摘要：天然橡胶是我国重要的战略物资,针对当前胶工流失严重、割胶作业难以实现机械化等问题,设计一种电驱动偏摆式割胶装置。以理论分析结合数学建模为基础进行,通过Adams与ANSYS建立传动结构的有限元模型,并阐述运动特征规律,来验证模型的构建准确性,分析传动部件在运动情况过程下的应力分布、动态特性及振动机理,为便携式割胶装置的设计以及后期改进提供参照途径。通过运动学分析,刀片摆幅、传动结构受力与理论计算值误差分别为4%和3%;在数值模拟中传动结构的最大应力出现在Y型驱动叉与刀座的连接处,XYZ三个方向面的等效应力均小于材料屈服极限,故不会发生失效与出现共振;通过试验分析,偏摆式割胶装置样机相较于传统人工割胶刀,在割胶速度、耗皮厚度以及割胶深度上的平均值相差分别为42.3%、4.3%、0.6%,其中割胶速度差异较为显著。割胶装置的理论模型分析结果与实际样机加工制造的试验情况基本符合。

摘要：针对咖啡人工采收成本高、大型机械采收困难等问题,以曲柄滑块式传动机构为基础,设计一款小型可变幅振动式咖啡收获机。通过建立咖啡果实-果柄的脱落力学模型,分析得到果实脱离果柄的条件,依据曲柄滑块的设计方式,构建传动结构的运动简图与计算公式;采用ANSYS Workbench与Adams软件,进行模型的动力学仿真分析;以传动结构的曲柄长度、摇杆长度和转速为试验因素,惯性力为试验指标,进行三因素三水平的正交试验与响应曲面分析,建立惯性力二次多项式回归模型,以果-柄结合力5.25~7.16 N为优化目标,确定收获机的结构参数和工作参数。结果表明,在保证传动结构运行状态平稳的优先原则下,得到咖啡收获机结构设计的最优参数组合为曲柄长度15 mm,摇杆长度100 mm,转速700 r/min;通过样机试制与田间试验,转速在700 r/min左右,总体的作业效果良好。研究为后续的咖啡机械化收获提供参考。

摘要：针对天然橡胶全自动采胶装备的运动作业形式,设计一种可实现橡胶树干自适应包络夹持的抱紧装置,对该装置的工作原理、组成结构、抓取模式和自适应包络抓取特性等方面进行阐述与分析,为优化抱紧装置的设计提供依据。采用ANSYS workbench软件进行有限元分析,结果显示:实际工况下抱紧装置的最大总形变量为0.01 m,其发生在柔性导轨前端,各形变量均较小且与抱紧装置实际受力情况相符;所受最大应力为0.45 MPa,应力集中在柔性导轨与支撑板连接处。但其存在较大的材料冗余,对抱紧装置进行拓扑优化,按照30%、40%、50%、70%的材料去除率分别计算,结构优化后的质量由0.53 kg降至0.39 kg,结果表明,在保障强度与刚度的要求下,降低抱紧装置材料冗余量,可满足作业需求。并对抱紧装置的样机开展定性和定量测试试验,通过反馈数据进行分析,得出抓取模式的受力情况,夹持效果较好。

摘要：为了获取橡胶树皮结构力学特性参数,解决机械化采胶装备研发中采胶深度精准探测和耗皮厚度精准控制技术无可靠依据提供参考的问题,设计一种基于可编程序逻辑控制器(programmable logic controller, PLC)的橡胶树皮非线性力学性能测量的试验装置,实现橡胶树皮力学特性的自动化连续探测和数据采集,以及树皮厚度的高精低损测量。并应用于热研7-33-97和PR107两个品系的15龄、20龄、25龄橡胶树上进行树皮力学性能试验研究,建立刺入过程中刺入力随刺入深度变化的数学模型。结果表明:该装置工作性能稳定,不同品系、不同树龄的树皮刺入力随刺入深度的变化曲线形态相近,均呈高-低-高的趋势变化,并与树皮结构分层特性高度相关;相同树龄下,热研7-33-97和PR107两个品系的刺入力情况差异不明显,同品系的大树龄比小树龄刺入力更大,在1.0 mm针刺下,刺入力最大峰值可达48.5 N。该试验装置满足橡胶树皮结构力学特性参数的探测需求,并为机械化采胶装备的研发提供理论基础。

摘要：根据天然橡胶产业发展的实际需求,应用新一代信息技术建立数字化、智能化胶园,帮助橡胶园实现精准化高效管理是未来天然橡胶产业的发展趋势。本文针对橡胶园的生产机械化程度不高、管理低效等问题,提出一种橡胶园智能化生产管理系统的设计思路,该系统包括信息采集、专家远程诊断与决策、生产机械管理等3大功能模块,助力橡胶园种、管、割、防的机械化、智能化设备与技术的研发与推广,为天然橡胶产业高质量发展提供技术支撑。

摘要：针对当前蔬菜播种施肥作业质量较差现状,提出一种四驱轮式自走播种施肥一体化作业模式,根据底盘高度调节,精量排种、排肥和播种肥协同作业和轮式自走式功能需求,以PLC控制器为核心,分别设计精量排种、排肥和播种肥联动控制、播深智能调控和轮式四驱行走系统,构建行进速度与作业转速关系模型,并开发触摸屏操控系统,最终,集成研发自走式蔬菜精量播种施肥系统。系统性能试验结果表明:该机排肥精度达到0.1 g。设定种距150 mm,试验结果显示检测种距均值与预设值之间误差为2.7%~6.5%;设定播种肥深度为30 mm,试验结果显示检测深度均值与预设值误差为12.7%~16%。

摘要：天然橡胶是国家的重要战略物资,随着近年来的胶价低迷,造成大量的胶工流失,大片胶园出现弃割弃管的情况。为解决上述出现的情况,基于PLC的控制方式,研发一款能够通过架设在树上软轨移动的全自动针刺采胶装备,对采胶机主要各运动部件进行结构设计,并搭建自动采胶的控制平台,包括PLC的编程、人机界面的设计等,分析行走装置的钢丝软轨绷紧原理与刺针的刺入原理,为采胶机的运动与作业设计提供理论支撑,最后通过对传统的割胶方式进行比较试验。试验结果表明:采胶机作业每针刺的耗时相对传统割胶刀较快,约为10 s/株,后期可以配合乙烯利的刺激与适当扩充采胶的针孔数,来提高出胶量。在作业模式上,该采胶装备的研发以及关键技术的突破,也为全自动采胶作业的实现提供可能性与奠定基础。

摘要：为实现电动割胶刀在胶园作业的信息化管理,本研究利用全球定位系统技术,应用于4GXJ-2型电动割胶刀上进行割胶作业的信息监测,将采集胶工在胶园作业时的经纬度位置数据,绘制成相应的移动轨迹。该技术体系由作业信息采集节点、服务器程序与用户界面组成。作业信息采集节点由4GXJ-2型电动割胶刀、STM32单片机、GPS模块以及相关的单元模块组成,用来采集目标区域实时的位置信息数据并将该信号发送给系统服务器程序;系统服务器用来收集节点的实时位置移动信号并进行储存,然后再将相关的数据传送给提出服务请求的用户界面;用户可通过人机交互界面读取目标区域的位置信息,并通过绘制出来的移动轨迹观测作业情况。该系统实现了远程实时监测位置信息的变化情况,为后期的胶园信息化作业管理提供便利。

摘要：机械采胶是世界性难题,突破传统割胶方式,探索天然橡胶全自动采胶装备与技术理论,是破解天然橡胶产业当前困境的有效手段之一,机械采胶具有较广泛的应用前景。本文概述了天然橡胶收获技术、割胶技术理论、割胶工具的研究现状及进展,剖析了传统割胶工具与割胶技术、机械采胶设备与割胶技术、固定式全自动采胶装备与采胶技术在天然橡胶收获环节中的具体应用及需求。本文结合天然橡胶生产实际,提出移动式全自动采胶系统的技术需求,设计了天然橡胶移动式全自动采胶系统的框架,概述了全自动采胶系统工作过程、下位采胶终端控制器硬件系统,以及全自动采胶系统软件主要模块及功能,为实现远程、精准、高效、可靠的全自动采胶模式提供理论和方法。

摘要：建立了基于ANSYS的高速插秧机底盘车架结构,并且进行了水平弯曲、极限扭转、模态、瞬态响应工况下的应力分布与变形。根据有限元分析结果出发,形成优化设计数学模型,最终通过计算得出合理的车架轻量化设计方案。