检索结果-南通市图书馆

作者：陈炎杰海南大学

学位级别：硕士

木薯是世界三大薯类之一,广泛种植于热带和亚热带区域,海南省因地处热带,所以广泛地种植木薯。当今,木薯除了是主要粮食之外,也是我国一种重要的工业原料和生物能源。所以木薯的需求急剧上升,机械化收获木薯也显得尤为重要。本文是以挖... 详细信息

木薯是世界三大薯类之一,广泛种植于热带和亚热带区域,海南省因地处热带,所以广泛地种植木薯。当今,木薯除了是主要粮食之外,也是我国一种重要的工业原料和生物能源。所以木薯的需求急剧上升,机械化收获木薯也显得尤为重要。本文是以挖拔式木薯挖掘方式,为研究基础。分析当前木薯收获机的研究成果和优化设计方案。分析其机器的收获的优缺点,大胆假设,参考其他根作系农作物收获机器的设计,为其设计提出优化方案。但是现在对于木薯块根拔起过程的基础性研究,非常少,导致现在的优化设计方案,异常难推进研究。所以进行木薯拔起减阻设计的基础性研究迫在眉睫,此研究对以后木薯块根的挖拔部件都会提供有效的基础参数数据,大大方便其优化部件设计。本文的主要研究内容为:(1)设计田间试验来获得准备的木薯形态特征参数同时也测量木薯种植田的土壤基本参数,为以后的建模设计和减阻的研究分析提供形态基础性参数。(2)对木薯整块进行物理特性的力学研究,得出其能承受的最大起拔应力,同时我们还会对木薯进行数学建模,求出其最大的理论起拔力,进行对比分析。(3)此次研究还会对木薯挖拔过程的速度、角度以及挖掘深度进行详细的分析研究。最后根据上述所有试验数据,进行最优化建模选择,提出具有碎土减阻功能的夹持输送机构。总的来说,本次研究将会为以后挖拔式木薯收获机部件的设计优化,提供了基础性参考数据。

关键词：木薯挖拔式收获机挖拔力减阻设计受力分析

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搅拌式厌氧发酵罐关键部件虚拟分析及优化

搅拌式厌氧发酵罐关键部件虚拟分析及优化

作者：王伟海南大学

学位级别：硕士

发酵罐(又称为反应器)一般指工业或农业上用来进行微生物发酵的装置。在气候炎热的热带地区,发酵罐优势有二：第一,温度优势,对发酵的温度进行合理控制(一般发酵温度在35℃—38℃左右);第二,农业废弃物(蓄禽粪便,甘蔗叶、香蕉茎等)的循... 详细信息

发酵罐(又称为反应器)一般指工业或农业上用来进行微生物发酵的装置。在气候炎热的热带地区,发酵罐优势有二：第一,温度优势,对发酵的温度进行合理控制(一般发酵温度在35℃—38℃左右);第二,农业废弃物(蓄禽粪便,甘蔗叶、香蕉茎等)的循环利用,可以减少环境污染。尤其是搅拌式发酵罐以其独有的沼气发酵优势具有被广泛应用的前景,因此对沼气发酵罐的运行方式和结构进行研究是很有必要的。为了获得较好的产气效果,设计了一种搅拌式沼气干法发酵罐,保证物料与微生物在发酵过程中能得到均匀混合,实现厌氧微生物与物料很好的结合。本课题对搅拌式发酵罐的搅拌组件、叶片等关键零部件在设计的基础上,作进一步理论上的研究分析。根据受力分析,利用CAE技术及有限元软件ANSYS Workbench对这些部件进行静力学分析、动力学分析,为搅拌式发酵罐的结构优化和性能改善提供了理论依据。(1)利用三维建模软件Solid Works对搅拌式发酵罐各部件进行三维建模,并装配成装配体,对其进行干涉检查,确保各零部件之间无干涉,为后续分析提供模型支持。另外对发酵罐模型进行了简单的运动仿真,得到搅拌器组件的运动速度,为后续分析提供数据支持。(2)对搅拌器组件进行静力学理论分析和有限元模拟,得到了搅拌器组件的应力、应变云图,在传动轴处应力集中明显,出现最大应力,应力值为183.38MPa;叶片中间变形比较明显,最大变形为10.237mm。(3)对搅拌器组件进行动力学理论分析和有限元模拟,得到了搅拌器组件的前10阶固有频率和临界转速。研究了搅拌器组件在力的作用下的谐响应分析,得到了搅拌器组件的应力、位移响应曲线。(4)基于搅拌器组件静力学动力学分析对其进行优化,优化圆整后搅拌器组件尺寸如下：叶片厚度13mm、叶片长度170mm,支撑杆宽度45mm,,传动轴连接圆盘(支撑轴连接圆盘)宽度25mm,,传动轴连接圆盘(支撑轴连接圆盘)直径400mm。

关键词：搅拌式发酵罐搅拌器组件传动轴叶片 Workbench

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高地隙自走式木薯收获机及其车架部件研究

高地隙自走式木薯收获机及其车架部件研究

作者：杨怡海南大学

学位级别：硕士

随着世界能源短缺问题的越来越严重,和对木薯淀粉产品需求量的增加,国内外对于木薯的种植结构进行了调整,使木薯的种植面积不断扩大,但木薯机械化收获水平却没有得到提高。目前,我国木薯收获还主要依靠人工作业完成,少见的木薯收获机大... 详细信息

随着世界能源短缺问题的越来越严重,和对木薯淀粉产品需求量的增加,国内外对于木薯的种植结构进行了调整,使木薯的种植面积不断扩大,但木薯机械化收获水平却没有得到提高。目前,我国木薯收获还主要依靠人工作业完成,少见的木薯收获机大都功能单一,技术水平差,作业劳动强度大,生成效率低。由于木薯结构的特点,机械化收获难度较大,我国对于木薯收获机械的研究还处于起步阶段,市场上未见成熟机型投入使用。为降低木薯收获成本,提高收获效率,必须加强机械化收获机械的研究,这关系到我国木薯产业的发展。本文通过查阅国内外木薯收获机机械研究成果,以及对木薯生物学特性和田间种植情况的调研分析,通过对4UMS-1型挖拔式的木薯收获机多次田间试验,提出了改进型的高地隙自走式木薯收获机设计方案。本机同样采用挖拔式收获机理,主要包括挖掘装置、夹持输送装置、土薯分离装置、薯茎分离装置、液压系统、传动系统、行走机构等,其结构紧凑,收获效率高,能一次完成木薯由挖掘、土薯分离到装载的一系列工艺流程。主要的研究内容如下:(1)针对4UMS-1型挖拔式的木薯收获机在田间试验中出现的茎秆漏夹现象严重和夹持机构容易堵塞的情况,提出了增加收获机底盘离地间隙,以提高预留木薯茎秆长度,达到增大夹持成功率的目的。同时根据设计要求,确定了高地隙自走式木薯收获机整机结构和功能的方案,提出了其工作参数。(2)通过三维软件Creo对车架部分建模,利用ANSYS Workbench对其进行静力学分析,通过分析几种不同工况下车架应力变化和位移图,结合车架强度理论,检验该设计强度是否满足产品要求。(3)本文采用有限元分析法和多刚体动力学法结合的方式,对收获机关键部件车架部分做了柔性体建模,并在ADAMS中组装成整车刚——柔耦合模型,通过建立了两种路面模型,仿真分析了收获机在通过这两种路面时车架的动态应力变化通过数值模拟研究,进一步校验车架强度设计是否符合设计要求。

关键词：木薯收获机械高地隙自走式有限元分析多刚体动力学车架强度

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4MS-1A1型木薯收获机设计及性能研究

4MS-1A1型木薯收获机设计及性能研究

作者：益爱丽海南大学

学位级别：硕士

随着木薯生物质能源地位的逐步提高,木薯是一种被公认为一种潜在的高利用率的可再生作物,不仅在食用、发酵工业发面和生产饲料方面有重要作用。目前木薯收获机的研制还处于起步阶段,可广泛推广木薯收获机尚不成熟,因此研发出性能良好、... 详细信息

随着木薯生物质能源地位的逐步提高,木薯是一种被公认为一种潜在的高利用率的可再生作物,不仅在食用、发酵工业发面和生产饲料方面有重要作用。目前木薯收获机的研制还处于起步阶段,可广泛推广木薯收获机尚不成熟,因此研发出性能良好、可广泛推广应用的木薯机械收获机是非常重要的。本研究主要从两个方面进行设计。首先是挖掘装置的设计,针对木薯挖掘铲存在着碎土及排土困难、挖掘铲质量大、铲尖磨损严重以及强度不足等问题,基于仿生学原理,提出一种模仿狗前爪结构的仿生木薯挖掘铲,然后借助solidworks静力学分析模块simulation对仿生挖掘铲进行静力学分析,得出最大变形量为0.1570mm,通过静力学分析结果验证了该设计的合理性;其次是排土装置的设计,通过对土薯分离装置进行研究,设计出了排土装置。4MS-1A1型木薯收获机的成功研制可提高木薯收获效率,减轻木薯种植户的劳动强度,进而促进热区农业经济的发展。本次课题针对华南10号木薯为试验样本,在田间试验过程中,分别从两个方面来进行试验:一是做仿生木薯挖掘铲和栅条木薯挖掘铲的对比试验,二是对带有排土装置的机架进行效果试验。最后得出以下结论:1)基于仿生学原理,提出一种模仿狗前爪结构的仿生木薯挖掘铲方案,借助solidworks静力学分析模块simulation对仿生挖掘铲进行静力学分析,通过静力学分析结果验证了该设计的合理性。2)研究土壤对挖掘铲的影响因素。土壤粘附理论和土壤物理学特性为挖掘铲的设计提供了理论依据。3)针对现有的木薯挖掘铲的问题,利用仿生学对挖掘铲进行设计,从而提高碎土性与排土性。4)对仿生挖掘铲进行solidworks有限静力学分析,最大变形量为1.57mm,由分析结果得出最大变形量远远小于挖掘铲本身尺寸,仿生木薯挖掘铲符合使用要求。5)通过对华南10号木薯的实地考察,得出华南10号木薯的块根最大深度大部分在20cm-30cm之间,最大宽度大部分在40cm-60cm之间,木薯的生物学特性为挖掘铲和抖动筛的结构设计。仿生木薯挖掘铲比栅条木薯挖掘铲在稳定性、明薯率、伤薯率和收获率方面.工作效果更好,排土装置的工作效果也达到了预期值。

关键词：木薯收获机仿生挖掘铲排土装置有限元静力学分析

1XS-230型甘蔗地旋耕深松联合作业机的研制

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1XS-230型甘蔗地旋耕深松联合作业机的研制

作者：李柏林海南大学

学位级别：硕士

由于长期不科学地用地养地,南方蔗区面临地力严重下降的问题,导致甘蔗减产,亟需推广应用保护性耕作技术,甘蔗种植前进行深松整地能有效改良土壤,提高产量。我国北方现有各类深松整地机械结构单薄,不适应甘蔗地土壤比阻大、残茬多的情况... 详细信息

由于长期不科学地用地养地,南方蔗区面临地力严重下降的问题,导致甘蔗减产,亟需推广应用保护性耕作技术,甘蔗种植前进行深松整地能有效改良土壤,提高产量。我国北方现有各类深松整地机械结构单薄,不适应甘蔗地土壤比阻大、残茬多的情况;而国外相关深松机具售价高。因此,在前期研制的1SG-230型深松旋耕机基础上,创新研制了一种旋耕深松联合作业机,可一次性完成旋耕、降草、深松、碎土的作业工序,以适应残茬多地块的整地作业需要。并选择了可视化深松整地检测仪,解决了目前靠人工实施深松作业监督检测工作量大、管理成本高的问题,实现在线实时观测深松深度、作业面积等情况,实现深松整地远程精准统计和监督。主要研究内容和结论如下:.(1)整机设计与分析:为减轻机具在甘蔗地进行深松整地作业时遇到的堵塞问题,创新深松犁后置的设计方案;为使旋耕部件有足够的动力切断植物茎秆同时避免功率浪费,确定变速箱传动比为1:2.69;由于深松犁安装在旋耕部件后方,创新设计了镇压辊,并连在深松犁上,达到平整土地的目的。(2)旋耕部件的设计与仿真:在满足甘蔗地旋耕切土节距取值范围的条件下,选择拖拉机输出轴转速为1000r/min,机具最高前进速度能达0.7m/s。针对残茬杂草较多的情况,采用ⅡT245旋耕刀。设计了防堵塞旋耕刀轴:刀座数量为左右各24个,刀座间距较大;外径为90mm,内径为80mm,尺寸大于普通旋耕刀轴,校核结果为安全。旋耕刀的疲劳失效分析表明,其在372r/min转速下能连续工作45h不损坏,较为耐用。(3)深松部件结构设计与分析:运用LS-DYNA程序模拟三种深松犁在土壤中的运动过程,选择了斜倾式犁柄;通过响应曲面试验设计法,分析了斜倾式深松犁角度参数对深松性能及牵引阻力的影响,确定犁身折角为35°、入土角为26°、犁底夹角为6°时能在保证深松性能的条件下,得到较小牵引阻力4682.39N。(4)机架的仿真与优化:分别运用Solidworks和ANSYS软件对机架进行静应力及模态分析,发现原设计机架局部应力过大,通过调整深松犁的安装位置,机架最大应力和位移分别下降了 77%和41%。模态分析表明,机架固有频率低于激励频率,不易共振。(5)田间试验:在土壤含水率28.1%,甘蔗叶和杂草约0.2kg/m2条件下,深松深度38cm,深松稳定性系数90.6%,旋耕深度为20cm,旋耕稳定性系数为91%,作业效率0.82hm2/h,碎土率80.2%,高于相关国家标准。运用综合评价方法,量化了机具在甘蔗地的适用性评价。

关键词：甘蔗地旋耕深松智能检测

基于橡胶树施肥的刮板式排肥机构的仿真及参数优化

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基于橡胶树施肥的刮板式排肥机构的仿真及参数优化

作者：李灵卓海南大学

学位级别：硕士

橡胶以其自身良好的物理性能及化学稳定性成为热带及亚热带地区的十分重要的作物,而施肥对于橡胶树的生长有着关键性的影响。在南方潮湿的气候条件的制约下,橡胶树施肥机械排肥效果较差,存在肥料浪费及施肥后对设施清理的较大困难,对于... 详细信息

橡胶以其自身良好的物理性能及化学稳定性成为热带及亚热带地区的十分重要的作物,而施肥对于橡胶树的生长有着关键性的影响。在南方潮湿的气候条件的制约下,橡胶树施肥机械排肥效果较差,存在肥料浪费及施肥后对设施清理的较大困难,对于橡胶施肥机械的优化改进迫在眉睫。橡胶施肥的难点是排肥机构的定量排肥及解决肥料粘连的问题。通过橡胶树种植地实地考察,了解橡胶树所需肥料的类型及特点及施肥机械排肥装置工作情况,基于离散元原理,通过相关软件辅助模拟设计出一种刮板式排肥装置,并对其进行优化。主要研究内容及结果如下:（1）通过国内外文献资料的研究,结合在广东省湛江市中国热带农业科学院农业机械研究所橡胶树种植基地的实地勘察,了解橡胶树的种植农艺要求、生长环境以及施肥情况,选用橡胶颗粒肥作为施肥试验的肥料研究对象,选用刮板式排肥方式来进行排肥装置的仿真及参数优化的研究。（2）查阅橡胶颗粒肥的物化特性相关资料,并进行相关物化参数测定试验,确定了橡胶颗粒肥的物化参数,即静摩擦系数0.4、动摩擦因素0.3、恢复系数0.3、密度1.68kg/m、弹性模量8.51×10～7、泊松比0.25。（3）参考其他橡胶树施肥机的结构设计及工作原理,结合排肥装置与肥料之间的相互作用关系,设计了一种刮板式排肥装置。根据橡胶树施肥农艺要求,确定了施肥量,从而确定了排肥装置的相关结构参数。（4）通过solidworks2018对该刮板式排肥装置进行三维建模及整体装配,对排肥装置的整体设计进行了可视化研究。（5）通过EDEM2018软件对排肥过程进行仿真,确定出影响排肥量的主要因素为:刮板开度、圆盘转速、刮板角度。并通过Design Expert软件设计了正交试验,利用EDEM2018软件进行仿真试验,得到排肥试验数据,对试验数据进行了方差分析及响应面分析,确定出因素影响程度大小为:刮板开度>圆盘转速>刮板角度,并得到最优参数组合:刮板开度为25.4cm、刮板角度为54.1°、圆盘转速为5.4r/min。通过在广东省湛江市中国热带农业科学院农业机械研究所的实地验证试验,验证了该组参数组合可使排肥效果达到最佳。

关键词：施肥机械橡胶颗粒肥定量排肥仿真参数优化

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挖拔式木薯收获机及其夹持输送机构的研究

挖拔式木薯收获机及其夹持输送机构的研究

作者：孙佑攀海南大学

学位级别：硕士

木薯作为全球三大薯类作物之一,是一种广泛栽培于亚热带、热带地区的重要经济作物。木薯生产过程中收获作业是一项农业适时期短、占用劳力多、劳动强度大、作业条件差的作业工序。目前,我国各主要地区的木薯收获基本上采用手工或半机械... 详细信息

木薯作为全球三大薯类作物之一,是一种广泛栽培于亚热带、热带地区的重要经济作物。木薯生产过程中收获作业是一项农业适时期短、占用劳力多、劳动强度大、作业条件差的作业工序。目前,我国各主要地区的木薯收获基本上采用手工或半机械化作业。国内尚无成熟的木薯收获机械推广应用,大都处于研究和设计阶段。木薯收获机械化可大大提高收获效率,降低劳动强度,减少损失,为木薯产业化发展奠定良好的基础。本论文通过查阅中、外文献资料和实地调研木薯田间种植特性及其生物特性,并以此为依据,借鉴其他块根收获机械的收获方法,根据实际需求,研制出一种与中型拖拉机配套使用的挖拔式木薯收获机。主要研究内容如下： 1、根据木薯收获机作业性能指标,确定最佳的木薯收获工艺,设计出挖拔式木薯收获机械整机结构方案,分析计算得出该机的基本结构参数和性能参数,该机可一次性完成薯块的挖掘、分离、输送等工作。 2、系统地设计挖拔式木薯收获机夹持输送机构的结构。通过对不同类型的农业夹持方式的比较,确定该机采用的夹持输送机构的基本结构及工作过程,并对其结构参数进行详细的分析和计算。建立夹持输送机构夹持力的力学模型,分析计算夹持力。 3、对木薯收获机夹持输送机构动力传输系统进行详细的结构设计,确定传动路线,分配各传动单元的传动比,选择合适的传动形式,详细设计各主要零部件的结构参数,并对主要的传动件进行强度校核。 4、应用ANSYS有限元分析软件对挖拔式木薯收获机的机架进行受力分析及静力学分析,通过分析机架的位移变化云图及应力变化云图校核机架强度是否满足设计要求。 5、用Solidworks软件进行木薯收获机三维造型设计,并用AutoCAD软件进行零件图的绘制,然后对样机进行试制,并进行样机的田间试验。田间试验结果表明：挖拔式木薯收获机整机运行平稳,总体达到挖拔结合收获木薯的要求。随着市场的需求和木薯收获机械研究的发展,需要研究能实现除茎还田、挖拔、分离、切薯、装车等工艺一体化的木薯联合收获机。本课题的研究对木薯联合收获机的设计具有参考和借鉴作用。

关键词：木薯收获机械挖拔式夹持输送机构动力传动系统有限元分析

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木薯收获机茎秆切割铺放装置的研究

木薯收获机茎秆切割铺放装置的研究

作者：郑美云海南大学

学位级别：硕士

木薯已成为我国华南地区一种重要的粮食和经济作物,应用范围十分广泛,除了食用,木薯还主要用于饲用和工业用途,并且在生物质能源领域具有巨大的发展潜力。随着木薯市场需求的逐渐扩大,木薯的种植面积不断增加,木薯茎秆占木薯总产量的70%... 详细信息

木薯已成为我国华南地区一种重要的粮食和经济作物,应用范围十分广泛,除了食用,木薯还主要用于饲用和工业用途,并且在生物质能源领域具有巨大的发展潜力。随着木薯市场需求的逐渐扩大,木薯的种植面积不断增加,木薯茎秆占木薯总产量的70%多,大量的木薯茎秆带来了收割难和后续处理难的问题。木薯茎秆切割铺放装置能够实现木薯茎秆的机械化收割和铺放工作,对木薯机械化整体水平和木薯产业化发展具有一定推动作用。本文以木薯茎秆切割铺放装置的研究设计作为主要内容,具体如下:(1)通过实地调研木薯茎秆的田间种植分布状况,测定木薯茎秆的主茎数目、主茎分叉情况、木薯茎秆直径以及木薯茎秆偏离中心线程度,并通过压缩和剪切等力学特性实验分析木薯茎秆的压缩强度和剪切强度,充分掌握对木薯茎秆切割铺放装置有影响的相关技术参数,并为装置的设计提供理论依据。(2)参考高、粗且分支多类作物秸秆铺放的研究方法、输送铺放的机理和铺放装置的结构形式,设计适合木薯茎秆的切割铺放装置,通过对不同夹持输送装置方案分析比较,确定切割铺放装置的结构形式。(3)根据木薯茎秆的生物物理特性,为克服因木薯茎秆外形复杂难以夹持的问题,设计切割铺放装置的夹持输送机构为皮带转轮式与改进后的双带夹持式相结合的结构形式。对木薯茎秆切割铺放装置的切割器、升降仿行装置、夹持输送机构的结构形式、夹持带、夹持轮、夹持方式进行设计。(4)对木薯茎秆输送铺放机理进行初步研究,木薯茎秆着地后的运动速度是其顺利向外侧铺放的重要决定因素,通过对木薯茎秆到达夹持输送装置末端和根部着地两个状态建立运动模型进行分析,得出木薯茎秆根部着地后向外侧铺放的条件。(5)通过Solidworks软件对切割器刀具进行三维建模,基于ANSYS Workbench软件对切割器锯齿形圆盘刀进行静力学分析和模态分析,通过静力学分析刀具的强度是否满足设计要求,通过模态分析刀具的振动特性,分析刀具的变形失效形式和固有频率,提高刀具的动态稳定性。

关键词：木薯茎秆切割铺放夹持输送机构运动学分析模态分析

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挖拔式木薯收获机关键部件的研究

挖拔式木薯收获机关键部件的研究

作者：余瑞明海南大学

学位级别：硕士

木薯是全球第五大经济作物,在世界各地均有广泛种植,尤其是热带和亚热带地区。木薯收获适宜期短,人工收获所需劳力多、强度大,劳动环境差,对于砂壤土和粘性土都会造成伤薯和块根损失,甚至无法收获。木薯收获实现机械化能推动木薯产业可... 详细信息

木薯是全球第五大经济作物,在世界各地均有广泛种植,尤其是热带和亚热带地区。木薯收获适宜期短,人工收获所需劳力多、强度大,劳动环境差,对于砂壤土和粘性土都会造成伤薯和块根损失,甚至无法收获。木薯收获实现机械化能推动木薯产业可持续快速发展。本文以挖拔式木薯收获机为研究对象,针对现有挖拔式木薯收获机试验后在挖掘和夹持输送等方面存在的问题,通过创新技法的运用、速度模型和力学模型的建立与分析、有限元分析等研究,对挖掘铲和夹持输送机构等挖拔式木薯收获机关键部件进行研究,建立了木薯收获机的三维模型。主要研究内容如下： (1)以提高碎土、漏土能力,减小入土阻力,降低伤薯断薯率,减轻重量等为原则,研究设计一种适合挖掘木薯块根的新型挖掘铲,研究设计提升挖掘铲入土性能的方法,根据仿生学原理设计挖掘铲的结构,确定主要结构参数。分析挖掘铲和土薯的受力,计算得出挖掘铲在前进过程中受到的牵引总阻力。 (2)建立夹持输送机构夹持单株木薯茎秆拔起输送速度模型,分析速度关系式,各关键运动学参数以及相互之间的关系、拔起方向和取值大小,建立连续两株木薯夹持拔起速度模型,分析不发生碰撞干涉的条件。分析各运动学关键参数的关系式,得出夹持输送机构倾角的取值范围和夹持速度比满足的条件,确定四个关键参数的最佳取值范围。 (3)以提高夹持力,满足夹持力最大要求,牢固夹持木薯茎秆等为原则,研究设计夹持输送机构,确定夹紧木薯茎秆方式,设计夹紧结构,并将其与原夹紧方式进行对比分析。设计夹持输送机构各组成部分,通过分析计算,确定主要结构及其参数。 (4)根据木薯块根拔起时的速度分解图,建立夹持输送机构拔起输送木薯块根的力学模型,得出拔起力和夹持力的计算式。分析土壤对块根的作用力,计算得出夹持输送机构拔起木薯块根所需的拔起力和夹持力,以及夹持输送时夹持输送机构夹持木薯茎秆所需的夹持力。根据拔起薯块时的夹持力,对拉簧进行设计计算。 (5)通过ABAQUS软件对挖掘铲进行有限元强度分析,通过SolidWorks软件设计挖拔式木薯收获机三维实体模型。 (6)对木薯收获机在挖掘和夹持输送等方面进行进一步田间作业试验及分析,优化各部件的参数设计。根据木薯收获机作业效果,试验测定挖薯率、损薯率、拔薯率和整机生产率等各项性能指标,对试验结果进行分析。试验结果证明：木薯收获机能够较好的完成挖拔作业,运行稳定。

关键词：挖拔式木薯收获机夹持输送机构挖掘铲研究设计有限元分析

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挖拔式木薯收获机挖深控制系统的研究

挖拔式木薯收获机挖深控制系统的研究

作者：吕凯英海南大学

学位级别：硕士

木薯也叫树薯,是世界三大薯类之一,热带地区的分布居多,木薯也是我国广东、广西和海南等地方的重要资源,在我国栽培面积逐年增加。木薯人工收获耗时、耗力、效率低,然而木薯机械化收获又是木薯产业的薄弱环节,现阶段尚未能推出适应性强... 详细信息

木薯也叫树薯,是世界三大薯类之一,热带地区的分布居多,木薯也是我国广东、广西和海南等地方的重要资源,在我国栽培面积逐年增加。木薯人工收获耗时、耗力、效率低,然而木薯机械化收获又是木薯产业的薄弱环节,现阶段尚未能推出适应性强的木薯收获机来代替人工收获。本文针对挖拔式木薯收获机在收获过程中,在拖拉机的牵引下工作,带有一定倾角的挖掘铲会有朝着深度方向行进的趋势的问题,研究出一套挖掘装置挖深控制系统的试验台,该试验台可以满足对挖掘铲的挖深进行合理控制,在不伤薯的情况下,又可以减小机具的动力消耗。主要研究内容及成果如下:(1)通过查阅国内外关于深度控制的农业机械的相关资料,了解触土机构自动控制的研究方法,对木薯的种植农艺和生物学特性进行了实地调研,研究木薯生长环境土壤特性和影响挖掘铲工作牵引阻力的参数,建立挖掘铲与土壤相互作用的力学模型,研究有利于挖掘铲入土、碎土能力的最佳倾角。确定出了所设计的挖掘铲控深系统的整体控制方案与在整机上的最佳安装方案。(2)挖拔式木薯收获机挖深控制系统的机械结构部分包含液压铲执行机构和地表仿形机构,通过分析对比薯类挖掘铲的角度调节机构的调节方式的优缺点,设计出适合木薯挖掘装置的限深调节机构,通过soildworks建立三维模型,确定出各机构的尺寸,并通过adams运动学分析,分析该机构的运动特性,结果表明液压铲执行机构满足动作要求。通过研究地表仿形量的要求,设计出合理的地表仿形机构,与地面距离可调,调节范围完全适合挖拔式木薯收获机的使用要求,分析仿形机理,确定出仿形量与传感器检测角度的数学关系。(3)根据仿形机构的仿形机理,选择了高精度的霍尔角度传感器,设计了基于STM32最小系统的地表仿形的微控制器,确定了整体控制方案,通过试验仿形控制器满足控制要求。(4)设计了液压控制系统,根据液压铲执行机构的工作条件,选择了适合整个系统的液压元件,并通过理论研究计算,设计出满足要求的液压执行件。在Amesim平台上对挖掘铲控深系统的液压控制系统进行了仿真分析,分析结果表明,提升液压缸和角度调节液压缸活塞杆的响应时间分别为0.5s和1s,满足挖深控制试验响应时间要求。(5)进行了地表仿形机构性能试验、控制系统响应试验和挖深控制系统性能试验,结果表明:地表仿形机构的仿形量为10～120mm,仿形精度可达96.5%,测得系统的响应时间为1.7s,挖深控制系统可随角度变化自动调节行程。

关键词：挖拔式木薯收获机挖掘深度电液控制地表仿形