基于QFD-NSGA-Ⅱ-TOPSIS的采茶机设计

为改进现有采茶机设计,提升用户满意度,构建了融合QFD,NAGS-Ⅱ及TOPSIS方法的产品设计模型,使用户全程参与到产品设计过程中。通过分析用户需求,得到用户需求权重,并基于采茶机的技术特性和零部件结构,得到产品设计重点。以用户对零部件的打分和零部件成本为依据构建优化模型,对设计方案进行优化设计。通过对方案进行评价,筛选出最优设计方案。采茶机设计实例验证了模型的有效性,可为其他农机产品设计提供参考。

基于“人-机-环境”系统的智能名优采茶机设计研究

目的旨在提高采茶效率,解决现有名优茶采茶机在使用过程中存在的一些问题,即不贴合作业环境、用户交互体验感弱和采摘效率低等。方法以四川蒙顶山为设计目标地,运用"人-机-环境"系统理论分析影响设计与产品相关的"人"与"环境"因素,结合"人"的生理和心理特征以及作业环境、政策导向等信息准确定义智能采茶机。结论 "人"的因素影响采茶机的色彩以及交互体验,"环境"因素影响采茶机的尺寸、结构、行走方式、动力机构等,综合运用"人-机-环境"系统下的各个子因素以及相关因素的关系,能够更加准确地定义智能名优采茶机,产品在功能、体验感、贴合作业环境等方面明显增强,提高了设计准确率。"人-机-环境"系统理论对具有明确设计目标的农机产品设计具有很大的借鉴意义。

茶鲜叶嫩梢捏切组合式采摘器设计与试验

针对条形名优绿茶依赖人工采摘、无专用采摘器的问题,该研究设计了适用于名优茶采摘的捏切组合式采摘器。首先分析人工采摘嫩梢的运动过程及茶叶嫩梢物理特性,设计了基于盘形凸轮的捏切、送、甩、抛循环式采摘机构和柔性捏切一体采摘爪。通过算法控制采摘臂旋转速度,采摘器实现了低振动、准确采摘。样机试验表明:采摘器单次作业最大时间小于0.6 s,实际采摘成功率稳定在100%,说明捏切组合式采摘器符合茶园嫩梢采摘连续、快速的需求。喂入深度和采摘高度越大采摘成功率越高,根据茶叶生长环境和农艺要求确定较优采摘高度和喂入深度均为10mm、采摘角度为0°。试验结果表明采摘器采摘的茶叶嫩梢与人工采摘品质相同。该研究可为茶叶嫩梢低损、快速采摘提供参考。

基于CAE技术的便携式采茶机关键部件运动及有限元分析

茶叶摘采是茶叶加工中的重要环节,针对安徽宣城地区茶树生长特点开展了便携式采茶机的研发。根据茶树生长数据进行采茶机整体方案设计,完成三维建模及装配。依据三维设计模型进行关键部件打叶杆的运动及CAE力学分析,建立数学模型进行精确量化计算。根据分析确定打叶杆回转半径r=60 mm、切割高度h=34.2 mm、最佳线速度u=1.6 m/s等关键运动参数。通过对比打叶杆采用三种材料在直径为8 mm、10 mm、12 mm条件下有限元分析结果,确定45号钢直径为10 mm为最优解。