摘要：针对矮砧密植果园根系管控中根土复合体阻力过大,果树根系断切作业不理想等问题,设计一种振动式果树根系断切装置。对切割装置受力模型分析可知,影响阻力的因素主要有锯齿弯刀参数、根土复合体参数、根土复合体与锯齿弯刀参数及作业方式参数。对振动式果树根系断切装置切割装置进行设计与分析,应用有限元仿真软件对切割装置进行切割根土复合体模拟分析,切割装置振动状态下平均切削受力为236.97 N,不振动状态下平均切削受力为432.35 N,达到振动减阻目的。切割装置土槽试验表明,振动状态下所受水平合力均值均小于不振动状态下所受水平合力均值225.34 N,振动状态下切割根土复合体作业效果良好,对根系以及土壤起到锯切效果,减小切削阻力。通过振动状态下切割装置切割根土复合体正交试验分析可知:最优作业参数为偏心距20 mm,转速3 r/s,土槽作业平台前进速度0.2 m/s;土壤扰动量的主要影响因素是偏心距和前进速度;影响切割装置入土稳定性主要因素为偏心距和转速,观察作业现场得知入土深度稳定,满足入土要求。整机试验表明:根系平整切割占比左侧为21.05%、右侧为17.39%,锯切占比左侧为78.95%、右侧为82.61%,由此可知,振动式果树根系断切装置作业过程中振动断切装置对根土复合体起到锯切效果,减小机具和切割装置所受阻力,起到减阻效果;由试验现场可知,机具稳定性良好,作业后留下20~25 mm沟壑,与入土切割装置厚度20 mm一致。土壤外翻程度小,土壤弥合较好。

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：针对喷雾机传统风送喷雾系统难以精准控制风量致使漂移现象严重、药液利用率低下的问题,设计了一种将轴流风机与环形喷头相配合的喷雾系统。通过对风机风场进行计算流体力学CFD流体仿真、对标试验、环形喷管内流场仿真确定了环形喷管尺寸参数与喷头安装位置。设计单因素与多因素正交试验来研究风机端口风速、扇形喷头型号与喷头安装倾角对喷雾效果的影响进而确定最佳喷雾参数组合。结果表明:环形喷管应设置在轴流风机出口端面中心位置,3个喷头呈120°均布在环形喷管上;在风机气力作用下,雾滴沉积量的峰值处于距风机端口0.5~1.5 m的范围,风送喷雾装置与靶标果树的作业距离不应超过1.5 m;风机气力有助于细化雾滴,但出口风速不宜大于等于8 m/s;喷雾总体性能与喷头倾角呈极显著相关(P<0.01),喷头安装倾角60°性能最优;雾滴沉积密度随扇形喷头型号的增大呈先增大后减小的趋势,雾滴的体积中值直径随扇形喷头型号的增大而增大;最优配置参数风机风速为6 m/s、喷头型号为02型、喷头安装倾角为60°。此参数组合下雾滴沉积量为5.08μL/cm^(2),表明优化模型可靠。

摘要：针对果树苗木的平茬处理,采用机械圆盘锯切可以提高锯切效率,但平茬要保证切割质量,平茬质量与切割器具有重大关系,切割过程中切割器的振动会造成苗木的损坏。通过分析模态的基本理论达朗贝尔原理及贝塞尔函数,推导切割器的固有频率70.002 Hz,通过简化切割器的运动函数公式得出锯齿与锯盘固有频率的关系,并采用计算机有限元分析圆盘锯的模态参数,得出圆盘锯的一阶极限转速4539.6 r/min和固有频率75.66 Hz,并将得出的结果为切割器的设计优化提供理论依据和参考依据。通过田间试验测量出发生振动时最大损伤位移值为31 mm,机具在平稳运行时可以有效降低茬口损伤。

摘要：针对矮砧密植型果园生草制管理所面临的垄面草体处理困难的问题,设计一种果园垄面割草机。割草机主盘刈割行间草体,侧盘可随垄面仿形并处理垄面草体。应用AIP软件对侧盘传动系统的压带支柱进行应力分析,得出其最大等效应力为146.8 MPa,最大位移为0.024 06 mm,安全系数最小值为2.38 ul,满足设计要求。样机田间试验结果表明:果园垄面割草机工作性能良好,割茬的平均高度64.4 mm,割草机的平均漏割率为5.6%,割茬高度标准差为5.15,变异系数为8.3%,稳定系数为92.7%,符合标准。割草机作业质量良好,为标准化果园机械化割草作业提供技术支持。

摘要：基于葡萄叶片宽大,存在叶幕穿透性差和液滴分布不均匀的问题,采用螺旋风喷雾施药,利用螺旋风的强扰动性和流体螺旋运动来提高叶幕穿透性和喷雾均匀性。利用Solidworks和Fluent搭建模型,优化风罩内部结构和流体分布,对比内挡板安装角为20°、30°、40°的工况,依据仿真结果进行室内喷雾试验,以有无螺旋风、喷头孔径、喷头压力为变量,以雾滴均匀度作为评价指标,对正交试验结果用Design-Expert进行方差分析和响应曲面分析。仿真结果表明:内挡板安装角度为30°时,距出风口0.1 m处有螺旋风特征、风速24.8 m/s,试验结果表明:对雾滴均匀性的影响强弱依次为有无螺旋风、喷雾孔径、喷雾压力,有螺旋风辅助、喷头孔径为0.9~1.1 mm、压力为0.28~0.32 MPa时,雾滴均匀性扩散比最优。螺旋风罩内挡板安装角度为30°、有螺旋风、喷雾压力为0.3 MPa、喷雾孔径为1.0 mm时,扩散比为0.7836,即雾滴均匀性最好。

摘要：为实现矮砧密植型果园采收作业的机械化,基于人机工程学和苹果机械损伤理论,设计一种适用于多工位采摘平台的低损输送系统,满足两侧、三高度、六工位的采摘作业要求,并实现对苹果的自动输送与自动装箱。根据种植间距和果树尺寸,确定子、主、垂直输送装置的尺寸、空间位置和作业参数。试验结果表明:子输送带带速为0.018 m/s,主输送带带速为0.038 m/s,垂直输送带带速为0.042 m/s,主输送带接收苹果的方式为每隔一个间隔接收一次时,苹果损伤率为8.67%,输送系统的最大输送效率为8640个/h,满足采摘作业要求。

摘要：为提高苹果苗木的机械移栽质量,阐述柔性圆盘夹持式苹果苗木移栽机的工作过程,建立栽植结构参数的数学模型,得到栽植株距与传动比的关系。对其进行运动分析,分析其特征参数,并进行运动仿真试验验证,结合农艺要求合理设计其主要结构参数。并加工样机进行田间试验,结果表明:该移栽机栽植质量可靠,栽植深度稳定性系数为90.9%,株距稳定性系数为94.9%,栽植倾角稳定性系数为92.9%,该移栽机的合格率为96.8%,栽植直立度、株距、栽植深度具有良好稳定性。

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：针对苹果嫩枝扦插在自然条件下不易生根且周期长的问题,经园艺专家多年研究,得到影响苹果矮化砧木生根的空气温度、基质温度、光照度、迷雾频率、风速等关键环境因子参数,结合园艺要求设计了一种集各环境因子于一体嫩枝生根的智能培养箱。培养箱以STM32单片机作为主控制器,触控屏作为人机交互界面,对硬件配置进行优化布局,提高控制精度,对箱体内环境因子进行实时监测和智能化调节,为嫩枝提供最优化的生根环境。