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基于ADAMS的蓝莓采摘机构的仿真分析

现代科学仪器 2012年第1期29卷 36-38,42页

作者：何培庄朱海郭艳玲鲍玉冬何璐璐东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

基于机械系统动力学仿真软件ADAMS,提出了一种对蓝莓采摘机构进行虚拟设计的方法。在ADAMS中建立采摘机构的模型,并进行动态仿真分析,在不作任何简化性假设的条件下考察枝干的受力情况,选出蓝莓采摘机构的关键参数。仿真结果表明,偏心... 详细信息

基于机械系统动力学仿真软件ADAMS,提出了一种对蓝莓采摘机构进行虚拟设计的方法。在ADAMS中建立采摘机构的模型,并进行动态仿真分析,在不作任何简化性假设的条件下考察枝干的受力情况,选出蓝莓采摘机构的关键参数。仿真结果表明,偏心距和偏心轮转速对采摘效果影响显著,并且仿真结果为该采摘机构的物理样机的实现提供了技术依据。

关键词：虚拟设计采摘机构 ADAMS 参数

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菠萝自动采摘机构的结构设计与有限元分析

浙江水利水电学院学报 2020年第3期32卷 67-71,89页

作者：赵华成姚宁许赵慧陈铱宁浙江水利水电学院工程实验实训中心浙江杭州310018

为了改善菠萝人工采摘效率低下、降低果农劳动强度,实现菠萝机械化采收,设计了一种能够帮助果农完成菠萝的采摘、输送和收集工作的菠萝自动采摘收集车。通过对菠萝果实物理参数的测量分析,得到设计采摘刀片的基础数据。利用三维建模软件... 详细信息

为了改善菠萝人工采摘效率低下、降低果农劳动强度,实现菠萝机械化采收,设计了一种能够帮助果农完成菠萝的采摘、输送和收集工作的菠萝自动采摘收集车。通过对菠萝果实物理参数的测量分析,得到设计采摘刀片的基础数据。利用三维建模软件SolidWorks对菠萝自动采摘收集车进行总体设计和关键结构优化,并运用ANSYS软件对采摘核心部件进行有限元分析,表明该机构设计合理,满足使用要求。

关键词：菠萝采摘收集采摘机构有限元分析

基于SolidWorks的果蔬采摘基本构型库的设计

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农机化研究 2013年第7期35卷 93-96页

作者：夏红梅李志伟甄文斌赖基平华南农业大学工程学院广州510642

少自由度串、并联机构构型是果蔬采摘机构构型综合的基本单元。为此,基于SolidWorks2008软件,采用尺寸驱动的设计方法,开发了少自由度串并联基本构型库系统。通过建立基本构型三维模型模板,创建机构性能属性信息数据库,利用Visual C++... 详细信息

少自由度串、并联机构构型是果蔬采摘机构构型综合的基本单元。为此,基于SolidWorks2008软件,采用尺寸驱动的设计方法,开发了少自由度串并联基本构型库系统。通过建立基本构型三维模型模板,创建机构性能属性信息数据库,利用Visual C++设计系统交互界面,编写API和ADO接口程序,实现基本机构构型参数化设计和属性信息查询修改功能,为果蔬采摘机构构型智能、高效和高质量综合提供设计资源平台。

关键词：采摘机构机构构型库二次开发果蔬

柑橘采摘机器人末端执行器结构设计与仿真分析

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2019年第4期40卷 113-118页

作者：张伟民董红政陈文清洛阳理工学院电气工程与自动化学院

针对目前柑橘室外采摘作业难度大、人工采摘效率低,以及对柑橘本身和柑橘果园破坏性大、破坏范围广等问题,提出了一种改进优化柑橘室外采摘末端执行器。通过对柑橘采摘末端执行器采摘机构进行设计和运动学仿真分析,以及对整体结构仿真... 详细信息

针对目前柑橘室外采摘作业难度大、人工采摘效率低,以及对柑橘本身和柑橘果园破坏性大、破坏范围广等问题,提出了一种改进优化柑橘室外采摘末端执行器。通过对柑橘采摘末端执行器采摘机构进行设计和运动学仿真分析,以及对整体结构仿真分析和运动学仿真分析,得到了最优柑橘采摘末端执行器采摘机构部分模型,并在自然环境下对其进行了柑橘采摘试验,试验成功率高达80%,成功实现对室外柑橘自动化采摘,具有较大的应用和推广价值。

关键词：柑橘末端执行器采摘机构动力学分析

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菠萝自动采摘机的优化设计与分析

菠萝自动采摘机的优化设计与分析

作者：张俊昌仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

菠萝因其营养丰富、品质优异、香气诱人而深受人们喜爱。菠萝的需求量也在不断增大,然而菠萝的采收却是一项繁重的工作,如何实现菠萝的机械化采摘变得尤为重要。目前国内外对菠萝采摘机械的研究还很少,进行菠萝自动采摘机械的研究,对菠... 详细信息

菠萝因其营养丰富、品质优异、香气诱人而深受人们喜爱。菠萝的需求量也在不断增大,然而菠萝的采收却是一项繁重的工作,如何实现菠萝的机械化采摘变得尤为重要。目前国内外对菠萝采摘机械的研究还很少,进行菠萝自动采摘机械的研究,对菠萝实现机械化采收具有突破性的意义,对农业机械化的发展具有重大推动作用。本文在分析国内外水果收获机械研究现状的基础上,对菠萝的种植特点和物理特性进行了技术调研与测试分析,获取了设计菠萝机械化采摘的基础性数据。进而提出了菠萝机械化采摘的总体方案,菠萝自动采摘机由采摘装置、输送装置、调节装置等部分组成,具有采摘效率高、果品损伤率低、成本低等优点。菠萝自动采摘机的关键技术是采摘装置的设计,仿造人手采摘动作设计采摘机构。该装置的运动与结构参数是设计中需要解决的主要技术问题。另外,如何实现输送装置与采摘装置的配套使用也是设计的关键。本文运用三维数字化软件Solidworks进行了菠萝自动采摘机械的结构设计与总体建模、基于MATLAB对菠萝采摘装置的运动轨迹进行了优化分析,初步确定了采摘装置的旋转速度与拖拉机前行速度。为了进一步验证菠萝采摘装置的运动参数与动力参数,运用ADAMS对菠萝自动采摘机进行了虚拟样机仿真分析,着重分析了采摘过程中采摘装置与菠萝的接触动力学特性,确定出旋转采摘机构的转速为100r/min,前行速度范围为1.25m/s-1.75m/s。

关键词：菠萝采摘机构优化设计虚拟样机仿真分析

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小型手扶式辣椒收获机设计与分析

小型手扶式辣椒收获机设计与分析

作者：吴亮成都大学

学位级别：硕士

中国辣椒分布在国内28个省份,占蔬菜种植总面积的12%以上,总产值达700亿人民币,稳居蔬菜行业第一。而四川作为辣椒生产大省,因种植方式和地形特点,现辣椒收获仍以人力为主,采摘方式落后,收获效率低,成本高。针对上述问题,提出了一种适... 详细信息

中国辣椒分布在国内28个省份,占蔬菜种植总面积的12%以上,总产值达700亿人民币,稳居蔬菜行业第一。而四川作为辣椒生产大省,因种植方式和地形特点,现辣椒收获仍以人力为主,采摘方式落后,收获效率低,成本高。针对上述问题,提出了一种适用于山地丘陵地区的小型手扶式辣椒收获机的设计方案,其中收获流程包括采摘、传送、清选、收集四个步骤,并根据辣椒采收特点和流程设计零部件结构,建立辣椒收获机的三维虚拟样机。采用有限元分析方法对关键零件螺旋杆和机架进行分析,为其后续的结构优化提供理论依据。具体研究工作内容如下:(1)对四川辣椒进行了大量调研,确定了研究对象的种植模式、植株参数、辣椒尺寸及物理特性,并以此为基础明确了整机的工作流程、工作原理和工作参数,设计了辣椒收获机的总体结构方案。(2)分析了国内外常用的采摘机构,再结合辣椒相关参数设计了展开式双螺旋线型采摘装置,确定了螺旋杆尺寸参数和安装关系,确定了螺旋杆最大转速为600r/min,采摘功率为0.6k W。根据采摘装置、安装空间、实际传送参数,进行了直线式传送装置的设计,计算确定工作时传送功率为0.014k W。根据气流清选原理,设计了清选机构,并通过计算流量对风机进行了选型。根据人体工学和整机作业环境,设计了后驱车轮式行走机构,再结合自重和最大运载重量,计算出行走机构的驱动功率为2.03k W;根据各工作部件的总功率,确定了发动机和减速机型号,并设计了整机传动方案,计算出各工作部件的传动比和工作参数;根据各部件的参数进行了扭矩和能量计算,选定电磁离合器和电瓶的型号,并以此为基础设计了整机的控制方案,规范了四种操作模式。(3)基于ANSYS Work Bench进行了关键零件的有限元分析。对采摘装置的螺旋杆进行了谐响应分析,在材料为45钢,激振频率为0～400Hz,激振扭矩为9550 N?mm的条件下,分析结果表明:螺旋杆最大变形量为9.43×10mm,最大等效应力为9.09Pa,完全满足使用要求。(4)对机架进行了静应力分析和预应力模态分析。机架选用焊接性能良好的材料Q235,再在多方位载荷施加的条件下,机架的静应力分析结果显示:整体最大变形量为0.094mm,最大等效应力为59.27 MPa,满足机架的强度和刚度要求。机架预应力模态分析结果显示:模型一阶共振频率为37.38 Hz,比较接近机架实际工作振动频率。在模型一阶振动变形的基础上,对机架结构进行了优化,二次分析结果表明:机架的一阶振动频率变为51.60Hz,高于机架实际工作频率,避免了发生共振,满足了使用要求。

关键词：辣椒收获机采摘机构有限元分析丘陵地区

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油茶果采摘机的关键部件设计与试验

油茶果采摘机的关键部件设计与试验

作者：吴问天安徽农业大学

学位级别：硕士

近年来,茶油由于其优越的综合利用价值,受到市场的青睐。但是作为茶油原材料的油茶果,其采收环节仍处于极度原始的状态(采摘基本依靠人工),具有劳动强度大、采摘效率低、人工成本高等缺点,严重的限制了油茶产业的发展。因此油茶产业想... 详细信息

近年来,茶油由于其优越的综合利用价值,受到市场的青睐。但是作为茶油原材料的油茶果,其采收环节仍处于极度原始的状态(采摘基本依靠人工),具有劳动强度大、采摘效率低、人工成本高等缺点,严重的限制了油茶产业的发展。因此油茶产业想要实现产业化发展,采收机械化是必行之事,而其中重中之重就是采摘关键部件的研制。本文针对舒城县河棚镇油茶果园中的油茶树种,设计研制了一种油茶果采摘关键部件。论文的主要研究内容如下:(1)本文首先基于LabVIEW虚拟仪器技术设计了一款油茶果-果柄分离力测量试验台,针对性的探究了油茶果-果柄分离力与其三大因素(果柄直径、拉力角和成熟度)之间的相关性。同时通过控制变量法进行多次的试验,发现其中不同拉力角对油茶果-果柄分离力的大小影响较大,基于此点,确定了采摘关键部件的设计原理。(2)基于第二章测试试验中拉力角在90o附近时果柄分离力最小这一结果,本文采用横向树冠振动作为采摘机构的基本原理,并用Pro/E对油茶果试验采摘装置进行三维设计。同时利用ANSYS对采摘机构的支撑部件立轴进行了静力学分析、模态分析,计算出立轴的在预应力下的应力应变、前六级固有频率,并进行模态试验进一步确保结果的可靠性。为立轴的结构设计和加工材料选取提供了科学的理论依据,避免试验装置在作业中损坏。最后通过计算完成了传动系统的相关设计。(3)将采摘试验采摘装置的三维模型,导入ADAMS软件中进行运动学仿真。在仿真过程中,调节振幅、拍打棒材质和工作频率等参数,通过后处理模块绘制出不同参数下拍打棒上惯性拍打力数值变化情况的仿真曲线图,直观的展现力值的变化情况。从而给田间试验减少了任务量,提供了明确的试验方向。(4)设计田间试验,确定采摘性能判定标准,进行正交试验,单因素分析试验。最终试验得到最佳的因素组合,即作业时间为60s、作业频率为20.8Hz、振幅为110mm、拍打棒材质采用尼龙。

关键词：油茶果试验采摘装置关键部件采摘机构正交试验

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水平摘锭式采棉机摘锭采摘机理的研究

水平摘锭式采棉机摘锭采摘机理的研究

作者：刘秀梅石河子大学

学位级别：硕士

新疆是我国最大的优质棉和商品棉生产基地,在棉花生产过程中,收获是最重要的环节之一。机械化采收棉花不仅提高采摘效率,而且降低了人工成本,提高了棉农的经济效益。针对国产采棉机采摘水平低、水平摘锭式采棉机采摘头核心技术的缺乏等... 详细信息

新疆是我国最大的优质棉和商品棉生产基地,在棉花生产过程中,收获是最重要的环节之一。机械化采收棉花不仅提高采摘效率,而且降低了人工成本,提高了棉农的经济效益。针对国产采棉机采摘水平低、水平摘锭式采棉机采摘头核心技术的缺乏等问题,在综合分析国内外水平摘锭采棉机摘锭采摘机理研究现状的基础上,测量了新疆机采棉基本物理机械特性,结合机采棉物理机械特性运用理论分析、运动学仿真和试验验证相结合的方法,从水平摘锭采棉机摘锭采摘机构的工作过程入手,建立了摘锭采棉时所需转数的缠绕模型,利用MATLAB软件建立了可视化界面,研究分析了摘锭采摘机构相关参数对摘锭环扣特性的影响,利用SolidWorks软件对摘锭采摘机构进行了运动学分析。运动学仿真基本获取了采摘机构的运动特性及摘锭采棉的作用机制,以此为基础进行摘锭缠绕棉花试验和摘锭采摘试验。试验结果表明,本文研究的缠绕模型和力学特性是符合实际采摘情况的,运动学仿真是可靠的,为进一步研究摘锭采摘机理奠定了基础。主要研究内容如下:1.测量、统计并分析影响新疆两种典型机采棉品种基本物理机械特性的相关参数,探讨机采棉基本物理参数之间的相互关系和与棉铃相关的物理参数对棉花分离力的影响;2.通过对水平摘锭采棉机摘锭采摘机构的总体分析,依摘锭接近棉桃的方向和相对位置为依据,建立了摘锭采棉的重叠式缠绕模型和螺旋式缠绕模型,推导出棉花纤维条绕摘锭的理论转数公式,从而在理论上确定摘锭采棉时所需的最少转数;3.应用MATLAB软件对摘锭末端的运动轨迹进行可视化分析研究,发现了采摘机构相关参数对环扣特性的影响规律;利用三维设计软件SolidWorks对摘锭采摘机构进行仿真,分析研究摘锭的运动特性;4.分析研究缠绕圈数与仿真分析的对比结果,借助摘锭采摘试验台进行采摘性能试验,验证缠绕模型和棉花拉伸试验。经试验验证,缠绕模型和棉花拉伸试验是可行可靠的。结果表明,结合理论分析和运动学仿真,再加上试验验证,能为摘锭采棉的采摘机理提供更进一步的理论支撑。

关键词：采棉机机采棉摘锭缠绕模型采摘机构

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我国枸杞机械化采摘技术的现状及发展趋势

机械研究与应用 2017年第4期30卷 151-153,155页

作者：马嘉伟甘肃农业大学机电工程学院甘肃兰州730070

随着我国枸杞种植面积的不断扩大和农业机械化的发展,研制适合我国枸杞的大型自走式精准采摘机械对于促进枸杞生产规模化,缓解劳动压力,推进农业科技创新具有重要意义。主要分析了枸杞机械化采摘的基本情况,介绍了枸杞采摘机械的基本构... 详细信息

随着我国枸杞种植面积的不断扩大和农业机械化的发展,研制适合我国枸杞的大型自走式精准采摘机械对于促进枸杞生产规模化,缓解劳动压力,推进农业科技创新具有重要意义。主要分析了枸杞机械化采摘的基本情况,介绍了枸杞采摘机械的基本构成原理和功用,并根据不同的采摘原理,介绍了采摘机构的基本类型和技术特点,探讨了枸杞机械化收获技术的发展趋势,阐明了机械化收获技术是枸杞产业化发展的必由之路。

关键词：枸杞机械采摘机采摘机构研究现状