摘要：为了研究影响玉米茎秆切割力和切割功耗的诸因素,设计了田间玉米茎秆往复切割试验台。该试验台可以更换不同形状刀片,切割速度0~2.5 m/s可调,削切角0°~35°可调。通过试验得出的切割力随时间变化曲线求出切割功耗,并分析切割刀片形状、刀片开口角度、切割速度及削切角对切割力和切割功耗的影响。试验结果表明:该试验台数据采集误差不超过1.12%,最大切割力和切割功耗随着切割速度和切割角的增大而减小,锯齿刀的切割力比光滑刀的切割力小,削切角在20°左右时较其他角度的切割力小。

摘要：目前建造拱棚主要以手工为主,为了提高其机械化、自动化水平以及建造拱棚的效率,该文设计与研制了拱棚智能插架覆膜机的拱棚自动插架装置。基于拱棚搭建的入土深度、棚架宽度、棚架高度等技术要求和曲柄存在的条件,对其关键部件曲柄滑块机构和弯折手臂进行结构设计与优化。当曲柄的长度为230 mm,连杆的长度为220 mm,偏心距为220 mm时,达到最好的传力效果和运动效率;同时对曲柄滑块机构进行运动分析,确定插架作业时曲柄的初始角度和最大位置角度分别为132°和30°;设计弯折手臂使棚杆变弯,确保棚杆垂直入土;然后基于ANSYS分析拱棚抗风性能,当棚度架宽与棚杆长度的比值在0.60~0.66之间时,拱棚抗风性最强;最后通过田间试验测量分析棚架平均宽度、棚杆平均入土深度和棚架平均高度分别为93.85、15.23和56.19 cm,获得棚架高度、棚架宽度的稳定系数均为99%。装置插架效果满足农艺需求,进一步验证了装置设计的正确性和方案的可行性。研究结果可为实现拱棚的自动插架覆膜机研制提供理论基础。

摘要：为研究调制辊工作参数对苜蓿调制性能的影响,在已有苜蓿调制试验台的基础上,利用LabVIEW软件设计了一套试验台测控系统。该测控系统主要由电动机控制系统、数据采集系统、调制辊间隙调节系统和上位机系统4部分组成,实现了调制辊转速在350~1350 r/min之间的连续可调和调制辊间隙在2~4 mm之间的精确控制,数据采样速率最高可达1 kHz,并在测控系统显示界面上实时显示与保存试验台工作过程中固定辊与传动轴之间的扭矩和转速曲线、电动机功率曲线以及浮动辊轴承座与间隙调节液压缸之间的压力曲线。利用配备测控系统的试验台,以紫花苜蓿为试验对象,采用Box-Behnken试验设计方法进行了三因素三水平响应面试验,结果表明,该测控系统能够实现试验台精确控制与数据实时精准采集。分别建立了单位能耗、苜蓿压扁率和压扁损失率与试验因素的二次回归模型,得到了试验条件下调制工作参数的最优解分别为:调制辊转速775 r/min、调制辊间隙3.3 mm、调制辊单位工作长度喂入量2.77 kg/(m·s);同时,得到了苜蓿调制试验目标值的最优解分别为:单位能耗909.25 J/kg、苜蓿压扁率96.67%、压扁损失率1.67%。利用紫花苜蓿进行了验证试验,结果表明,在最优工作参数组合条件下,单位能耗、苜蓿压扁率、压扁损失率分别为931.42 J/kg、94.33%、1.65%,与模型优化值的相对误差均小于3%。该测控系统为苜蓿的调制试验提供了可靠的技术支撑,也为苜蓿调制机构的设计及工作参数的选择提供了数据参考和理论依据。

摘要：为解决精准施肥过程中变比配肥施肥机械搅拌掺混效率低、掺混均匀度一致性差等问题,设计了一种带有二次碰撞掺混锥形体的四槽轮变比配肥器,可根据4种肥料的需肥量控制4个槽轮以不同转速排肥,二次碰撞掺混腔实现变比配肥的非机械搅拌均匀掺混。测定了4种肥料颗粒的物料特性及在不同含水率条件下的破碎力和粘附力。采用离散元法,选用Hertz-Mindlin无滑动接触模型,分析4种肥料排料运动和碰撞掺混规律。通过正交试验和方差分析,发现槽轮转速在20~80 r/min范围内时,转速对掺混偏离度标准差影响不显著,四槽轮变比配肥器可以实现变比配肥均匀掺混;优化设计二次碰撞掺混锥形体在圆柱形掺混腔内最优高度为12.1 mm,在此高度下二次碰撞掺混锥形体锥角为57.9°。利用力链分析肥料颗粒在槽轮排肥器工作时受力分布,解算4种肥料颗粒所受到的挤压力均小于其破碎力,变比配肥时不会造成肥料颗粒破碎。另外,利用高速摄影分析不同频率、振幅的振动对肥料颗粒碰撞掺混的影响,发现振动对碰撞掺混均匀度影响很小;进行变比配肥碰撞掺混试验,试验结果表明,各组配肥掺混均匀度基本一致,实现了多种肥料的变比配肥和非机械搅拌均匀掺混。

摘要：针对现有蔬菜移栽机功能单一、适应性差等问题,设计一种多功能鸭嘴式蔬菜移栽机。该机主要由鸭嘴式栽植器、旋转式分苗杯、施肥器、土肥搅拌装置、浇水系统、覆膜装置等构成,可以在移栽过程中一次性完成定点施肥、移栽、浇水、覆膜等工序,工作效率高,性能可靠。建立鸭嘴式栽植器ADAMS模型,仿真结果表明,当鸭嘴式栽植器的水平运动速度v_x为0时,破土面积最小,秧苗直立度最高,可以较好满足蔬菜移栽的种植要求。

摘要：针对目前国内牛场粪污清理机械化程度低、缺乏专用作业机械的现状,设计一种螺旋绞龙式牛场清粪机,主要由螺旋绞龙集粪机构、刮板输送机构、六连杆位置调整机构和车厢组成,实现牛粪的收集、输送和运输联合作业。螺旋绞龙集粪机构的主要部件为旋向相反的两段绞龙叶片,对称安装在一根绞龙轴上,清粪机前进时粪污被收集聚拢,聚集的粪污被旋转的绞龙刮削收集并向中部汇集输送。通过计算,确定绞龙直径为0.38 m,螺距为0.28 m。设计刮板输送机构,将牛粪输送至车厢。刮板输送机构向下旋转将粪污刮起,防止粪污的飞溅。在刮板下端安装橡胶条与输送槽形成有效密封,降低了输送过程中牛粪的泄露。为达到粪污收集输送机构的位置调节,实现刮板输送机构出料口与车厢收料口之间实现精确配合和平稳分离,设计一套六连杆机构。试验结果表明:在牛粪含水率为72%、厚度为5 cm、作业速度为0.8 m/s和收集宽度为2.2 m的作业条件下,该机清洁率为98%,实现牛粪的收集、输送和运输联合作业。

摘要：针对目前我国牛羊养殖场饲喂过程中饲喂通道存在剩余饲料的问题,设计一种代替人工收集剩余饲料的剩料收集机。该机主要由盘刷、收料装置、输送装置、集料箱等部件组成。收集机通过前端的盘刷,将剩料清扫到收集机的清扫方向上,再利用圆柱刮板、螺旋圆柱刷、两侧绞龙将剩料输送到吸口处,利用链条、刮板将剩料输送到剩料箱。重点对盘刷清扫装置、螺旋圆柱刷、螺旋集料机构、链条刮板机构和液压系统等关键部分进行设计计算,确定盘刷的旋转速度为150 r/min,螺旋圆柱刷的转速为80 r/min,螺旋绞龙的转速为60 r/min,剩料收集机的前进速度为5 km/h。在实际试验中,剩料收集率均在96%以上,平均收集率达到97%,收集机收料效果良好,达到牧场的使用要求,验证了本设计的正确性。

摘要：针对国内牛羊养殖业饲喂过程中,撒料车将饲料抛撒到牛羊的围栏边缘,牛羊在食用过程中将大量饲料拱出饲喂区域造成饲料浪费,增加养殖成本这一现象,设计一种电动推料机。该机主要由推料机构、清扫机构、行走机构、转向机构、液压系统和照明系统和车架组成,实现推料作业和饲料清扫作业。其关键机构为推料机构和清扫机构,推料机构主要由升降液压缸、转向液压缸和推料板组成,通过控制2个液压缸实现推料板的升降和转向动作;清扫机构主要由柱刷、液压马达、液压缸和护罩组成,液压马达驱动柱刷的旋转,液压缸控制柱刷的升降。在奶牛牧场进行样机试验,所用的饲料为青贮饲料,试验结果表明,撒料车抛撒饲料到奶牛围栏边缘,饲料堆宽度为0.8 m;奶牛食用后,饲料堆宽度一般为1.2 m;推料机作业后,料堆的宽度为0.7 m。一般成年奶牛可以食用到距围栏0.8 m范围内得饲料。能够满足预期的作业效果,电动推料车作业后的路面上无大范围饲料遗漏,路面整洁。该电动推料车能够较好地实现牧场中的推料作业,降低养殖成本。

摘要：我国奶牛已经实现集约化和规模化养殖,而青贮取料是关键作业环节。为此,研制出一种可横向移动的青贮取料机,取料宽度1600mm,取料高度5000mm。该机取料头由异步电动机提供动力,经摆线针轮减速器初级减速,通过链传动驱动取料头进行取料作业;输料装置采用链条刮板结构,采用液压马达驱动链轮。为了满足不同方向上的取料工作,设计了横向行走和纵向行走机构,并对驱动力、速度进行了设计计算,确定了关键部件。同时,采用EDEM对取料进行了仿真分析,得出刀具密度是影响取料效率的关键因素,进给量次之,转速和刀具角度影响较小,优化参数:刀具密度为0.03片/mm,转速为160r/min,刀具角度为0°,进给量为25mm,此时取料效率为20m^(3)/h。