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针对丘陵山区地带半夏人工收获劳动强度大、效率低、收获期长、收获损失率高,而现有的根茎类收获机械直接应用于半夏时存在采收不彻底、分离效果不佳、二次除杂工作量大等问题的现状,结合种植农艺,设计一种半夏收获机。样机主要由挖掘装置、升运装置、筛分装置和收集装置组成。用解析法分析确定升运装置的升运速度,进而确定升运量和计算功率;分析筛面上半夏与土壤复合物竖直、水平运动的条件,确定偏心轮转速范围为530~753 r·min-1,偏心距范围为15~25 mm;分析半夏从升运装置到筛面的运动特性,确定升运装置顶端距离筛面的高度为350 mm。用EDEM软件模拟筛分过程,验证参数选择的合理性。仿真结果表明:平筛频率为9 Hz、幅值为20 mm时,筛面复合物颗粒分布均匀;复合物可以完成后滑、前移和抛起运动,无淤积等筛分不畅现象;复合物颗粒跳动周期性明显,竖直方向总速度差别明显,所选参数符合筛分装置设计要求。半夏收获试验样机田间试验表明:当行进速度为0.5 m·s-1、挖掘深度为83 mm、拖拉机输出转速为540 r·min-1时,挖净率为97.3%,伤损率为3.51%,含杂率为4.97%,符合根茎类中药材收获机质量评价技术规范要求和样机设计要求。研究成果可为半夏收获机的设计与研制提供应用实例与技术参考。 相似文献
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为提高水田机械除草作业质量,以株间立式除草装置为研究载体,阐述主要结构及工作原理,分析压埋式除草机理,建立除草运动学与动力学模型。为提高除草部件作业性能,确定最佳工作参数,以除草弹齿旋转速度、机具前进速度及弹齿入土深度为试验因素,株间除草率及伤苗率为试验指标进行二次回归正交旋转组合设计试验,分析不同工作参数下除草性能规律,运用Design-Expert 6.0.10软件处理试验数据,建立因素与指标间数学模型以进一步优化。结果表明,除草弹齿旋转速度69.3 r·min~(-1),机具前进速度0.44 m·s~(-1),弹齿入土深度38 mm时,机具除草性能质量最优,除草率81.5%,伤苗率4.6%,满足机械除草农艺要求。 相似文献
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为深入研究弹齿链耙式残膜回收机链耙装置作业过程中不同工作参数对机具运行和作业质量的影响,利用EDEM 2019.1软件建立弹齿与土壤相互作用的三维离散元模型,模拟弹齿收膜过程中所受作用力的变化情况,验证此工况下作业的可靠性,发现其不会因塑性变形而失效,弹齿能够顺利作业。用Python 3软件绘制不同速比下的弹齿尖运动轨迹,发现运动轨迹为摆线。采用三因素三水平Box-Behnken试验设计方法,建立链耙角速度、机具行驶速度、弹齿入土深度与残膜捡拾率和含杂率之间的数学模型,寻求残膜回收机的最优作业参数组合,并进行田间验证试验。结果表明,优化的作业参数为链耙角速度14.73 rad·s-1,机具行驶速度9.7 km·h-1,弹齿入土深度74.75 mm。在此条件下开展田间验证试验,残膜捡拾率为92.8%,含杂率为63.6%,可满足残膜回收机的作业要求。 相似文献
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针对类球形脆皮水果在清洗过程中洗净率偏低、损伤率高的问题,采用毛刷辊差速原理,设计集浸泡、刷洗、喷洗与集果等功能的双速毛刷辊式水果清洗机,阐述其基本结构和工作原理,并对浸泡装置、喷淋装置、刷洗装置等关键部件进行设计与分析。选取红富士苹果为试验物料,以奇数排毛刷辊转速、偶数排毛刷辊转速、浸泡时间为试验因素,洗净率和损伤率为评价指标,进行单因素试验,确定试验因素水平;通过3因素3水平正交试验,分析了试验因素对各试验指标影响的显著性,确定了水果清洗的最佳清洗工艺参数组合,即奇数排毛刷辊转速为80 r·min-1,偶数排毛刷辊转速为100 r·min-1,浸泡时间为25 s。在此条件下,水果洗净率为98.08%,损伤率为3.07%。 相似文献
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在我国南方农田残膜回收作业过程中,因土壤粘性强导致残膜夹带土壤多,残膜极易缠绕在机具上,影响机具正常工作。针对该问题设计了一种膜土分离装置,该装置主要由挑膜弹齿、滚筒和凸轮压板机构组成,可在挑膜过程中去除膜上表层土壤并在送膜过程中去除膜下土壤,通过试验分析得到影响膜土分离的主要因素为机具前进速度、挑膜转速和滚筒安装倾角。确定以上述三个因素为试验因素,以含土率和缠膜率为响应值,进行三因素三水平响应面试验。利用Desige-Expert软件建立各因素与缠膜率、含土率的回归模型,分析各因素对回收效率的影响,结果表明,各因素对含土率的显著性顺序为：机具前进速度＞挑膜转速＞滚筒安装倾角;对缠膜率的显著性顺序为：滚筒安装倾角＞挑膜转速＞机具前进速度;同时,对试验因素进行优化,得到因素的最佳组合为：机具前进速度为1.12 m·s-1 ,挑膜转速为92.00 r·min-1,滚筒安装倾角为17.00°,此时的含土率为13.00%,缠膜率为1.70%。通过土槽模拟试验,设置上述最佳工作参数组合,得到含土率为13.45%,缠膜率为1.78%,验证结果与模型优化结果相对误差都小于5%。该膜土分离装置可以解决南方粘性土壤膜土分离困难、残膜率高的问题,为后续膜土分离装置及残膜回收机的设计与优化提供参考。 相似文献
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目前土壤碳通量的监测方法存在一定的缺点,导致无法长时间精确监测。针对这一问题,提出用Maxwell-Stefan扩散模型进行碳通量的计算,并建立开放型气室模型进行仿真研究。根据仿真程序生成的不同高度的浓度时间序列,基于Maxwell-Stefan扩散模型计算二氧化碳通量值,将计算结果与仿真设定值进行对比。其中,设定通量为0.5 μmol·m-2·s-1时,计算结果为0.547 μmol·m-2·s-1;设定通量为1.0 μmol·m-2·s-1时,计算结果为0.969 μmol·m-2·s-1;设定通量为2.0 μmol·m-2·s-1时,计算结果为2.122 μmol·m-2·s-1。运用该算法计算的误差均在10%以内。另外,与Fick扩散模型的计算结果进行对比,在3组实验下,Maxwell-Stefan模型计算所得的通量值都更加接近于设定值。本研究的结果表明,Maxwell-Stefan扩散模型适用于土壤呼吸碳通量的计算,并且具有较好的计算结果,从理论上验证了该模型用于土壤碳通量计算的可行性和准确性。 相似文献
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马铃薯块茎质地品质的综合评价 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】 马铃薯块茎质地综合评价有利于对马铃薯加工品质性状的细分和准确定位用途,辅助马铃薯品种的选择和选育,同时加快马铃薯产品的开发。【方法】 以主栽马铃薯品种块茎为材料,采用穿刺、二次压缩（texture profile analysis,TPA）和剪切3种质构检测模式分析块茎质构参数：穿刺距离、穿刺起始力、穿刺速度、压缩形变量、压缩速度、压缩间隔时间、压缩起始力、剪切起始力和剪切速度;根据最佳质构测试参数测定8个不同品种块茎质地参数,分析质地参数间的相关性和块茎品质评价最佳质地参数。【结果】 鲜块茎穿刺最优参数：探头型号为圆柱金属探头（TMS 2 mm Steel）,穿刺距离为2 mm,起始力为2.5 N,检测速度为50 mm·min-1;TPA压缩最优测试因素（鲜/熟）：鲜、熟块茎圆柱体样品直径和高度均为10—15 mm,检测探头的选择对鲜块茎质地无显著差别,熟块茎最优探头型号为圆柱铝制探头（TMS 36.0 mm Aluminum Cylinder）;最优参数（鲜/熟）：形变量50%/60%,检测速度60 mm·min-1/80 mm·min-1,间隔时间6 s/10 s,起始力均为0.7 N;剪切最优参数（鲜/熟）：长方体样品（30 mm×15 mm×10 mm）,探头型号为轻型单刀探头（TMS Perspex Knife Edge）,检测速度均为60 mm·min-1,起始力为1 N/0.5 N。不同品种块茎相关性分析表明,弹性与薯皮脆性存在显著相关性,与穿刺和剪切其他质地参数之间均无显著相关性;鲜块茎穿刺、TPA压缩与剪切质地参数之间均存在显著或极显著正相关性（0.410—0.959）;熟块茎TPA压缩和剪切质地参数之间均存在显著或极显著正相关性（0.441—0.952）。【结论】 穿刺、TPA压缩和剪切质构检测模式适合鲜块茎质地品质的客观评价,其中,薯皮硬度、薯皮脆性、TPA硬度、内聚性、咀嚼性和剪切硬度可作为比较鲜块茎质地差异的重要参数;TPA压缩和剪切质构检测模式适合熟块茎质地品质的客观评价,其中,TPA硬度、粘附性、内聚性、弹性、咀嚼性和剪切硬度可以作为比较熟块茎质地差异性的重要参数。 相似文献
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【目的】针对新疆地区现有残膜回收机具残膜捡拾率低,立杆搂膜机具地膜自卸率低等问题,为有效解决新疆地区棉田残膜污染问题,研制了棉秆粉碎与搂膜联合作业机.【方法】首先对整机结构、工作原理、关键部件设计进行了说明,然后对试验因素运用Box-Benhnken中心组合试验方法,以刀轴转速、弹齿组数、机具前进速度进行试验与响应曲面分析,建立了响应面三维模型,并得出最优试验组合.【结果】当刀轴转速2 200 r/min、弹齿组数为12组、机具前进速度为4 km/h,残膜回收率为91.1%,棉秆粉碎合格率为91.5%;增加地膜自卸机构,卸膜率为96.7%.【结论】机具作业性能可靠,各项指标满足设计标准. 相似文献
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为了实现切须后大蒜的精准切根、减少大蒜浪费,在分析直径范围φ42~φ56 mm大蒜根盘特征得出理想切根轨迹的基础上,提出了一种基于大蒜根盘特征的精确切根机构,并建立了该机构运动学分析模型,编写了切根机构分析软件,分析了若干关键参数对切根效果的影响。以理想根盘特征为目标,建立了切根机构参数优化目标函数,优化得到了满足切根轨迹要求的机构参数。根据最佳参数进行切根机构与切根装置整机的结构设计,完成了大蒜切根装置整机的研制和试验,试验结果和理想轨迹基本一致,验证了大蒜切根机构设计的合理性和优化的正确性。切根试验结果表明:在输送线速度为0.15 m·s-1、切根电机转速为65 r·min-1时,大蒜切根成功率达86%,大蒜损失率为8.01%,切根效率可达100头·min-1,满足市场上大蒜的加工要求。 相似文献
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目的 针对水稻株间机械除草自动化程度低、难度大的问题,在机器视觉识别定位技术研究的基础上,研制一种气动式水稻株间机械除草装置。方法 采用机械设计理论、离散元动力学仿真方法结合田间试验,研制出气动式水稻株间机械除草装置。首先对气动式株间除草机构的结构进行设计,运用运动学方程计算并确定机构的几何参数,通过Pro/E运动学仿真验证机构的可行性;然后对除草刀齿与水田土壤的相互作用过程进行仿真,并对仿真结果进行验证试验;最后进行田间试验验证整机工作性能,并利用三因素五水平二次旋转正交试验对影响除草率与伤苗率的工作参数进行分析。结果 气动式水稻株间除草机构连杆长35.00 mm,摆杆长72.24 mm,除草部件到回转中心水平距离为84 mm,垂直距离为191 mm。离散元动力学仿真分析表明,倾角为10°的弯齿刀除草刀齿与土壤的接触阻力较小,阻力平均值为3.12 N,且对土壤的扰动程度较大,受影响的面积达149.69 cm2。田间试验中,在机具前进速度0.25 m/s、气缸伸缩速度0.45 m/s和除草深度2.5 cm的工作参数下,平均除草率为83.91%、伤苗率为3.63%。结论 该机具满足除草率大于80%、伤苗率小于4%的设计要求,能够满足水稻株间避苗除草的作业要求。 相似文献
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针对滚筒式茶叶提香机烘焙过程中碎茶率过高、影响烘焙质量的问题,基于离散元法理论,对其关键结构参数进行优化设计。利用SolidWorks 2014软件建立滚筒式茶叶提香机的三维几何模型,通过EDEM 2018软件对茶叶烘焙过程进行数值模拟,研究不同滚筒转速和滚筒倾角下茶叶颗粒的运动变化规律,并分析其对茶叶烘焙效果的影响。以六安瓜片为试验材料,采用二次正交旋转组合试验,进行滚筒式茶叶提香机烘焙试验。结果表明:影响滚筒式茶叶提香机烘焙效果的结构参数包括滚筒转速和滚筒倾角。优化的结构参数为滚筒转速33 r·min-1、滚筒倾角3.7°。在此条件下,碎茶率为6.7%,感官审评得分为90.6,茶叶具有良好的烘焙品质。 相似文献
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针对底肥定点深施肥机地轮组件驱动力不足,造成施肥点与标记点误差较大的问题,采用一次回归正交设计进行参数优化试验。选择影响施肥点与标记点误差的主要因素(机具前进速度、叶片深度、轮毂半径、叶片面积)作为试验因素,以地轮组件所受的驱动力矩为评价指标,进行4因素4水平的正交试验。仿真试验表明,各因素对施肥点与标记点误差的影响从大到小依次为叶片面积>轮毂半径>叶片深度>机具前进速度。在试验范围内,最优参数组合为:机具前进速度2.3 m·s-1,叶片深度8 cm,轮毂半径17.50 cm,叶片面积52 cm2。在此条件下,地轮组件的转动力矩为101.96 N·m,较优化前增大11.76%。田间验证试验表明,优化前后,标记点与施肥点的位置误差由4.23 cm缩小至1.99 cm,实现了施肥点的准确标记功能。研究结果可为底肥定点深施机的结构及作业参数优化提供参考依据。 相似文献
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水稻内充气力式精量穴直播排种器吸种性能试验 总被引：2，自引：0，他引：2
为满足杂交稻每穴2~4粒的精确少量穴直播农艺要求,设计了一种具有多吸孔窝眼结构的内充气力式精量穴直播排种器,阐述了排种器的工作原理,并对其关键吸种部件--窝眼滚筒的结构参数进行分析设计。以中农2008杂交稻为排种对象,选取漏吸指数、合格指数和重吸指数作为吸种性能评价指标,采用正交试验设计方法,研究了窝眼滚筒转速、气室真空度和进种口高度对排种器吸种性能的影响,并开展了不同外形尺寸杂交稻品种的吸种适应性试验。结果表明:不同评价指标下,影响排种器吸种性能的主次因素各不相同,确定了排种器较优的吸种工作参数组合为窝眼滚筒转速17.14 r·min-1,气室真空度1.1 kPa,进种口高度25 mm,在此条件下,排种器漏吸指数为1.0%,合格指数为92.4%,重吸指数为6.6%。在相同工况下,分别对外形短圆的特三矮2号、中等的冈优898和长细的丰两优3948水稻品种进行吸种性能试验,漏吸指数均不高于2.4%,合格指数均不低于91.2%,重吸指数均不高于7.8%,表明排种器的内充多吸孔窝眼结构对不同杂交稻种均具有较好的吸种适应性,且吸种性能可满足杂交稻精确少量穴直播对穴粒数的农艺要求。 相似文献