扭梳式油茶果采摘末端执行器设计与试验   总被引：1，自引：0，他引：1  

伍德林  袁嘉豪  李超  姜山  丁达  曹成茂 《农业机械学报》2021,52(4):21-33

为了解决油茶果采摘过程中采净率低、花苞损伤率大的问题,通过研究不同品种油茶果结合力和油茶枝条特性,设计了一种扭梳式油茶果采摘末端执行器,在采摘作业时该执行器可以对油茶果产生多种作用力。阐述了该末端执行器的结构和工作原理,并对关键部件进行了设计,分析了末端执行器的作业过程和油茶果脱落的影响因素。对不同品种油茶果的结合力和枝条扭转进行测试,得出抗拉力主要集中在10~25N之间、抗剪力主要集中在5~15N之间、抗扭力矩主要集中在0.015~0.030N ·m之间,不同品种油茶枝条扭转模量在2~7MPa之间。单因素试验表明,在扭梳组件转速为25~35r/min、梳辊转速为75~85r/min、作业时间为8~12s工况下,采摘性能较优。试验表明,最优工作参数组合为扭梳组件转速35r/min、梳辊转速85r/min、作业时间12s,此时油茶果采净率平均值为93.37%,花苞损伤率平均值为13.16%。  相似文献   

拖拉机导航作业中虚拟无线通讯系统     

张小龙  盛丹丹  夏萍  曹成茂 《农业机械学报》2013,44(4):190-195

构建了基于差分GPS与手持机(PDA)的拖拉机导航作业系统,集成蓝牙与无线TCP/IP完成GPS接收机与PDA之间的数据传输,在PDA的Windows Mobile操作系统下基于LabVIEW及其Mobile模块实现编程.使用状态机与队列结构搭建了系统软件架构及数据管理流程,PDA程序实时解析GPS数据以显示位置、速度、航向角、定位精度等信息,并在采样结束后进行数据回放与丢包检查.搭建了道路试验系统,完成了拖拉机电磁干扰下蓝牙总线高负载试验和场地试验.结果表明:增加GPS语句发送速度至总线负载到1 Mb/s,蓝牙通讯正常,数传无堵塞和丢包现象;实车试验中数据传输稳定可靠.  相似文献   

我国油茶果采摘装备研究进展与趋势   总被引：1，自引：0，他引：1  

伍德林  杨俊华  刘芸  赵恩龙  刘路  曹成茂 《中国农机化学报》2022,(1):186-194

近年来,我国油茶产业发展迅速,但采摘环节仍相对滞后,油茶果机械化采摘装备的研究对油茶产业大力发展有着显著地推进作用.重点研究目前国内已研制的油茶果机械化采摘装置和采摘机,系统地比较各自在采摘过程中的机理机制和性能参数等,可以看出当前研究技术不够成熟,采摘装备机械化程度普遍较低.分析油茶果机械化采摘时的科学问题和关键技术...  相似文献   

茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验     

秦宽  郎旭涛  沈周高  吴正敏  毕海军  曹成茂  孙燕  葛俊  方梁菲 《农业机械学报》2024,55(3):29-39

丘陵山区茶园土壤板结、石砾较多,使用传统旋转或移动式开沟机会出现打石跳刀、刀具无法入土、开沟不深、作业阻力大的问题。为此,依据人工铲土具有自发性以最低功耗完成最优作业路径的特点,设计仿人工铲土动作的曲柄摇杆式开沟装置,并研制小型茶园往复式开沟松土机。通过分析人工使用铁锹铲土的动作,建立入土、切土、抛土的运动模型,基于Matlab软件分析得到人工铲土时铁锹锹尖运动轨迹的拟合方程,以此方程为基准,建立曲柄连杆机构的目标函数,结合约束条件解出曲柄摇杆机构结构参数,同时对开沟铲进行开沟阻力分析,确定开沟铲的结构参数。建立Recurdyn和EDEM耦合的开沟铲-土壤互作仿真模型,并进行三因素三水平正交试验,对作业和结构参数进行优化,得到最优参数组合：机器前进速度v为0.06 m/s、曲柄转速n为42 r/min、入土倾角φ为80°。田间试验结果表明,茶园往复式开沟松土机作业平均开沟深度为211.5 mm,开沟功率为0.119 kW,沟深稳定性系数为90.9%,相较于传统旋转式开沟机,开沟功率降低6.3%,沟深稳定性系数提高3.1个百分点,整机作业质量满足茶园农艺要求。  相似文献   

导种环槽U型孔组合型轮式前胡排种器设计与试验   总被引：1，自引：0，他引：1  

方梁菲  曹成茂  秦宽  葛俊 《农业机械学报》2022,53(4):21-32

为推进中草药前胡全程机械化生产,解决前胡种植环节无适用播种装置问题,设计一种导种环槽U型孔组合轮式排种器。阐述播种装置及排种器的结构和工作原理,依据前胡种子的外形特征及主要物理力学参数,分析得出排种器关键结构参数及工作参数,构建充种和排种过程中前胡种子颗粒群的力学模型。应用离散元软件EDEM对排种器的排种性能进行仿真优化试验,研究U型孔深度、U型孔宽度和导种环槽倾角对平均播种量和排种均匀性变异系数的影响,采用Box-Behnken响应面优化法进行三因素三水平正交仿真试验,得到U型孔深度为4.65 mm、U型孔宽度为13.63 mm、导种环槽倾角为47.01°时,平均播种量和排种均匀性变异系数分别为0.199 g/s和12.37%。以排种轮转速、种层初始充填高度为试验因素,以行内排种均匀性变异系数、总排量稳定性变异系数、各行排量一致性变异系数为试验指标,进行供种性能两因素五水平二次回归正交旋转组合台架试验。台架优化试验结果表明,排种轮转速为25.69 r/min、种层初始充填高度为46.70 mm时,行内排种均匀性变异系数、总排量稳定性变异系数、各行排量一致性变异系数分别为18.62%、...  相似文献   

高空便携式山核桃拍打采摘机设计     

詹超  曹成茂  娄帅帅  丁冉  毕海军  李赞松 《农机化研究》2017,(10):119-123

针对当前我国山核桃采摘过程作业难、机械化程度低及存在安全隐患的现状,设计研制了一款适用于复杂地形车辆无法进入的山高、坡陡的多功能高空便携式山核桃采摘设备。为此,阐述了采摘机的总体结构设计方案,给出了采摘伸缩杆、采打机构等关键部件的设计过程,并利用abaqus软件对采摘杆进行有限元模态分析,获得了该系统的前6阶的固有频率及各阶振型图。研究结果表明:系统的1~2阶(54.1~55.2 Hz)模态主要表现为采摘杆整体平动;3~6阶(107.3~184.3Hz)模态表现为采摘杆各部位沿各个方向的振颤及扭转振动,上述系统模态属性,可为系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。  相似文献   

太子参联合收获机的设计     

李赞松  曹成茂  娄帅帅  吴问天  詹超 《农机化研究》2017,(10)

针对目前已有的地下根茎类收获机无法满足南方丘陵山区小田块地下太子参的收获要求,设计了一款可以一次性实现挖掘、输送、分离、筛选及收集的太子参联合收获机。为此,阐述了该机的总体结构和性能参数,给出了该机的传输装置、分离筛选装置和传动系统等重要部件的详细设计,并优化了关键参数。  相似文献   

核桃分级破壳取仁及壳仁分离关键技术与装置研究进展   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘明政  李长河  曹成茂  吐鲁洪·吐尔迪  李心平  车稷  杨会民  张效伟  石明村  赵华洋  高连兴  何光赞  贾东洲  李寒松 《农业工程学报》2020,36(20):294-310

中国是世界核桃种植面积和产量第一大国,高营养和经济附加值的核桃精深加工产品需求量日益增加,因而核桃具有广阔的综合开发利用前景。核桃分级、破壳取仁和壳仁分离是初加工流程中最为关键的3个环节,而且是核桃精深加工必备的前道工序。然而传统的手工作业方式及功能简单的核桃初加工装置无法满足食品工业对核桃高品质及批量化要求,严重制约核桃产业的发展。因此,加大核桃初加工关键技术及装置的研发力度势在必行。对于核桃分级,以尺寸特征为基础,锥辊式、栅条式、筛网式、视觉成像式是分级装置的4种原理。基于分级原理,分类总结分级装置现状及其应用特点;不同类型装置的多因素性能试验可得到各自优化参数组合。对于重点环节破壳取仁,核桃相应物理特性是破壳装置设计的重要依据,如球度、壳厚、含水率等直接影响核桃壳、仁的机械性能,分类总结表征不同物理特性的参数值范围。基于物理特性,挤压式、碰撞式、气爆式是核桃破壳的3种主要原理,分类总结核心破壳机构特征及其应用,并重点介绍了3种创新型破壳装置与工作原理。多因素性能试验可优化各类型装置主要影响因素的参数组合。对于壳仁分离,风选式是目前相关装置的主要应用原理,核桃混合壳仁形态特征及物理参数是设置风速和风向的主要依据;在风选式壳仁分离机理的基础上,分类总结多种壳仁分离装置及各自多因素性能试验下的优化参数组合。该研究通过对核桃初加工3个关键环节各自对应的核桃物理特性、工作机理、装置及其性能优化试验进行系统性总结和综述,期望加深对核桃初加工过程的理解,为提升核桃加工水平提供理论依据与技术支持。  相似文献   

机采名优茶识别研究与试验——基于近红外光谱技术     

浦宇文  曹成茂  安敏慧  吴正敏  张金炎 《农机化研究》2023,(6):124-131

机械化采茶过程中，采摘到的碎叶、名优茶鲜叶以及能够加工成大宗茶的带叶枝条和完整单叶混杂在一起，影响了名优茶鲜叶的进一步加工。为此，将机采茶鲜叶作为试验样本进行研究，基于近红外光谱技术和机器学习方法，对名优茶和大宗茶鲜叶样本中的单个完整叶片样本进行分类识别并得出结果。在事先去除带叶枝条、碎叶和单芽之后，通过搭建试验台的方式采集到两类样本的光谱数据，采用标准正态变量变换结合多元散射校正预处理后，使用保留20个主成分的PCA方法进行降维，使用线性判别和支持向量机算法建立分类模型，得到两类样本的识别情况。试验结果表明：两种算法均可识别出名优茶样本，且使用线性判别算法构建的分类模型识别效果最佳，在样本数200、300、400下的识别准确率分别达到98.5%、96.67%和96%。此研究提取的分类模型，可以为实际加工中的名优茶机械化采摘和识别提供技术参考。  相似文献   

宁前胡仿生挖掘铲设计与试验     

曹成茂  刘忠滨  丁武阳  吴慢玉  张雪晨  秦宽 《农业机械学报》2023,54(11):102-113

针对宁前胡采挖过程中挖掘阻力大的问题，以鲨鱼背鳍为研究对象，并结合农艺要求，设计了一款宁前胡仿生挖掘铲；根据摩尔-库仑理论中土体应力分析，当选用鲨鱼背鳍结构作为仿生铲的凸起结构时，土壤更易达到破裂状态；通过三维扫描仪扫描鲨鱼标本，获取鲨鱼背鳍三维模型，根据背鳍三维模型确定仿生铲的凸起结构，并通过NX12.0创建仿生挖掘铲三维模型；利用三维扫描仪获得宁前胡根茎外形轮廓特征，创建宁前胡根茎的离散元模型，并选用Hertz-Mindlin with JKR建立宁前胡根茎-土壤离散元复合模型；通过离散元仿真对比试验，得出X、Y、Z方向颗粒位移和挖掘阻力的平均值，分析挖掘铲的减阻机理，仿生铲比平面铲在采挖过程中阻力减小14.37%;通过开展土槽试验，对比根茎挖掘效果，与仿真试验中得出的宁前胡根茎在仿生挖掘铲挖掘后，根茎在X、Y、Z方向上有更好的位移表现，仿生铲和平面铲的挖掘阻力平均值分别为1 342.28、1 622.73 N,仿生铲比平面铲在采挖过程中阻力减小17.28%,与仿真试验得出的减阻率十分接近，满足宁前胡采挖过程中的减阻要求。  相似文献