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。

摘要：针对果园多风道喷雾机内部气流分布不均导致由出风口吹出的气流紊乱、影响使雾滴在果树冠层上均匀沉积的问题,对多风道喷雾机内部导流板长度参数进行了优化。应用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术,基于Star-CCM+软件对喷雾机送风系统内部气流进行了模拟分析,得到出风口1~6的风速在不同导流板长度的标准差分别为0.7468、0.6776、1.4441、5.1305、4.5768和0.8209。对风速标准差较大的出风口3、出风口4、出风口5进行响应面分析,最终确定导流板1长度200.00 mm、导流板2长度60.00 mm、导流板3长度50.00 mm为最优参数组合。在最优组合参数下,计算得到对称出风口3和出风口6的风速值分别为39.135和41.320 m/s,相对偏差为5.58%;出风口4和出风口5的风速值分别为33.022和34.328 m/s,相对偏差为3.95%,符合设计要求。室内风速试验结果表明,在距离喷雾机出风口1.25 m处,风场风速由上层到下层逐渐增大,实现风场按果树冠层形状分布,喷雾机左右两侧风场对称分布,气流分布均匀。果园多风道喷雾机设计满足要求,可为同类设计提供参考。

摘要：为获取砧木物理参数,分析平茬机切割装置切割原理,基于ANSYS LS-DYNA软件建立苹果砧木切割装置有限元模型,研究苹果苗木切割过程中工作参数与刀片参数的关系,以前进速度、锯盘齿数、切割转速为因素,以切割力和切割功率为指标,采用Design Expert动态响应软件优化结果切割器转速为4200 r·min^-1,前进速度为1 km·h^-1,齿数为100齿数时,单组切割功率为1.801 kW,为苹果苗木平茬切割装置提供依据。试制苹果苗木平茬机,田间试验合格率高于95%,满足平茬的农艺要求。苹果苗木平茬切割装置的研究对实现苹果苗木平茬机械化具有重要意义。

摘要：针对起垄栽培果园垄面生草刈割困难的问题,设计一种垄面生草避障刈割机构。通过运动学仿真分析,以压力角和加速度为主要优化指标,对各连杆长度进行了优化,确定了气动液压杆的选型,并对避障刈割机构以及关键运动节点的运动参数进行了分析。结果表明:避障刈割机构避障时轨迹为外圆弧,整个过程中最大角速度为22.5°/s,最大加速度为45°/s^(2),在x轴的最大避障位移为550mm,在-y轴最大避障位移为-250mm。田间试验结果表明:作业割茬高度平均值为63.36mm,平均割茬稳定系数为90.30%(大于90%),平均漏割率为2.18%(小于3%),果树避障通过率为100%,满足垄面株间避障割草的园艺要求。

摘要：针对当前传统风送喷雾机在矮砧密植果园病虫害防治作业时存在药液浪费严重、雾滴难以穿透到果树冠层内部的问题,设计了一种风机对称布置的新型果园多风机风送喷雾机。基于STAR-CCM+软件仿真分析了单侧组合3风机送风流场,当拖拉机动力输出(PTO)转速为540 r/min时,单风机风量为4397.1 m3/h、风速为9.7 m/s、风机动压为47.3 Pa,到达果树外侧冠层空气流速度大于5.5 m/s,满足药液抵达冠层中心的喷雾需要。利用Box-Behnken优化了喷雾系统参数组合,当喷雾压力为0.8 MPa、喷雾距离为1.25 m、喷头型号采用扇形02型时,经垂直雾滴分布仪模拟果树冠层垂直方向的药液附着性能试验表明,雾滴沉积量变异系数为10%~12%,雾滴分布较为均匀;经田间试验表明,多风机风送喷雾机喷雾作业后果树冠层垂直方向上、中、下3层的雾滴沉积总量分别为68、145、195 mL,总体标准差分别为1.61、3.72、5.29,叶片药液附着雾滴数大于等于70粒/cm2,达到了风送式果园喷雾机标准的规定,可实现果树冠层垂直方向药液的有效覆盖。

摘要：针对有粉末有机肥和颗粒有机肥离散元颗粒模型参数难以测量等问题,使用图像处理法对有机肥颗粒直径进行了标定,通过仿真试验并以休止角为目标值进行正交实验设计,对有机肥-有机肥滚动摩擦因数和有机肥-钢板滚动摩擦因数进行方差分析。最后,通过实际试验对比,确定了颗粒有机肥-有机肥滚动摩擦因数为0.10,有机肥-钢板滚动摩擦因数为0.30;粉末有机肥-有机肥滚动摩擦因数为0.40,有机肥-钢板滚动摩擦因数为0.30。研究结果表明:颗粒有机肥仿真休止角与实际休止角相对误差为4.1%,粉末有机肥仿真休止角与实际休止角相对误差为3.2%,无明显差异,表明有机肥离散元参数准确。

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：为了提高苹果苗木栽植作业效率,应用AIP实体三维设计软件研发了一种集旋耕、开沟、栽植、覆土、镇压于一体的连续作业的苹果苗木移栽机,并进行了田间试验。结果表明:移栽机性能稳定,开沟深度稳定性系数达97.10%,栽植合格率为98.60%,倒伏率和伤苗率低(倒伏率0.83%,伤苗率0.55%),满足果树苗木移栽作业的农艺要求,可提高移栽作业效率,为果树苗木机械化移栽提供了理论依据。

摘要：为解决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,通过三维设计软件建立了果园垄面割草机侧盘三维实体模型,并进行前进速度、刀盘转速、刀片数和刃线长度对重割率影响的优化仿真试验,利用动力学分析软件ADAMS得到刀片运动轨迹并计算重割面积,对模型进行四因素三水平虚拟正交试验,利用响应面分析法进行显著性分析。结果表明,最佳取值为前进速度A=2 m·s-1,刀盘转速B=2500 rad·min-1,刀片数C=2。刃线长度D=55 mm时,重割率最低为16.6%。通过田间试验验证该模型仿真设计满足果园割草机技术要求,研究结果可为果园垄面割草机结构设计和参数优化提供参考。

摘要：针对丘陵山地矮砧密植果园作业遇到的问题,设计了一种丘陵山地电动果园作业平台,能够满足丘陵山地果园疏花疏果、收获、套袋等一系列工作需求,既实现了果园的规范化管理,又降低了劳动成本及劳动强度。把通过软件SolidWorks建立的三维模型进行一系列的简化,使得求解更加便捷,并把建立好的模型导入Simulation中进行运算,采用自由划分网格对机械结构进行网格划分,随后进行算例分析得出应力、位移的结果及分布图。通过理论计算得出相关参数,采用受力仿真分析等方法研究作业平台最大施加载荷质量。通过计算分析得出结果,选择电机的型号为额定功率5.5kW、额定电压48V、额定电流7.0A、额定转速1000r/min的132M-6系列直流电机。在不影响电动果园作业平台稳定性工作的情况下,能够承受的最大载荷为538kg。经计算,电动果园作业平台的采摘效率为人工架梯采摘效率的6倍,能够极大地提高作业效率,在不同载荷的情况下,具备较好的工作安全性及稳定性,操作安全便捷,可满足果园作业的使用要求。