自适应橡胶树干外形抱紧装置模型构建与拓扑优化

针对天然橡胶全自动采胶装备的运动作业形式,设计一种可实现橡胶树干自适应包络夹持的抱紧装置,对该装置的工作原理、组成结构、抓取模式和自适应包络抓取特性等方面进行阐述与分析,为优化抱紧装置的设计提供依据。采用ANSYS workbench软件进行有限元分析,结果显示:实际工况下抱紧装置的最大总形变量为0.01 m,其发生在柔性导轨前端,各形变量均较小且与抱紧装置实际受力情况相符;所受最大应力为0.45 MPa,应力集中在柔性导轨与支撑板连接处。但其存在较大的材料冗余,对抱紧装置进行拓扑优化,按照30%、40%、50%、70%的材料去除率分别计算,结构优化后的质量由0.53 kg降至0.39 kg,结果表明,在保障强度与刚度的要求下,降低抱紧装置材料冗余量,可满足作业需求。并对抱紧装置的样机开展定性和定量测试试验,通过反馈数据进行分析,得出抓取模式的受力情况,夹持效果较好。

基于PLC的橡胶树皮非线性力学性能探测装置设计与试验

为了获取橡胶树皮结构力学特性参数,解决机械化采胶装备研发中采胶深度精准探测和耗皮厚度精准控制技术无可靠依据提供参考的问题,设计一种基于可编程序逻辑控制器(programmable logic controller, PLC)的橡胶树皮非线性力学性能测量的试验装置,实现橡胶树皮力学特性的自动化连续探测和数据采集,以及树皮厚度的高精低损测量。并应用于热研7-33-97和PR107两个品系的15龄、20龄、25龄橡胶树上进行树皮力学性能试验研究,建立刺入过程中刺入力随刺入深度变化的数学模型。结果表明:该装置工作性能稳定,不同品系、不同树龄的树皮刺入力随刺入深度的变化曲线形态相近,均呈高-低-高的趋势变化,并与树皮结构分层特性高度相关;相同树龄下,热研7-33-97和PR107两个品系的刺入力情况差异不明显,同品系的大树龄比小树龄刺入力更大,在1.0 mm针刺下,刺入力最大峰值可达48.5 N。该试验装置满足橡胶树皮结构力学特性参数的探测需求,并为机械化采胶装备的研发提供理论基础。

可变幅振动式咖啡收获机设计与试验

针对咖啡人工采收成本高、大型机械采收困难等问题,以曲柄滑块式传动机构为基础,设计一款小型可变幅振动式咖啡收获机。通过建立咖啡果实-果柄的脱落力学模型,分析得到果实脱离果柄的条件,依据曲柄滑块的设计方式,构建传动结构的运动简图与计算公式;采用ANSYS Workbench与Adams软件,进行模型的动力学仿真分析;以传动结构的曲柄长度、摇杆长度和转速为试验因素,惯性力为试验指标,进行三因素三水平的正交试验与响应曲面分析,建立惯性力二次多项式回归模型,以果-柄结合力5.25~7.16 N为优化目标,确定收获机的结构参数和工作参数。结果表明,在保证传动结构运行状态平稳的优先原则下,得到咖啡收获机结构设计的最优参数组合为曲柄长度15 mm,摇杆长度100 mm,转速700 r/min;通过样机试制与田间试验,转速在700 r/min左右,总体的作业效果良好。研究为后续的咖啡机械化收获提供参考。

电驱动偏摆式天然橡胶割胶装置设计及运动特性分析

天然橡胶是我国重要的战略物资,针对当前胶工流失严重、割胶作业难以实现机械化等问题,设计一种电驱动偏摆式割胶装置。以理论分析结合数学建模为基础进行,通过Adams与ANSYS建立传动结构的有限元模型,并阐述运动特征规律,来验证模型的构建准确性,分析传动部件在运动情况过程下的应力分布、动态特性及振动机理,为便携式割胶装置的设计以及后期改进提供参照途径。通过运动学分析,刀片摆幅、传动结构受力与理论计算值误差分别为4%和3%;在数值模拟中传动结构的最大应力出现在Y型驱动叉与刀座的连接处,XYZ三个方向面的等效应力均小于材料屈服极限,故不会发生失效与出现共振;通过试验分析,偏摆式割胶装置样机相较于传统人工割胶刀,在割胶速度、耗皮厚度以及割胶深度上的平均值相差分别为42.3%、4.3%、0.6%,其中割胶速度差异较为显著。割胶装置的理论模型分析结果与实际样机加工制造的试验情况基本符合。

微波处理对温室连作土壤中根结线虫的影响

为克服设施农业种植过程中的连作障碍,减少土壤中的根结线虫数量,提高作物产量和质量。本文设计了一种微波土壤处理设备,该设备将产生的微波直接辐射于连作后的土壤进行现场作业,实现了微波就地土壤处理。通过田间试验表明,微波处理过土壤中的根结线虫数量比未经微波处理过土壤中的根结线虫数量明显减少,与土层深度150mm和200mm相比,在土层100mm时,微波杀菌效果最明显;其中,处理90s对中间和右侧土层深度100mm土壤中的根结线虫效果最佳,土壤中的根结线虫降低了82.3%,结果为微波处理直接应用于设施农业土壤杀菌提供了参考依据。

橡胶园智能化生产管理系统设计与应用研究

根据天然橡胶产业发展的实际需求,应用新一代信息技术建立数字化、智能化胶园,帮助橡胶园实现精准化高效管理是未来天然橡胶产业的发展趋势。本文针对橡胶园的生产机械化程度不高、管理低效等问题,提出一种橡胶园智能化生产管理系统的设计思路,该系统包括信息采集、专家远程诊断与决策、生产机械管理等3大功能模块,助力橡胶园种、管、割、防的机械化、智能化设备与技术的研发与推广,为天然橡胶产业高质量发展提供技术支撑。

2ZG―6DK高速插秧机底盘车架结构分析与优化

建立了基于ANSYS的高速插秧机底盘车架结构,并且进行了水平弯曲、极限扭转、模态、瞬态响应工况下的应力分布与变形。根据有限元分析结果出发,形成优化设计数学模型,最终通过计算得出合理的车架轻量化设计方案。

天然橡胶便携式采胶机械研究

传统采胶工具伴随着天然橡胶产业的发展已使用近百年。近年来,随着社会经济的发展和天然橡胶采胶技术的革新,采胶机械的研发与推广发展迅速,便携式电动针采机、电动割胶机相继出现。为分析比较各种便携式电动采胶机械的结构、优势、采胶效果,以便为生产的推广应用及研发提供参考,通过历史文献查阅、样机设计制造、大田割胶评估等方法,研究了传统割胶刀、传统采胶针、电动针采机和电动割胶机4种典型的天然橡胶便携式采胶机械的割胶方式、结构、割胶效果、经济效益,结果表明:电动采胶机比传统人力胶刀在降低采胶技术难度、劳动强度,提高采胶效率、经济效益、应用范围方面更具优势,极具推广应用价值,有效拓展了胶工来源,对于缓解当前产业技术胶工短缺的产业痛点问题具有积极意义,是未来割胶工具应用的主流方向。往复式电动割胶刀在割胶效果方面较旋切式电动胶刀更具比较优势,两种方式的电动胶刀尚需在结构、割胶效果方面优化升级。电动针采机在采胶技术难度要求、采胶效率方面较电动割胶刀更具比较优势,但需解决产量低、刺针深度控制不精准导致伤树率高两大关键问题。便携式电动采胶机械的优化升级、全自动与智能化采胶机器人、农艺农机的融合模式,是该领域未来的重要研究方向。

天然橡胶全自动采胶系统技术理论研究

机械采胶是世界性难题,突破传统割胶方式,探索天然橡胶全自动采胶装备与技术理论,是破解天然橡胶产业当前困境的有效手段之一,机械采胶具有较广泛的应用前景。本文概述了天然橡胶收获技术、割胶技术理论、割胶工具的研究现状及进展,剖析了传统割胶工具与割胶技术、机械采胶设备与割胶技术、固定式全自动采胶装备与采胶技术在天然橡胶收获环节中的具体应用及需求。本文结合天然橡胶生产实际,提出移动式全自动采胶系统的技术需求,设计了天然橡胶移动式全自动采胶系统的框架,概述了全自动采胶系统工作过程、下位采胶终端控制器硬件系统,以及全自动采胶系统软件主要模块及功能,为实现远程、精准、高效、可靠的全自动采胶模式提供理论和方法。

鸡舍超雾化喷洒降温与杀菌后室内温湿度变化的实验研究

鸡舍室内温湿度对蛋鸡成活率、产蛋率及蛋品质量等有着重要影响,保持鸡舍内合适的温、湿度对对提高养鸡企业的经济效益是至关重要的。以集约型养鸡场喷淋杀菌降温前后的温湿度变化规律为研究对象,测定了鸡舍内喷淋前后,室内左前、右前、左后、右后、中心温湿度变化情况,鸡笼上中下三层温湿度变化情况,得出喷淋对鸡舍室内温湿度的影响规律,提出了改进措施。

秸秆堆肥CO_2发生技术及试验研究

在分析秸秆堆肥CO_2发生装置技术原理的基础上,利用稻草、黄瓜秸秆、猪粪、中药渣、菌剂等原料,分别对3种不同原料发酵组合进行温度对比试验,并针对优选发酵原料组合进行秸秆堆肥CO_2发生装置供CO_2气肥能力的研究。通过研究得知,自行研制的秸秆堆肥CO_2发生装置在大棚内发酵处理秸秆及其有机废弃物,实施棚室CO_2施肥,可供棚室蔬菜光合作用,并维持较高的CO_2浓度,提高了光合效率,促进植物正常生长,是用于农作物秸秆堆肥的理想机械。

草捆收集装备发展趋势研究

目前,我国农作物秸秆打捆、运输等作业已基本实现机械化,但草捆收集环节机械化程度不高。文章结合国内外草捆机械化捡拾装备的研发应用现状,分析了江苏省草捆收集装备发展趋势,为草捆收集技术与装备的研发应用提供技术参考。

基于最小二乘曲线拟合法的生物质压块质量与热效率关系研究

研究某锅炉燃烧热效率与燃烧生物质压块质量的关系,通过采用最小二乘法拟合温升与生物质压块质量的函数曲线,并且利用数据分析验证得出最优拟合曲线。同时,利用热效率计算方法计算各燃烧生物质压块质量对应的热效率,最终得出热效率随生物质燃料质量变化规律,为锅炉使用标准提供参考依据。

基于ANSYS的鸡毛菜收获机割台部分振动模态分析

为了进一步降低鸡毛菜有序收获机收获过程中对鸡毛菜造成的损失率及损失率,以割台部分为研究对象,采用有限元分析方法建立鸡毛菜有序收获机割台部分振动方程,通过求解割台部分振动方程对其受力和振动模态进行分析,得出鸡毛菜有序收获机割台部分振动系统的固有频率和主振型,并将求解得到的的6阶固有频率值与割台部分的直流无刷电机传递转速进行比较分析。仿真结果表明:鸡毛菜有序收获机割台在3阶、5阶和6阶模态的振动变形较大,且割台电机在额定转速范围内工作时并不会导致割台共振现象发生。研究分析结果不仅为鸡毛菜有序收获机割台部分动力传递过程中是否发生共振现象提供了理论依据,而且对机具割台部分相关参数的优化设计具有一定参考价值。

生物质致密成型原料预处理技术研究进展及试验初探

生物质是宝贵的可再生资源,对其进行能源化利用可有效解决当前日益严峻的能源和环境问题,生物质致密成型是实现其能源化利用的重要手段,对该技术具备的技术优势、基本原理及存在的问题进行分析。重点介绍生物质致密成型原料预处理技术中的物理及化学预处理国内外研究进展,并进行相应的试验研究。分析表明通过适宜的预处理手段改善生物质原料的成型特性并提高制品品质,将成为促进生物质资源高效利用的重要方式。压制试验显示烘焙预处理使稻秸成型能耗降低11.52%,制品密度提高7.99%,制品热值提高15.01%,制品强度可满足使用要求。该类预处理方式能有效降低成型能耗、提高制品热值,节能增热效果显著。

4GXJ系列便携式电动割胶装备与技术应用

4GXJ系列便携式电动割胶装备的研发是世界割胶工具的1次变革,该装备突破了电动割胶装置高精度切割深度控制、低损仿形切割、低振作业及高可靠性、多用途广适性切割等4个关键技术。本文概述了该装备的主要技术特点和参数,介绍了拉割、推割、低割线拉割、阴刀割胶、新树开割等多种割胶方式的割胶技术操作要点,阐述了该装备的适宜区域、使用效益等,以期实现低技术要求、低劳动强度,快速、高效割胶,为天然橡胶机械割胶技术的推广和应用提供参考。

基于软轨行走的全自动采胶机设计与实现

天然橡胶是国家的重要战略物资,随着近年来的胶价低迷,造成大量的胶工流失,大片胶园出现弃割弃管的情况。为解决上述出现的情况,基于PLC的控制方式,研发一款能够通过架设在树上软轨移动的全自动针刺采胶装备,对采胶机主要各运动部件进行结构设计,并搭建自动采胶的控制平台,包括PLC的编程、人机界面的设计等,分析行走装置的钢丝软轨绷紧原理与刺针的刺入原理,为采胶机的运动与作业设计提供理论支撑,最后通过对传统的割胶方式进行比较试验。试验结果表明:采胶机作业每针刺的耗时相对传统割胶刀较快,约为10 s/株,后期可以配合乙烯利的刺激与适当扩充采胶的针孔数,来提高出胶量。在作业模式上,该采胶装备的研发以及关键技术的突破,也为全自动采胶作业的实现提供可能性与奠定基础。

4GXJ-2型电动割胶刀的传动结构设计与运动仿真分析

采用SolidWorks软件建立了4GXJ-2型电动割胶刀的传动机构模型,通过ADAMS软件对模型进行运动仿真和验证,使用SolidWorks软件中的simulation插件,对传动机构的关键部件强度进行有限元分析,结果表明:在扭矩分别为0.2 N·m、0.22 N·m、0.25 N·m的条件下,传动机构的运动曲线变化平稳且具有周期性,关键部件产生的最大应力为5.147 GPa,远小于材料的屈服强度220.6 TPa,而在形变方面没有明显变化。在样机与传统胶刀进行田间切割对比测试中,样机不仅可实现不撕老胶线割胶,提升割胶效率,而且在橡胶树的割面、耗皮、排胶等方面均具有接近于传统胶刀的割胶效果。

自走式蔬菜精量播种施肥系统设计与试验

针对当前蔬菜播种施肥作业质量较差现状,提出一种四驱轮式自走播种施肥一体化作业模式,根据底盘高度调节,精量排种、排肥和播种肥协同作业和轮式自走式功能需求,以PLC控制器为核心,分别设计精量排种、排肥和播种肥联动控制、播深智能调控和轮式四驱行走系统,构建行进速度与作业转速关系模型,并开发触摸屏操控系统,最终,集成研发自走式蔬菜精量播种施肥系统。系统性能试验结果表明:该机排肥精度达到0.1 g。设定种距150 mm,试验结果显示检测种距均值与预设值之间误差为2.7%~6.5%;设定播种肥深度为30 mm,试验结果显示检测深度均值与预设值误差为12.7%~16%。

国内外园艺除草机械化技术研究现状和发展趋势

园艺草害一直是阻碍农业生产发展和威胁绿色生态安全的一个重要因素,科学有效地进行除草控草,是实现园艺作物绿色安全、优质高产的关键。我国果蔬茶园的除草控草、园艺草坪的修剪管理受用工难、用工贵的因素制约,对园艺除草装备的需求极为迫切。为此,本文分析国内外园艺除草装备的研究现状,结合我国园艺特有的实际情况,指出该领域现存的问题,以及未来研究的重点和方向。