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红花采摘机器人集条预定位机构设计与试验

农业工程学报 2021年第15期37卷 10-19页

作者：陈飞葛云张立新戚祝晖曾海峰石河子大学机械电气工程学院石河子832000 兵团工业技术研究院石河子832000

针对红花选择性采收中枝条摆动干扰识别和采摘的问题,该研究结合红花独特的生长特性,提出一种在识别前调整红花植株形态的集条预定位原理,设计了一种红花采摘机器人集条预定位机构,确定了红花植株集条机构和主干位置识别机构的主要结构... 详细信息

针对红花选择性采收中枝条摆动干扰识别和采摘的问题,该研究结合红花独特的生长特性,提出一种在识别前调整红花植株形态的集条预定位原理,设计了一种红花采摘机器人集条预定位机构,确定了红花植株集条机构和主干位置识别机构的主要结构参数,并通过分析获得集条作业与主干位置识别作业中凸轮各工作段的对应关系。田间试验表明:在集条夹持板间距和上沿圆弧半径分别为50和292 mm的情况下,防摆动枝条露出长度合格率为80.53%,夹果率为2.04%,植株损伤率为0.47%,果球损伤率为1.04%,幅宽比为16.64%,果球分散度为83.76%,果球遮挡率为6.51%,集条预定位作业可有效降低枝条的摆动,使整株红花果球呈条状有序分布,最终降低整株红花的识别和采摘难度。该研究可为红花自动化采摘提供参考。

关键词：机器人设计试验红花选择性采收集条预定位

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落地红枣气吹集条装置参数试验研究

农机化研究 2024年第1期46卷 168-176页

作者：申玉珂张凤奎石必坚李锦锦邵文晰李平塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

落地红枣在捡拾前进行集条可提高红枣收获机的捡拾效率。为探究气吹集条作业时最好的工作参数,设计了一种落地红枣气吹集条试验装置,主要由机架、风力调节机构、吹嘴调整机构及脚轮组成。以集条率为考察指标,以作业前进速度、吹嘴出口... 详细信息

落地红枣在捡拾前进行集条可提高红枣收获机的捡拾效率。为探究气吹集条作业时最好的工作参数,设计了一种落地红枣气吹集条试验装置,主要由机架、风力调节机构、吹嘴调整机构及脚轮组成。以集条率为考察指标,以作业前进速度、吹嘴出口风速、吹嘴距地高度和吹嘴旋转角度为影响因素,通过单因素试验探究各因素对集条率的影响规律和合适的水平范围,并设计正交试验通过极差分析、方差分析和试验验证确定气吹集条的最优参数组合。单因素试验结果表明:吹嘴出口风速与集条率成正相关,吹嘴旋转角度、作业前进速度与集条率成负相关,吹嘴距地高度与集条率呈现波动关系,在10cm时集条率最高。正交试验结果表明:4个影响因素均为显著因素,各个因素影响集条率的主次顺序为吹嘴出口风速>吹嘴旋转角度>作业前进速度>吹嘴距地高度。同时,确定落地红枣集条的最佳参数组合为作业前进速度1.5km/h、吹嘴出口风速80m/s、吹嘴旋转角度为15°、吹嘴距地高度为15cm,该组合集条率为98.84%。

关键词：落地红枣气吹集条单因素试验正交试验

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棉秆粉碎及地膜随动集条机设计与试验

棉秆粉碎及地膜随动集条机设计与试验

作者：洪佳新疆农业大学

学位级别：硕士

覆膜种植技术在新疆农作物生产中是必不可少的,但田间残留的越来越多的地膜同时也对环境造成了危害。为了减少田间残留的地膜,国内外相关学者研发了多种残膜回收机械,针对现有残膜回收机械工作过程中存在回收边膜难、回收的残膜含杂率... 详细信息

覆膜种植技术在新疆农作物生产中是必不可少的,但田间残留的越来越多的地膜同时也对环境造成了危害。为了减少田间残留的地膜,国内外相关学者研发了多种残膜回收机械,针对现有残膜回收机械工作过程中存在回收边膜难、回收的残膜含杂率高等问题,本文从不同起边膜方式和秸秆粉碎、地膜集条及捡拾打包分段作业要求出发,对起膜装置、秸秆粉碎装置、地膜集条装置和秸秆输送装置等关键部件进行了研究,设计了一种棉秆粉碎及地膜随动集条机。具体研究内容如下:(1)通过对常用的碎土起膜装置进行理论分析及田间试验研究,获得三种起边膜装置对板结土壤的破碎及边膜起出的作业效果。以双翼铲为原型,结合蚯蚓体表特征,设计了一种仿生起膜装置并进行分析及试验,利用Design-Expert软件优化后得最优工作参数:机具前进速度为1 m/s,装置入土深度为60 mm,装置入土角度为14°,在该参数下作业得起边膜率为93.4%,碎土率为94.7%。(2)根据新疆棉花宽窄行种植模式,针对现有残膜回收机工作过程中存在回收边膜难、回收的残膜含杂率高等问题,在分段作业的要求下设计了一种棉秆粉碎及地膜随动集条机。从运动学及动力学角度对机具的关键工作部件进行了研究,设计了秸秆粉碎装置、秸秆输送装置、地膜集条装置和传动系统,通过分析和计算,确定各部件的关键结构参数。(3)通过ADAMS对地膜集条装置进行仿真,得到了集条指盘在工作过程中的弹齿端部运动轨迹,获取了弹齿端部运动速度、加速度变化曲线;运用ANSYS Workbench对粉碎刀辊进行了静力学分析,得到了粉碎刀辊的总变形云图和应力云图,由分析结果可知最大变形量发生在粉碎刀具底部位置,最大变形为0.22 mm,最大应力发生在刀具末端与棉秆接触处,最大应力为73.14MPa,对粉碎刀辊进行模态分析,粉碎刀辊的最小振动频率为74.93Hz,粉碎刀辊正常工作时振动频率小于极限频率,不会影响机具正常工作。(4)制作物理样机并进行田间试验。为了验证机具性能,以地膜集条率、秸秆粉碎长度合格率为指标,对棉秆粉碎及地膜随动集条机进行试验,得到试验因素影响地膜集条率顺序为:机具行进速度>指盘入土深度>秸秆粉碎刀轴中心离地高度;影响秸秆粉碎长度合格率顺序为:秸秆粉碎刀轴中心离地高度>机具行进速度>指盘入土深度;利用试验分析软件将因素对指标的影响进行优化,得机具行进速度为5 km/h、秸秆粉碎刀轴中心离地高度340 mm和指盘入土深度为60 mm时,试验指标为最优值。

关键词：秸秆粉碎地膜集条仿真分析试验

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秸秆粉碎与残膜集条联合作业机的研制与试验

农业工程学报 2016年第24期32卷 1-8页

作者：于云海陈学庚温浩军石河子大学机械电气工程学院石河子832003 新疆农垦科学院机械装备研究所石河子832000

地膜残留已经成为影响新疆棉区可持续发展的一个主要因素,而现有的残膜回收机具大多存在适应性差、工作效率低、回收的地膜含杂率高、结构复杂等问题。针对上述实际情况,该文提出了先将地膜集条再捡拾回收的分步作业思路,设计了一种用... 详细信息

地膜残留已经成为影响新疆棉区可持续发展的一个主要因素,而现有的残膜回收机具大多存在适应性差、工作效率低、回收的地膜含杂率高、结构复杂等问题。针对上述实际情况,该文提出了先将地膜集条再捡拾回收的分步作业思路,设计了一种用于秋后的秸秆粉碎与地膜集条联合作业机,主要由悬挂装置、动力传递系统、秸秆粉碎装置、秸秆输送装置、地膜集条装置、脱模装置等部件组成。该机采用抛送式秸秆粉碎装置,将粉碎的秸秆后抛至集条后的地面上,有利于残膜回收秸秆分离;采用仿形式地膜集条装置,适应性好,集条率高。样机试验结果表明,机具作业速度为5~7 km/h、刀轴转速为1 880 r/min、集条装置的转速在150~160 r/min时,平均工作效率可达到1.15 hm^2/h,平均地膜集条率可达到92.6%;平均膜秆分离率可达90.5%;平均粉碎秸秆长度合格率可达97.5%,各主要参数均满足农艺和国家标准要求。该研究可为中国主要棉区的残膜污染治理提供参考。

关键词：农业机械设计试验秸秆粉碎地膜集条

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打瓜集条机设计与试验

农机化研究 2021年第4期43卷 80-84页

作者：郭振华陈换美石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 巴音郭楞职业技术学院新疆库尔勒841000

打瓜是新疆地区重要的经济作物,研发适合新疆地区的打瓜收获机械,对提高打瓜收获效率、增加农民经济收益具有非常重要的意义。为此,设计了一种打瓜集条机,利用螺旋输送装置对田间自然分布的打瓜进行集条处理,为打瓜收获创造条件。通过... 详细信息

打瓜是新疆地区重要的经济作物,研发适合新疆地区的打瓜收获机械,对提高打瓜收获效率、增加农民经济收益具有非常重要的意义。为此,设计了一种打瓜集条机,利用螺旋输送装置对田间自然分布的打瓜进行集条处理,为打瓜收获创造条件。通过建立数学模型的方式对打瓜集条机螺旋输送装置的转速、直径、螺旋升角等参数进行分析与设计,为打瓜的机械化收获创造条件。田间试验结果表明:在规定作业速度下,当螺旋转速达到120r/min以上时,集条率可达到90%以上;螺旋转速超过160r/min时,打瓜破损率接近或超过5%,破损率超标;当机具作业速度为4km/h、转速120r/min时,集条率为95.7%,打瓜破损率为4.5%,可以取得较好的集条效果,且打瓜破损率满足指标要求。

关键词：打瓜收获机械化集条

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弹齿式地膜集条装置的设计与试验分析

弹齿式地膜集条装置的设计与试验分析

作者：于云海石河子大学

学位级别：硕士

地膜覆盖栽培技术在农业上的推广应用,在很大程度上改善了农作物的种植、生长环境,大大提高了作物的产量,尤其是在我国广大的干旱地区,为农民带来了巨大的经济效益。但是,随着地膜的使用越来越广,用量越来越大,地膜残留问题已经成为影... 详细信息

地膜覆盖栽培技术在农业上的推广应用,在很大程度上改善了农作物的种植、生长环境,大大提高了作物的产量,尤其是在我国广大的干旱地区,为农民带来了巨大的经济效益。但是,随着地膜的使用越来越广,用量越来越大,地膜残留问题已经成为影响农业发展的突出矛盾。新疆是我国主要的农业产区之一,是世界最大的棉花种植区,棉田地膜残留直接影响着新疆农业的可持续发展。为解决残膜污染问题,我国农业工作者做出了大量的努力,研发了许多残膜回收机具,然而,现有的残膜回收机具大多存在适应性差、工作效率低、回收的地膜含杂率高、结构复杂等问题。针对上述实际情况,本文提出了先将地膜集条再捡拾回收的分步作业思路,设计了一种用于秋后的秸秆粉碎与地膜集条联合作业机,主要由悬挂装置、动力传递系统、秸秆粉碎装置、压膜装置、秸秆输送装置、地膜集条装置、脱模装置等部件组成,一次作业可以实现棉花秸秆粉碎还田与地膜集条。该机采用抛送式秸秆粉碎装置,将粉碎的秸秆后抛至集条后的地面上,可以有效的实现膜秸秆分离;为了解决地膜被秸秆粉碎装置吸附粉碎的问题,设计了压膜装置,可以有效的防止地膜被吸附;地膜集条装置采用随地仿形的方式作业,能够好的适应复杂多变的地形。在机具的设计、制造阶段主要完成的研究有:第一,对集条弹齿进行运动学与动力学分析,得出弹齿在集条作业时的运动规律,以及在工作过程中载荷变化情况。第二,对整机的传动系统进行了详细的设计计算,确定了液压传动,链传动的技术参数与设计参数。第三,利用Solidworks软件进行样机的三维建模与虚拟装配,初步检验机具设计的合理性,并利用ANSYS软件对样机的关键零部件进行有限元分析,求解出机架主梁与弹齿的等效应力、应变云图与总位移云图,确定其在工作受力状态下应力、应变、位移能满足材料的强度要求。样机田间试验采用“5点法”测点,试验结果表明,机具作业速度为5 km/h、刀轴转速为1880r/min、集条装置的转速在15060 r/min时,平均工作效率可达到1.15 hm2/h,平均地膜集条率可达到92.6%;平均膜秆分离率可达90.5%;平均粉碎秸秆长度合格率可达97.5%,各主要参数均满足农艺和国家标准要求。该研究可为中国主要棉区的残膜污染治理提供参考。

关键词：设计试验秸秆粉碎地膜集条

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棉秆集条与残膜回收联合作业机设计

农机化研究 2009年第3期31卷 71-73页

作者：董远德李光新史建新郭振华康秀生新疆农业大学机械交通学院乌鲁木齐830052 新疆钢铁学校乌鲁木齐830022

介绍了棉秆集条与残膜回收联合作业机的工作原理及其基本结构,重点对传动系统与棉秆集条系统和残膜回收系统间的传动关系进行分析,通过对残膜回收系统中的挑膜机构进行详尽分析得出挑膜滚筒上凸轮参数的优化组合。样机试验效果表明,该... 详细信息

介绍了棉秆集条与残膜回收联合作业机的工作原理及其基本结构,重点对传动系统与棉秆集条系统和残膜回收系统间的传动关系进行分析,通过对残膜回收系统中的挑膜机构进行详尽分析得出挑膜滚筒上凸轮参数的优化组合。样机试验效果表明,该联合作业机原理上可行。

关键词：集条弹齿残膜回收联合作业

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螺旋式打瓜集条机的设计研究

中国农机化学报 2016年第10期37卷 53-56页

作者：唐学鹏张学军史增录靳伟新疆农业大学机械交通学院乌鲁木齐市830052

集条是打瓜收获过程中的必要环节。本文设计一种螺旋式打瓜集条机,采用搅龙双向螺旋输送机理,将两侧打瓜收拢集中,有利于提高集条率,防止漏集。结合物料螺旋输送机理,理论分析推导出螺旋式打瓜集条机关键参数螺旋直径、螺旋转速、螺旋... 详细信息

集条是打瓜收获过程中的必要环节。本文设计一种螺旋式打瓜集条机,采用搅龙双向螺旋输送机理,将两侧打瓜收拢集中,有利于提高集条率,防止漏集。结合物料螺旋输送机理,理论分析推导出螺旋式打瓜集条机关键参数螺旋直径、螺旋转速、螺旋面升角的计算公式;为进一步优化设计建立数学模型,同时设计仿形机构,使搅龙在工作过程中随地面上下移动。该机具的设计研究可为其它瓜类的机械化收获提供理论参考。

关键词：打瓜集条螺旋式参数设计

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4ZT-2.0型籽瓜集条机的研制

新疆农机化 2011年第5期 27-28页

作者：马跃牛长河石鑫刘旋峰新疆棉麻机械厂新疆乌鲁木齐830006 新疆农业科学院农业机械化研究所

针对新疆地区籽瓜种植及机械化收获现状中存在的问题,结合籽瓜机械化收获作业过程,设计了新型的籽瓜集条机,介绍了籽瓜集条机的结构、工作原理及技术特点。

关键词：籽瓜集条研制