摘要：针对现代苹果园机施有机肥排肥不稳定和均匀性较差等问题,结合现代苹果园栽培模式和施肥农艺要求,设计一种牵引式施肥机械,并对其排肥装置进行研究。以排肥量和排肥一致性为试验指标,以刮肥板高度、刮肥板链条速度、挡肥板高度和机组前进速度为试验因素,利用离散元软件EDEM进行仿真模拟。仿真结果表明:刮肥板链条速度为0.2 m/s时,排肥装置的排肥一致性效果较好,挡肥板的高度、机组前进速度和刮肥板的高度对排肥一致性影响效果不显著,所有试验因素对排肥量均有显著影响。试制排肥装置进行台架试验,结果表明:在链条速度为0.2 m/s,挡肥板的高度为0 mm时,排肥量为2.02 kg/s;排肥量的理论计算值为1.91 kg/s、仿真计算值为1.96 kg/s,与试验值相比相对误差分别为5.44%和2.97%;模拟试验和台架试验的排肥一致性趋势相同,肥箱中的有机肥减少时,排肥一致性变大,最大误差为12.02%,满足果园作业要求。

摘要：为探究仿树形喷杆喷雾机施药管内部液流运动情况,利用SolidWorks软件设计了喷头模型,并通过压力-流量关系验证了喷头模型的准确性;绘制施药管路模型并对不同结构的竖直施药管仿真,分析了喷杆放置倾角、喷口数量、喷杆长度和喷口位置等对管路内部压力的影响效果。仿真试验数据表明:在单喷管上喷口数量较少、喷杆趋近水平放置、喷口均布于喷杆末端时,施药管内部压降小,压力稳定。利用三因素三水平的BBD试验对施药管转角处压降进行分析表明:施药管内径对转角压降的影响呈极显著相关(P<0.01),转角角度、转角半径对转角压降呈显著相关(0.01<P<0.05);当施药管内径为13.2mm、转角角度为98.6°、转角半径为101.2mm时,转角压降数值最低,为98713Pa。研究结果可为仿形喷雾机施药管结构的设计提供一定的理论依据及参考。

摘要：针对棉花中后期因冠层郁闭导致施药效果差的问题,对76 cm等间距种植的机采棉进行数据采集并建立模型,以高地隙吊杆式喷雾机为载体,采用CFD离散相模型对锥形雾化喷头的喷洒效果进行仿真模拟。以最低喷头离地高度、喷头间距及α角度为试验因素,以雾滴在棉花叶片正、反面的覆盖率作为评价指标,设计响应面试验,研究喷头布置参数对喷雾效果的影响。结果表明:当最低喷头离地高度为400mm、喷头间距为300mm、α角为30°时,雾滴在叶片正、反面覆盖率平均预测值分别为20.283%和11.042%。利用实际棉花模型对仿真结果进行验证试验,雾滴在棉株叶片正、反面的平均覆盖率分别为21.79%和11.97%,正、反面覆盖率相对误差最大分别为8.02%和9.40%。试验结果表明:模型可靠,优化结果可改善中、下层叶片受药情况,棉株整体受药良好。

摘要：针对果农采摘果树高层苹果效率低的问题,设计了一种辅助人工采摘的管道输送装置。为优化该装置的输送参数,建立了撞击力测试试验台,并以‘富士’苹果为研究对象,分析果径为80~90 mm的苹果从3 m高度沿管道输送至果箱处的撞击力及受到的机械损伤。以管道内衬种类、内衬厚度、防撞垫厚度为试验因素,以苹果落入果箱时的撞击力及损伤体积为指标,在单因素试验的基础上进行响应面试验。单因素试验结果表明,珍珠棉内衬材料对苹果的保护作用相对较好,撞击力与损伤体积均分别随内衬厚度和防撞垫厚度的增加呈逐渐减小的趋势。响应面试验结果表明,内衬种类为珍珠棉,内衬厚度为10 mm,防撞垫厚度为8 mm是最优输送参数组合,在该条件下,苹果落入果箱时的撞击力为4.99~5.47 N,损伤体积为275.02~300.52 mm3。经过试验验证,苹果的撞击力与损伤体积的误差均在5%以内,说明管道输送参数优化结果可靠。

摘要：针对传统果园多风机风送喷雾机存在风能利用率低,出风口到靶标之间喷雾四散飘移的问题,对风机配置聚风筒(直筒式、渐缩式、渐开式)的风送喷雾系统的聚风喷雾性能进行研究。通过对聚风筒风场进行仿真模拟,设计对标试验确定了仿真模型与计算的可靠性。设计单因素试验和响应面参数优化试验分析风筒类型、聚风筒长度和风机转速对聚风特性的影响并确定聚风筒的最佳参数设计组合。试验结果表明:有聚风筒的风送喷雾系统对雾滴的胁迫作用明显显著优于无风筒的,且呈现了较好的聚风雾化作用,渐缩式风筒的性能尤为明显;气流集中性能由高到低排序为渐缩式、直筒式、渐开式、无风筒,聚风筒胁迫雾滴的横向穿透性能由高到低为渐缩式、直筒式、渐开式;风筒长度在30~70cm范围内,长度越长,聚风性能越好;随着转速呈倍数的增加,风场速度峰值也呈倍数增加,转速的改变不影响速度峰值的位置。聚风筒最佳参数设计组合为风筒类型为渐缩式,风筒长度为70cm,风机转速1440r/min,此组合下的风速为4.156m/s,风场纵向幅宽为1585.32mm。

摘要：针对葡萄叶幕修剪劳动强度大等问题,依据葡萄叶幕修剪的技术要求,基于AIP软件设计了一种轻简化、省力化往复式葡萄叶幕修剪装置,具有切割器支撑臂液压升降、伸缩调节和顶部切割避障装置,可实现修剪幅宽和高度的无级调节,解决了用机械代替手工的难题。对往复式葡萄叶幕修剪装置的作业性能进行了田间试验,结果表明:往复式葡萄叶幕修剪装置在机组行进速度0.9km/h、动刀片间距5cm时,作业效率为0.11hm^(2)/h,纯工作效率为0.18hm^(2)/h,葡萄枝条漏剪率为6.5%,断口撕碎率为3.5%,可以满足酿酒葡萄叶幕的修剪要求,为葡萄叶幕机械轻简化、省力化修剪提供了借鉴。

摘要：针对果农采摘高层苹果效率低的问题,设计了一种管道输送装置辅助采摘果树高层的苹果,旨在为苹果高效低损采摘输送设计和轻简化采摘作业提供参考。建立撞击力测试试验台,分析果径为75、80、85mm的富士苹果由3 m高度沿输送管道下落至果箱时的撞击力;利用Design-Expert8.05软件,以内衬厚度、落地角度、防撞垫类型为试验因素,以苹果落至果箱时的撞击力为指标作响应面试验,对试验数据进行分析。结果表明:①随着输送管道内衬厚度的增加,苹果落至果箱时的撞击力逐渐降低;②随着落地角度的增加,苹果落至果箱时的撞击力逐渐提高;③硅橡胶材料的防撞垫对撞击力的缓冲效果相对较好。当内衬厚度为20mm、落地角度为56°、防撞垫类型为硅橡胶时,3种果径的苹果落至果箱时与果箱接触面的撞击力最小,撞击力为10.00~12.70N。

摘要：为了提高传统果园喷雾机的智能化程度,实现对靶喷施的效果,设计了果园喷雾机的电控系统。通过建立MatLab仿真模型,对步进电机进行机械特性仿真,研究电机转速与控制系统发射的脉冲频率的内在联系,针对此联系结合HC-SR04超声波传感器的电路特征和步进电机驱动器通信协议,设计了以Arduino单片机为核心的控制系统,实现了喷雾机仿形功能。台架试验结果表明:超声波测量的平均误差率均小于4%,平均响应时间均小于3s,符合田间作业需求,与传统作业方式相比,雾滴分布更加均匀,优化了喷雾机作业效果,节约了药量。