试验研究

为了提高旱地穴盘苗移栽的作业效率,对自动移栽机的关键部件取苗爪进行了研究;同时,对圆盘凸轮机构的两针式取苗爪进行结构与原理分析,确定了工作参数,包括夹持角度、秧针长度、取苗角度。经过多因素试验,完成了对工作参数的优化,结果表明取苗爪的设计满足穴盘苗的移栽要求,取苗成功率达到95%。

基于Modbus/rtu协议的丘陵山区智能渗灌监控系统设计

研究取代丘陵山区人工渗灌的方法,提出智能化渗灌监控原理,设计了以PLC为核心的下位机数据采集器,利用Modbus/rtu协议对本系统的上位机与下位机通信协议进行详细设计,以VC为开发平台设计上位机监控软件,最终完成智能渗灌监控系统设计。

采茶机机架底盘槽型连接钢板计算模态分析

振动是影响影响采茶机寿命与采摘质量的重要因素。作为研发与完善自走式采茶机的部分内容,本文运用有限元分析软件MSC Nastran对采茶机关键部件——机架与底盘槽型连接钢板进行了静力分析、强度校核以及正则约束模态模态分析。静力分析结果表明槽型连接钢板强度与刚度满足要求;约束模态分析得到其前十阶模态,最低阶约束模态主频率为203Hz,各阶模态远大于采茶机的激励源频率,表现出了良好的振动特性,满足设计要求。

茶园机械化耕作技术

为了加快我国茶园机械化耕作技术的应用与推广,本文对茶园耕作的必要性作了简要的分析,对茶园耕作的方式进行了技术分类。并以茶园的耕作种类及需求为导向,分析了现有常见的几种茶园耕作施肥技术与机具特点。最后根据茶园的分类与耕作机械装备的适应性特点,给出了适合3种不同坡度茶园的耕作机械配置方案。本文为茶园耕作机械的选用提供了指导意见,对提升我国茶园耕作机械化水平具有积极的推动作用。