杏果实成熟度特性参数与果柄分离力的相关性分析

为弄清杏收获所需的采收力,从而为杏收获机械的研制提供依据,研究分析了不同品种杏果实各项生理特性参数对果柄分离力的影响,通过试验仪器测定两个品种杏果实各项生理特性参数与果柄分离力,运用SPSS统计软件对试验数据进行相关性及拟合分析。相关性分析表明与果实成熟度相关的特性参数和果柄分离力间有着很高的相关性,其中库买提杏和轮台小白杏果实可溶性固形物含量与果柄分离力相关系数分别为：-0.957和-0.976;果实表面红绿色差值与果柄分离力相关系数分别为：-0.955和-0.942;果实表面硬度与果柄分离力相关系数分别为：0.957和0.904。通过对果柄分离力与生理特性参数进行曲线拟合分析,得到与成熟度相关的各项参数与果柄分离力的二次拟合方程和曲线。成熟期杏果柄分离力的变化范围为2~8 N;果实硬度在4.0~8.9 kg/cm2范围内,等级为软;果实表面红绿色差a＊值均在1~5范围内。分析表明杏果柄分离力随果实可溶性固形物含量的升高而减小;随着果实表面红绿色差值升高而降低;果实表面硬度越小分离力越低,即果柄分离力随着果实成熟不断降低。

林果机械化收获研究现状、进展与发展方向

【目的】回顾与总结国内外林果机械化收获的研究现状,以及今后的发展方向,为特色林果机械化收获的进一步研究提供理论基础和科学依据。【方法】收集国内外相关文献,分析目前林果机械收获技术并汇总及系统综述。【结果】根据文献和资料统计,摇振式、接触式和林果收获平台是目前主要的机械化收获方法。提高收获效率、减少收获过程中的果实损伤仍然是今后林果机械化收获要解决的主要问题。使用机器人进行林果采摘收获是未来林果机械化发展的方向。【结论】我国林果机械化收获还处于起步阶段,随着国内林果种植面积的不断扩大和劳动力成本的不断增加,林果机械化收获滞后会严重制约了我国林果业的发展,科学合理的实施林果机械化收获是有效解决这一问题的途径之一。

核桃果柄分离力与其影响因素的相关系数研究

【目的】寻找适宜核桃振动采收装置的技术参数,对新新2、扎343、实生核桃三个品种的果柄分离力和影响因素进行测试与研究。【方法】以核桃的青皮硬度、果皮开裂度作为影响果柄分离力的主要因素进行测试,分析各因素与果柄分离力的皮尔森相关系数。【结果】由相关性检验可知,在0.01水平下3个品种果实青皮硬度与果柄分离力正相关,青皮开裂度与果柄分离力负相关。【结论】曲线拟合结果中,开裂度对果柄分离力的影响,扎343欠佳;青皮硬度对果柄分离力的影响,实生核桃欠佳,其他拟合度均较高。

振动方式和频率对杏树振动采收响应的影响

为了研究受到不同振动激励后杏树的响应状态以及杏树最佳振动采收频率,该文建立了单偏心式和对称双偏心式振动激励下杏树响应模型以及杏树-采收机动力学模型;分析杏树受振动激励后,不同位置的振动响应状态。理论分析与试验表明,杏树受单偏心式振动激励时,主要表现为扭转振动,夹持位置运动轨迹为圆形;受对称双偏心式振动激励时,主要表现为弯曲振动,夹持位置在水平方向上做往复运动,运动轨迹为直线。利用LabView振动测试软件,通过沿杏树主干安装的加速度传感器,检测杏树不同位置振动加速度变化。分析表明,振动由夹持位置沿树干向上传递,同时获得不同位置的加速度振动响应曲线;通过MATLAB对达到振动稳态后0.1 s内数据进行傅里叶拟合分析表明,各级枝干检测点均做周期性简谐运动,得到不同位置加速度拟合曲线及振动响应函数;通过对0~50 Hz加速度频谱分析表明,杏树在11.56 Hz振动激励时,各检测点加速度值最大。该研究可为林果振动收获机械设计与优化提供参考。

不同振动特性参数对杏树振动响应的影响

为研究振动时间、振动频率和振动激励点振幅等不同振动特性参数对杏树振动的影响,该文利用ANSYS软件对杏树进行了有限元建模分析;通过三因素三水平试验分析不同振动特性参数对杏树振动检测点的影响,利用Design Expert软件进行优化分析,并进行实验室验证试验。杏树自由模态振动响应分析表明最佳杏树振动采收响应频率范围为0～20 Hz;谐振动响应分析可知在最佳频率范围内,杏树振动激励点振幅为5、10和15 mm时,同一频率下,随着激励振幅的增大,相同位置加速度增大,但振动曲线整体变化规律和趋势一致。试验分析可知,各因素影响检测点1和2加速度的强弱顺序一致:激励点振幅>振动频率>振动时间;各因素影响检测点3加速度的强弱顺序为:振动时间>激励点振幅>振动频率;建立3个检测点的响应方程,由下至上3个检测点的回归方程决定系数分别为0.906 7、0.879 3和0.973 3;多目标参数优化结果为:振动时间7.207 s,振动频率15 Hz,激振点振幅10 mm,通过验证试验可知由下至上各检测点加速度为10.4g、10.2g和9.3 g,与优化值相近。该研究可为杏振动采收机械参数设计提供参考。

振动收获过程中杏果实脱落的动态响应

为研究杏果实脱落不同阶段内的瞬时响应状态与运动状态,该文建立了杏果实-果枝双摆动力学模型,利用双机位高速摄像仪记录果实受迫振动并发生脱落全过程。理论分析与试验表明:杏果实-果枝双摆系统在振动过程中主要表现为果枝摆动、果枝扭转和果实倾摆3种运动状态,果实在空间运动的轨迹接近椭圆形。使用PCC 3.1高速视频控制分析软件获得杏果实在不同平面内相对静止原点的速度、脱落前瞬时速度和加速度数据。试验中不同平面内果实振动脱落速度变化分为3个阶段,通过MATLAB对不同平面内果实相对于静止原点的速度进行傅里叶拟合,得到整体及各阶段速度拟合曲线及相应函数,同时推导出具有完整周期的前2个阶段的速度函数周期与振幅间的关系。通过对比杏果实-果枝实际连接力,分析果实振动脱落特性,为优化杏振动收获机设计参数、提高果实采收率提供理论依据。

仿人工挑带式滴灌带回收机研制与虚拟样机仿真

【目的】研究农田滴灌带人工回收劳动强度大、卸载困难、易断带等,设计一种仿人工挑带动作的挑带式滴灌带回收机。【方法】回收机主要由卷带机构、导向机构、挑带机构以及机架等组成。卷带机构由多连杆机构组成,通过移动滑块可实现滴灌带的快速卸载;建立并求解导向机构和挑带机构数学模型;利用动力学仿真软件ADAMS建立滴灌带回收机的虚拟样机模型。【结果】获得导向机构参数:曲柄长155 mm,连杆长439mm,偏心距长248 mm时,传动效果最佳;获得挑带机构参数:曲柄长141 mm,挑杆长366 mm时,满足挑带高度500 mm的要求;仿真分析发现:随着导向机构和挑带机构转速的增加,滴灌带内张力逐渐增加,最终确定导向机构的转速为0. 8 r/s,挑带机构转速0. 6 r/s。【结论】仿人工挑带式滴灌带回收机1 h作业面积约1hm2,可以快速完成滴灌带的卷带、卸载。

4CML-1000型链耙式地膜回收机设计与试验优化

为了解决传统搂耙式地膜回收机卸膜和装箱困难、作业连续性差等问题,设计了一种链耙式地膜回收机,可以连续实现搂膜集膜、输膜抖土、卸膜过程。该回收机主要由机架、起膜铲、链耙、集膜箱等部件组成。为了使地膜回收机的性能达到最佳,首先在土槽实验室内对回收机的结构参数和工作参数分别进行了单因素试验和响应曲面优化试验,通过土槽试验得到地膜回收率、脱膜率、夹带土壤质量3个指标的二次回归方程、响应优化曲面及最佳参数组合。最佳参数组合为:耙齿总成间距300 mm,单排耙齿数5个,耙齿入土深度84.41 mm,回收机前进速度2.542 km/h,链耙线速度0.417 m/s。通过大田验证试验,得到优化后的地膜回收机性能指标为:地膜回收率90.2%,脱膜率88.1%,夹带土壤质量0.41 kg/m。大田试验表明,链耙式地膜回收机满足生产要求。

厚度和含水率对巴旦木破壳力学特性的影响

【目的】研究米桑、双果和晚丰三个巴旦木品种的物理特性,进行不同厚度和含水率相关力学特性试验,为巴旦木破壳加工机械的设计提供理论依据。【方法】观察和测量不同品种巴旦木外形尺寸、含水率、壳仁结构与间隙、力学特性等。【结果】含水率对巴旦木外形尺寸、壳仁结构,以及对晚丰、米桑的破壳力学特性影响显著,且存在二阶非线性函数关系,米桑、双果和晚丰含水率分别为2. 29%、8. 26%和1. 96%时破壳力及能耗最大,含水率分别为16. 58%、27. 51%和17%时破壳力及能耗最小。【结论】不同巴旦木品种间物理特性差异很大,同一品种物理特性也存在较大差异;设计对辊破壳机构时,对辊间隙变化应控制在[巴旦木不同等级厚度-(0. 98～1. 89)]mm,可保证较高的破壳率和果仁完整率;巴旦木破壳前应按厚度尺寸进行分级,厚度尺寸级差以1 mm为宜,米桑分5级,双果和晚丰均分3级。

巴旦木破壳机具的研究现状与分析

破壳是巴旦木收获加工过程中所面临的重要技术难题之一。机械破壳是提高破壳效率,降低劳动强度以及生产成本的主要途径;对现有坚果类机械破壳方法、破壳原理以及工作特点进行介绍,系统阐述国内外巴旦木破壳机的研究发展现状以及工作原理。分析国内巴旦木破壳机存在问题,并对巴旦木破壳机未来发展提出建议,为以后我国巴旦木机械破壳装置的研制和发展提供技术支持。

钉齿式马铃薯残膜复合收获机的设计和试验研究

为解决垄作马铃薯收获和残膜回收问题,研制出一种用于马铃薯收获和残膜回收的复合收获机,由挖掘铲、运送装置和收膜装置组成,并对关键装置进行了参数设计和分析。挖掘铲采用振动装置,有效的解决了壅土现象的发生和对马铃薯的挖掘效率;机具采用钉齿挑膜原理,利用残膜自身的重力集膜箱中,不需要专门的卸膜装置,方便快捷。田间试验表明:复合收获机的残膜捡拾率为90. 3%,伤薯率为4. 72%,满足马铃薯收获机和残地膜回收机的技术要求。

“以本为本”视角下应用型地方高校新工科人才培养模式探究——以湖北工程学院“机械工程专业”为例

在世界教育发展的新形势下,“以本为本”,推进“四个回归”,加快建设高水平本科教育,全面提高人才培养质量,已经成为我国高等教育发展的新要求和巨大挑战。对地方高校而言,其办学层次及人才培养目标决定了学校要更突出本科教育。充分认识到本科教育是学校生存和发展的根本。该文以湖北工程学院“机械工程专业”为例,以先进理念为指导,并在一流本科教育建设、新工科建设、合作育人、卓越工程师培养教育计划2.0等一系列重大举措实施下,针对应用型地方高校机械工程本科人才培养亟待解决的问题,提出了“以本为本”视角下机械类新工科人才培养的基本思路;围绕“四个回归”,逐步推进应用型人才培养改革措施,构建“一个模式,七个结合,一个强化”的应用型本科人才培养“新模式”,培养高素质应用型工程技术人才。通过改革实践,建立了“产、学、研、用”四位一体的协同育人机制,提高了应用型人才的综合素质和核心竞争力,构建了一支高素质、双师型的师资队伍,促进了学生提高工程实践能力和开拓创新能力。