摘要：针对当前韭菜机械化收获存在的割茬不齐、铺放乱序及人工归集打捆效率低等问题,结合韭菜物理特性及国内韭菜种植模式,设计了一种集喂入切割、夹持输送、有序铺放及归集打捆于一体的韭菜联合收获机。整机采用电动自走式结构,重点设计了扶禾喂入装置、切割装置、夹持输送铺放装置、集束与打捆装置等关键工作部件的结构参数。构建了韭菜收获打捆试验台,开展了韭菜收割打捆试验,结果显示:收获齐茬率93.1%,损伤率2.6%,损失率1.8%,收获机能够较低损伤、较高质量地完成韭菜齐茬收割、有序输送和集束打捆的联合收获,各性能参数达到了设计要求。

摘要：针对茄果蔬菜多株同步嫁接装备的结构要求,在对典型茄科嫁接苗几何参数和力学参数测定的基础上,设计了一种用于六株蔬菜同步嫁接机的双向夹持定位装置。装置由横向夹指机构与纵向夹指机构组成,由气动装置驱动夹指从横、纵两个方向实现对苗株的精准夹持定位。同时,确定了苗株夹指斜面张角为40°,并根据番茄和辣椒苗径参数和临界压力试验参数,确定了番茄和辣椒苗夹指口直径。采用自行研制的2JS-6型一组六株蔬菜自动嫁接机开展了夹持定位性能试验,结果表明:番茄和辣椒苗株的夹持合格率≥96%、夹持损伤率≤3%,均满足了设计要求。由于番茄与辣椒苗株几何形态和力学特性差异,番茄苗株的夹持合格率要低于辣椒的夹持合格率,且辣椒苗株的夹持损伤率低于番茄苗株。

摘要：针对胡萝卜联合收获机工作过程中松土挖掘阻力大、胡萝卜漏拔率高等问题,对收获状态下三角翼形挖掘铲进行受力分析和计算,确定了铲面宽度和铲刃角的取值范围。根据胡萝卜种植模式,建立了挖掘铲-胡萝卜-土壤离散元仿真模型,以挖掘铲面长度、宽度及铲刃倾角为试验因素,以挖掘阻力、土壤破碎率为试验指标开展了胡萝卜挖掘仿真试验,仿真时间历程显示了土壤与胡萝卜随挖掘铲运动的变化过程。利用仿真试验数据拟合建立不同试验因素影响下挖掘铲阻力与土壤破碎率的二次多元回归方程,通过Design-Expert 10.0.7对数学模型进行分析求解,得出了最优参数组合为:铲面长度260mm,铲面宽度370mm,铲刃倾角57°。通过与凿型铲进行对比试验,结果表明:工作阻力降低了9.4%,土壤破碎率提高了2.8%,优化设计的三角翼形挖掘铲在工作阻力和土壤破碎率方面具有良好的松土性能,满足胡萝卜收获要求。研究可为胡萝卜挖掘装置试验研究和设计提供理论参考。

摘要：针对小区育种花生量小、品种多、荚果大小不一,脱壳效率低、损伤率高、脱净率低等问题,研制了一款打板式小区育种花生脱壳机。整机主要由脱壳、清选、提升等装置组成。对关键部件参数设计进行了优化,结合打板与花生荚果的碰撞模型,通过Hertz理论分析花生荚果受到的碰撞力学特性,并结合仿真试验优化打板棱角半径为3 mm的圆角。以育种花生中的大、中、小尺寸品种花生青花Y14、花育22和白沙为试验材料,对喂入量、滚筒转速、最小脱壳间隙进行单因素试验。以脱净率和损伤率为试验指标进行回归正交组合试验,优化得到最优参数组合。试验结果表明:大、中、小尺寸花生荚果的喂入量分别为178、173、169 g/s,脱壳滚筒转速分别为356、347、375 r/min,最小脱壳间隙分别为23、22、22 mm,得到最大脱净率分别为95.43%、93.36%和94.07%,种仁损伤率分别为5.48%、5.79%和5.35%。根据得到的最优参数调整喂入量、更换凹板筛、改变脱壳间隙等步骤满足多品种种用花生的脱壳适应性。

摘要：以茄科蔬菜穴盘苗为作业对象,开展了多株蔬菜同步自动嫁接技术及关键机构研究。提出了基于劈接法的茄科蔬菜六株同步自动嫁接机的整机结构方案,该机可连续实现穴盘苗自动进给、砧穗木的切削与插接、嫁接夹的定向排序与持送上夹等功能。重点设计了嫁接机的砧木平切机构、砧木劈切机构、穗木推切机构、砧木与穗木插接机构、振动排序供夹装置及持送上夹机构等关键机构,确定了各机构的主要结构参数。以辣椒苗为嫁接对象,开展了六株同步嫁接机切削质量正交试验,试验结果表明,提高对苗株的夹持精度和切削速度及较小的茎秆纤维硬度有利于提高切削质量。当切削速度为1.5 m/s时,嫁接期辣椒苗样机性能验证试验结果表明,砧穗木切削合格率98.6%、嫁接合格率97.1%、嫁接成活率96.2%、嫁接效率720株/h,达到了设计要求。

摘要：为准确掌控农药对农业环境和作物的污染情况,快速精准的农药残留检测手段是当前的重要需求。以土壤中的啶虫脒残留为对象,提出一种基于电化学生物传感技术的新型检测方法,研究制备适用于检测土壤中啶虫脒残留含量的适体传感器,设计基于电化学传感技术的土壤农药残留检测装置,其功能包括田间土壤的样本采集、预处理及土壤啶虫脒残留含量的现场检测等。重点设计采土机构、搅拌机构和农药残留检测单元等,并对各个机构的关键设计参数进行仿真分析和计算,根据分析结果对土壤采样预处理装置的器件进行选型,确定电气控制系统的控制方案。对研制装置检测性能进行综合试验验证,土壤样本采集试验结果表明:当采集土层深度为0~5 cm时,土壤样本质量相对标准偏差≤2%,柱状土壤样本不会黏附在合金钻头表面。与商用电化学工作站对比试验表明,所测啶虫脒浓度值的平均误差仅为0.7%,验证所研制装置检测的精准性。为农药残留快速检测提供新的检测方法和技术支撑。

摘要：针对农业装备触土部件工作阻力大、耗能高等问题,提出了利用超声波高频振动辅助土壤切削挖掘从而降低阻力的技术方案,设计了超声振动土壤切削挖掘装置。选定20 kHz作为超声激振频率,基于耦合谐振效应的目标,分析、设计了夹心式换能器和圆锥形变幅杆等关键部件的结构参数。建立了变幅杆有限元模型,利用仿真方法对其进行模态分析和谐响应分析,仿真结果显示,变幅杆轴线伸缩固有频率接近20 kHz,与设计值吻合。搭建了超声振动土壤切削挖掘阻力试验测试平台,进行了有、无超声波振动土壤切削挖掘阻力土槽对比试验,结果表明:相比无振动刚性挖掘铲,超声波振动挖掘铲能够有效降低土壤切削挖掘阻力,在1.5、2.5、3.5 MPa 3种土壤硬度条件下,超声波振动挖掘铲所对应的降阻率分别为35.1%、40.7%和44.3%,土壤硬度越大,超声波振动挖掘铲的降阻效果越明显。当土壤含水率为20%~48%时,不论有无振动,土壤切削挖掘阻力均随着土壤含水率的增加先迅速降低后又缓慢回升。由于超声振动激励需要额外消耗能量,故振动挖掘总耗能并未降低。试验验证了超声振动土壤切削挖掘降阻方案的可行性以及参数设计的合理性。

摘要：为了探寻激光功率对熔覆层组织与性能的影响,设计4种不同激光功率在27SiMn钢表面进行Fe-Cr-Ni熔覆层制备,利用超景深显微仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、硬度、磨损量及摩擦因数进行了研究。结果表明,4种激光功率下的试件熔覆层均无气孔裂纹等缺陷,激光功率为1800 W时所制备试件的枝晶生长方向较为一致,激光功率为2400 W时所制备试件熔覆层中部的胞状晶和二次枝晶晶胞较为细小致密;随着激光功率增加,熔覆层的熔宽、熔深和稀释率逐渐增大,而熔高则先增大后减小;熔覆层硬度受激光功率影响较小,但增大激光功率可以提高热影响区硬度;激光功率为2400 W时所制备试件的平均摩擦因数最小、磨损量最少、磨损深度最小,其耐磨性能优良。

摘要：为了提高中国胡萝卜机械化作业水平,结合国内胡萝卜的种植模式和农艺要求,设计了自走式双行胡萝卜联合收获机,该设备可同时完成2行胡萝卜的挖掘、夹持输送、根叶分离、去土和集收等功能。收获机由自走式橡胶履带底盘带动,主要工作部件由传动系统、挖掘装置、夹持输送装置、根叶分离装置、去土集收装置等组成。挖掘铲设计成两翼张开的三角状,可有效降低挖掘阻力;根叶分离前,胡萝卜植株在一拉紧装置作用下使根部对齐,然后转入水平夹持带输送装置经一对圆盘刀完成切割,保证了切口整齐且贴近根部顶端。经田间样机收获试验检测表明,机器收净率达到了98.2%,损伤率为2.5%,生产率达到了0.11hm2/h。该研究为胡萝卜收获机械的深入研究和发展提供了参考。

摘要：根据穴盘育苗农艺要求并结合茄科类蔬菜种子物理特性,设计了一种针吸式蔬菜穴盘育苗精量排种装置。对排种装置的结构及工作原理进行了描述,分析确定了吸针和种盘的结构参数。对吸孔直径、真空负压值及振动频率3个因素进行了试验研究,分析得出最优参数组合。开展了排种装置性能试验,结果表明:排种装置的播种合格率(单粒率)可达到96.31%,漏播率和重播率分别为1.20%和2.49%,能够较好地满足播种需要。