板蓝根收获机锯齿式挖掘装置设计与试验

【目的】设计板蓝根收获机锯齿式挖掘装置,为提高我国板蓝根的机械化收获水平提供支持。【方法】依据板蓝根四垄一行的种植模式,设计了锯齿式挖掘装置及其关键部件,通过对挖掘装置挖掘过程的分析,确定了影响挖掘阻力和土壤破碎率的关键参数。采用EDEM离散元仿真方法,以挖掘阻力和土壤破碎率为评价指标,对铲面倾角、铲刃角、铲尖长度进行三因素三水平仿真试验并建立回归模型,再采用多目标变量优化方法,运用Design-Expert 8.0.6对回归模型进行优化求解以确定最佳结构参数组合,对最佳铲面倾角、铲刃角和铲尖长度组合的圆整值进行虚拟仿真试验验证,在仿真基础上以挖掘阻力和根茎损伤率为评价指标,与现有的三角铲式挖掘装置进行了田间对比。【结果】受力分析表明,影响板蓝根收获机锯齿式挖掘装置挖掘性能的主要结构参数为铲面倾角、铲刃角、铲尖长度及铲体宽度,依据板蓝根种植模式确定铲体宽度最佳值为600 mm。仿真分析表明,锯齿式挖掘装置最佳作业参数为铲面倾角16.68°,铲刃角53.05°,铲尖长度376.75 mm,理论挖掘阻力5.17 kN,土壤破碎率65.20%。利用最佳作业参数的圆整值(铲面倾角17°,铲刃角53°,铲尖长度377 mm)进行虚拟仿真验证,其挖掘阻力为5.19 kN,土壤破碎率为66.03%。田间对比试验表明,相对于三角铲式挖掘装置,锯齿式挖掘装置的挖掘阻力降低了8.41%,根茎损伤率降低了13.43%,2个评价指标均优于三角铲式挖掘装置。【结论】板蓝根收获机锯齿式挖掘装置的铲面倾角为17°,铲刃角为53°,铲尖长度为377 mm时,可以满足板蓝根收获作业的工作要求。

一种大蒜收获机的设计

大蒜收获是种植的重要作业环节,目前多采用人工挖掘,劳动强度大、生产效率低。为此,研制一种大蒜收获机,介绍其整体结构及工作原理,简述主要零部件设计。该机具采用左右对称式异动振动筛结构,结构简单、作业阻力小、机具运转平稳、动力消耗小、工作效率高,具有良好的大蒜收获效果。

一种新型大蒜收获机的研究设计

针对我国大蒜收获机械结构设计复杂、生产成本较高等问题,设计了一种新型大蒜收获机。生产试验和性能测试表明:收获机的作业质量和性能指标参数符合设计指标要求,具有在田间作业中铲子头铲入、土壤和大蒜铲起、输送筒输送、土壤和大蒜分离、收集卸料等农艺功能。试验结果表明:收获机解决了同类机具结构设计复杂和生产成本高、收获机和拖拉机不易分离使用、收获机传动结构复杂和维修不便、人工捡拾和装袋运输等问题,提高了作物收获效率和质量,且性能稳定、可靠性高、作业成本低、结构简单、易于制造,具有较好的推广应用价值。

防风仿生挖掘铲的设计与试验

针对河北一年生栽种防风采收过程中挖掘装置挖掘阻力大、碎土能力差等问题,设计了一种防风仿生挖掘铲。结合仿生学原理,采用高精度三维扫描技术对鼹鼠前爪最长的第3趾进行仿生数据采集,运用Imageware逆向设计软件对第3趾点云数据进行处理,以获取轮廓曲线点云数据,并经MatLab软件进行数据拟合得到仿生铲结构曲线。根据根茎类中药材挖掘铲设计原则及栽种防风农艺要求,确定仿生铲关键性能参数,并建立三维模型。利用EDEM离散元仿真分析软件从减阻性能、碎土性能两方面对仿生铲和普通铲的挖掘性能进行对比分析,结果表明:同一仿真条件下,仿生铲减阻率为12.50%,碎土率提升2.92%。通过土槽试验验证仿生铲的挖掘性能及离散元仿真模型的准确性,结果表明:仿生铲减阻率为13.42%,实测值与仿真值相对误差为6.86%,仿生铲具有较好的减阻和碎土性能,所构建离散元仿真模型准确程度较高。

振动分离式根茎类中药材收获机设计与试验

根茎类中药材收获机使用固定式挖掘铲收获时挖掘阻力大、挖掘深度不足、碎土能力差、功率损耗严重,针对上述问题设计一种振动挖掘分离根茎类中药材收获机。该机采用偏心轮构成的振动挖掘装置、一级药土分离装置、振动式二级药土分离装置等结构,实现根茎类药材的挖掘、分离、输送。对关键部件进行设计分析与仿真,并进行了田间试验。仿真试验表明:挖掘铲入土性能好,挖掘时对根茎挖抛的最大位移量为165 mm;输送分离装置能彻底分离根茎和土壤。田间试验表明:该收获机挖净率为95.14%,伤损率为1.24%,挖掘深度均值为400 mm,不低于设计的最小值。作业期间整机运行平稳,作业指标符合根茎类中药材收获标准,满足根茎类中药材机械化收获要求,可以作为振动分离式根茎类中药材收获机使用。

甘薯收获期藤蔓茎秆的机械特性

为探明甘薯收获期藤蔓茎秆机械特性，以便提高甘薯藤蔓机械粉碎还田作业质量，该文农机农艺结合，以江苏南京地区鲜食紫甘薯宁紫1号、宁紫2号为试验对象，应用电子万能试验机、甘薯藤蔓粉碎还田试验机等仪器设备，研究了收获期甘薯藤蔓茎秆含水率和剪切强度的变化，揭示了茎秆含水率、剪切强度和机械碎蔓作业质量的内在关系，获得了含水率在86.92%～70.08%时，2个紫甘薯品种藤蔓茎秆剪切力与含水率之间变化的二次函数回归方程；明确了经验收获期开始时藤蔓茎秆含水率分别为81.5%和78.1%、剪切力分别为90.1和94.8 N；从提高机械作业质量角度出发，提出了收获期内最宜机械碎蔓作业时间约为6～8 d。研究结果为新型甘薯藤蔓粉碎还田机转速、切刀线速度等参数设计提供了直接依据，并为适宜的甘薯收获期选择和适宜机械作业的栽培农艺研究提供了参考。

4B-1200型平贝母药材收获机的改进设计与试验

针对4B-1200型平贝母药材收获机田间收获试验中存在的筛下贝土输送螺旋和尾轮转弯过程中需抬起这一转弯不够灵活问题;收获期多雨季,土壤含水分率高,分土铲表面土壤滞留堆积问题;尺寸大于8 mm以上的平贝母分离,尺寸在2.6~8 mm之间的平贝母尚未分离这一分级不够彻底问题;装袋位置过低;平贝母产区动力来源以四轮拖拉机为主,手扶拖拉机来源不足的问题,改进设计平贝母药材收获机分土机构和振动筛,增加了提升机构设计,对改进前后的平贝母收获机进行损失率和损伤率对比试验;利用正交试验设计分析振动筛曲柄转速、筛面倾角和筛面长度对分净率的联合影响。试验表明:改进机型在清理表层覆盖土、贝土输送、贝土分离、分级装袋等各部分工作更协调、平稳、可靠,收获的质量、适应性好,损失率、损伤率分别低于3.8%和2.9%,较改进前分别降低了1.1和1.2个百分比,满足行业标准规定;正交试验设计最优组合为:振动筛曲柄转速为550 r/min、筛面倾角为3°和筛面长度为1.6 m,分净率达到95%,满足行业标准规定和平贝母机械化收获的生产率要求。该研究为平贝母药材收获机的推广应用提供技术参考。

基于土壤液化原理的荸荠采收船的研究

荸荠的生长环境特殊,收获仍旧采用传统手工挖掘,劳动效率低,劳动强度大,难以挖净,而薯类收获机械又难以适应水田荸荠的收获,通过对荸荠生长地的土壤成分分析,基于土壤液化原理,搭建了小型实验平台,对荸荠挖掘机理进行了试验模拟。提出了一套适用于水田作物荸荠机械挖掘、筛分的流程,并对挖掘原理进行了实验探究。根据实验数据分析,获得了影响荸荠收获的主要因素。研究表明利用土壤液化原理可以使砂壤土液化,为该原理用于荸荠采收提供依据,为荸荠挖掘机样机的试制提供设计参考。

大蒜收获工艺的分析与探讨

大蒜是我国主要经济作物之一,大蒜产业近年来得到了迅猛的发展。为此,介绍了国内外大蒜生产的基本情况以及我国大蒜生产在国际中的地位,分析了国内大蒜生产过程中存在的问题。通过对目前现有的几种大蒜收获机械性能分析,以及对几种常见的块根类、块茎类作物特性和采收方法进行分析比较,探讨了大蒜机械收获的作业工艺和解决方案。

红花丝机械采收的现状及发展趋势

近年来,随着红花花丝被广泛地应用于中药、染料、化妆、食品色素等诸多领域,促进了新疆红花种植面积逐年增长;相对于红花种植业的快速发展,红花丝的采收技术已严重滞后于开发利用环节,成为制约其产业发展的"瓶颈"。目前,红花花丝的采收主要依靠人工徒手采收,劳动强度大、生产效率低、采收成本高、花丝浪费严重。为此,通过对现有国内外红花花丝采收机械的现状进行分析,介绍了几种典型采收机的结构以及工作原理,阐述红花丝采收工作存在的主要问题,以及红花花丝机械化采收的发展趋势。

国内甘薯种植及其生产机械

我国是世界甘薯生产大国,但其机械化生产技术发展滞后已成为制约甘薯产业发展而亟需解决的重要问题。本文从甘薯的形态特征、生产种植概况、品种类型、种植农艺等角度系统阐述了种植农艺技术现状,介绍国内外甘薯生产机械化现状,并对我国甘薯生产机械化发展提出相关建议与对策。

国内外甘薯种植机械化研究现状及展望

甘薯是世界粮食生产的底线作物和极具竞争力的优势能源作物,甘薯种植机械化水平高低已成为制约甘薯产业发展而亟需解决的重要问题。从种植的主要环节:剪苗、耕整起垄、移栽、田间管理(灌溉、中耕、植保)等方面系统阐述国内外甘薯种植机械化技术现状,列举现阶段生产运用的主要机具,并对我国甘薯种植机械化发展提出相关建议与对策。

SCSGJ-2.6型水草收割机的研制

【目的】针对当前景观水域日益增多而其面积小、分散度大、大型水草收割机难以实现水草收割的现状，研制适用于小型水域的水草收割机械。【方法】在对割幅、割深、整机尺寸、生产率、静水航速、最小转弯半径等参数进行预期设定的基础上，完成了SCSGJ-2.6型水草收割机的设计，简要介绍了该型水草收割机的主要机构、整体布局以及工作原理;并结合流体力学、结构力学以及船舶原理学等知识，对其动力装置、船体、往复式切割器、传送带、明轮推进器、动力传输路线和辅助机构等工作部件进行了选择与设计。【结果】性能测试显示，SCSGJ-2.6型水草收割机的转弯半径为1.5 m，割深在0-0.475 m内可调，生产率为1.5 t/h，在宽为5 m的河道内的转弯时间为1.5 min，平均漏收率为3%，平均漏割率为5%，正常工作时耗油量为1.46 L/h，各项参数均能达到预期目标。【结论】该水草收割机具有良好的割收连续作业能力。鉴于景观水域小型化、数目多的发展特点，该小型水草收割机具有广阔的推广应用前景。

国内甘薯生产收获机械化制因思索与探讨

我国是世界最大的甘薯生产国和消费国,但目前国内甘薯生产机械化技术发展却较为落后,尤其是收获技术,已成为制约其产业发展的重要因素。本文从政策因素、研发平台、甘薯生理、土壤类型、种植农艺、生产企业等角度分析影响甘薯收获机械化发展的制因,并提出相关建议与对策。

4GS―1500型甘薯宽幅收获机的研究设计与试验

针对国内甘薯收获机械严重短缺现状,研究防缠绕、低破损和减阻降耗等关键技术或机构,设计了一款适宜平原坝区或丘陵缓坡等大田块沙壤或沙浆黑土地作业的4GS—1500型甘薯宽幅收获机,该机升运系统采用了两段式输送结构,前段保障分离效果,后段保障输送效果。田间试验表明:安装防缠绕装置有利于提高明薯率、降低伤薯率、提升作业顺畅性、保障生产率;采用前端两侧漏土栅结构有利于提高明薯率、作业顺畅性和生产率,但会小幅增加伤薯率。

4B-1200型平贝母药材收获机的设计与试验

针对山区丘陵平贝母收获费时费工、机械化水平不高等现状,设计了一种与手扶拖拉机相配套的平贝母药材收获机。该机主要由刮土机构、挖掘铲、振动筛、筛下分贝土机构、装袋装置等组成。利用解析作图法对振动筛串联四杆机构进行分析,确定平贝母和土壤混合物能顺利通过筛面的驱动轴转速范围240~535 r/min;对反向螺旋叶片上的平贝母进行受力分析得出减小平贝母碰撞破损的筛下分土机构螺旋叶片转速小于4 m/s;平贝母收获试验样机田间试验表明：该机作业顺畅、性能稳定,匹配动力为13.2 k W的手扶拖拉机,平贝母损失率小于4.9%、损伤率小于4.1%,满足行业标准规定,筛后贝土输送螺旋能顺畅地将贝土分至畦面两侧。该研究为产品级平贝母药材收获机的研制提供技术参考。

甘薯生产机械化作业模式研究

甘薯生产机械化技术滞后已成为制约甘薯产业的主要瓶颈,而耕种收主要作业环节农机农艺配套难则是影响甘薯生产机械化发展的难点之一,本文针对上述问题,"机制、基础、机具"相结合,提出了"单行起垄单垄收获"、"双行起垄单垄收获"、"两行起垄两垄收获"、"三行起垄两垄收获"、"宽垄单行起垄双行栽插收获"、"大垄双行起垄收获"等六种作业模式,以期为实现甘薯全程机械化提供解决思路。

栅条式马铃薯挖掘铲的设计与试验研究

针对现有马铃薯挖掘机作业阻力大、挖掘铲土薯分离能力差等问题,设计了栅条式马铃薯挖掘铲,通过三因素二次正交旋转回归试验,分析了铲面倾角、挖掘铲长度、栅条间距对挖掘阻力的影响,得出挖掘阻力与影响因素的回归模型.结果表明:挖掘阻力最小时的最佳参数是挖掘铲长度为48.13cm,栅条间距为5.37cm,铲面倾角为30.3°;影响挖掘阻力的因子由主到次为:铲面倾角、挖掘铲长度、栅条间距.

甘草采挖收获机械化现状分析

甘草等根茎类药材的根茎较深,生产中存在机械化作业困难和人工起苗、收获劳动强度大等问题,严重地影响了甘草的规模化种植,影响了药农的经济收入和药材产业的进一步发展,使得甘草产量严重不足,供求缺口急剧放大。为此,分析了甘草采挖收获现状,以及甘草机械化采挖收获中的关键问题,为解决甘草机械化收获提供了依据。

我国丘陵薄地甘薯生产机械化发展探讨

我国丘陵薄地甘薯种植面积为2333～2667khm2,但由于田块小、地形复杂、土壤条件差、种植制度多样、经营较分散,给该地区的生产机械化发展带来了很大困难和许多制约因素;本文在分析丘陵薄地甘薯生产分布、种植概况并结合研究提出的国内甘薯生产机械三种发展模式的基础上,提出适宜丘陵薄地社会、经济、自然条件的五条发展建议和对策,并就不同坡度、田块大小、顺坡方向长短、机耕道建设、经营规模等提出适宜的机械作业模式。