红枣收获机吸拾过程运动仿真分析及试验

为提高落地红枣收获效率,设计了一种以气吸捡拾为核心的红枣收获机。通过对红枣物料特性的测定、收获时所含杂物的物理特性分析以及收获过程中吸拾管道弯曲状态的探究,借助EDEM软件建立吸拾管道、红枣及主要杂物模型,并结合ANSYS软件Fluent模块对物料在最大和最小弯曲状态下吸拾管道中的运动分别进行流固耦合仿真。以含杂率、拾净率为机具评价指标,通过对影响机具性能的其它因素进行控制,展开吸拾管道最大和最小弯曲状态的对比试验。仿真结果显示:物料在管道弯曲程度最大、最小状态下最高速度分别接近10m/s、8m/s;对比试验结果显示:管道弯曲程度最大、最小状态下含杂率平均差值为0.15%,拾净率差值为0.27%。仿真结果和对比试验结果表明:机具所选吸拾管道的弯曲状态对机具性能影响较小,相对于物理特性差异较大的物料而言,可不做考虑。

自动移栽机作业质量监测系统的设计与试验

为实现自动移栽机实时作业质量信息的监控、反馈等功能,设计了一种可进行移栽机作业质量与运行轨迹的信息监测系统。使用工业相机并配合绝对值编码器,采集栽植钵苗的图像信息;使用计算机视觉技术对图像进行分析处理,识别栽植点是否存在钵苗,并将栽植点的经纬度坐标值按格式存储;创建GIS系统并加载地理位置信息文件,在地图中显示移栽机运行轨迹和漏苗信息等功能。试验表明:在移栽机正常工作下,钵苗识别准确率较高,GIS系统功能测试稳定,基本可以完成整体系统需求。

红枣捡拾机优化设计与试验

为提高落地红枣收获效率,节省收获成本,降低劳动强度,设计一种以气吸捡拾为核心的落地红枣捡拾机。通过对红枣质量、体积的测定,将红枣等效为当量球体,经过理论计算,得出红枣悬浮速度范围;根据气力输送原理,取最大计算悬浮速度的1.5倍作为气吸管道输送速度的设计目标,通过对物料在气吸管道中的受力及运动分析,得出物料在气流中的运动趋势和规律,以此为理论基础和机具优化设计依据,完善设计;以吸口风速、翻草器转速、枣堆厚度为因素,含杂率、捡拾率为衡量指标设计正交试验对机具工作性能进行验证。试验结果表明:吸口风速为35 m/s,翻草器转速为300 r/min,枣堆厚度为10 cm时,机具工作效果最佳,含杂率小于1.98%,捡拾率大于98.82%。综合分析,吸口风速对指标含杂率、捡拾率影响最大,由方差分析得其P值分别为0.01、0.001,翻草器转速次之,P值分别为0.019、0.003,枣堆厚度影响显著,但相对其他两因素影响较小,P值分别为0.029、0.034。

柔性带式食葵取盘收获机设计与试验

为提高新疆地区食葵收获机械化水平,针对插盘晾晒、分段收获人工成本高、劳动强度大等问题,模仿人工收获工作原理设计一款柔性带式食葵取盘收获机,该机主要部件为模拟人工双手取盘的柔性带式取盘装置和模拟人工敲击葵盘的脱粒装置。根据葵盘的物理特性和取盘的运动过程分析,确定取盘装置中输送带带宽为130 mm、葵秆与竖直方向夹角为11.7°、脱粒辊直径为80 mm、脱粒辊间的间距为170 mm。依据Box-Benhnken的中心组合试验方法,以机具行进速度、脱粒辊转速及脱粒辊转差率为试验因素,籽粒损失率为试验指标,开展试验。结果表明:各因素对损失率显著顺序依次为脱粒辊转速、机具行进速度、脱粒辊转差率,最优组合为机具行进速度0.32 m/s、脱粒辊转速400 r/min及脱粒辊转差率0.16,该参数组合下食葵籽粒损失率为2.97%,所设计的机具基本达到低损收获的设计要求,为插盘式食葵机械收获技术提供参考。