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基于两段收获的弹齿式花生捡拾机构研究
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:S225[农业科学—农业机械化工程;农业科学—农业工程]
  • 作者机构:[1]沈阳农业大学工程学院,沈阳110866, [2]辽宁省农业机械化研究所,沈阳110866
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51575367); 高等学校博士学科点专项科研基金项目(20122103110009)
中文摘要:

为解决花生两段式机械收获过程中因花生捡拾装置存在植株"壅堆"与"抛起"而造成掉果损失的问题,结合相应的花生收获农艺和植株物理机械特性,针对滑道式弹齿滚筒式捡拾装置,根据弹齿在捡拾、举升、推送和空回4节拍中实现的理想摆动姿态和运动规律,以捡拾装置护板半径最小为主要目标,采用非支配排序遗传算法NSGAII进行了弹齿、曲柄、滑道和护板等多元件整体优化设计和机构参数优化,分析了弹齿、曲柄、护板等构件参数变化对目标函数的影响。根据4个工位中弹齿摆动特点,设计凸轮滑道中心线轨迹方程,运用Matlab编程获得滑道中心线轨迹,并采用非均匀三次B样条曲线对凸轮滑道轮廓线进行平滑处理。通过ADAMS动力学与运动学仿真,获得捡拾过程中齿端运动轨迹,通过分析确定了空回工位采用五次多项式过渡方式。根据设计结果制作弹齿滚筒式花生捡拾装置。通过样机运转试验、花生捡拾性能试验表明,新型弹齿式捡拾装置用于花生捡拾过程中,不存在植株"壅堆"与"抛起"问题;通过响应面分析法及试验,获得捡拾装置最优工作参数为:前进速度V为48.0 m/min,转速N为53.1 r/min,离地高度H为-7.4 mm。在花生植株含水率15%~17%的两段收获条件下,花生植株捡拾率为98.9%,掉果损失率为2.5%。

英文摘要:

In order to reduce the loss of peanut caused by peanut plants stacking and throwing during two-stage peanut harvester working,a spring-finger cylinder pickup was designed by analyzing springfinger swing and movement rule of a sliding spring-finger cylinder pickup in four processes of picking,lifting,pulling,and null swing with peanut harvest agronomic and plant physical and mechanical characteristics parameters,including spring-finger,crank,slide,shield,etc. which were optimized and designed optimally by NSGA-II for minimum shield radius. Equations of cam slide centerline locus were designed by using spring-finger swing characteristic. Cam slide centerline locus was obtained and smoothed by using Matlab and cubic non-uniform B-spline. The end displacement locus of the springfinger was obtained by using ADAMS. The quintic polynomial was used in null swing station with springfinger swing simulation analysis. The experiments of prototype working and collecting peanut plants indicate that,the phenomenon of peanut plants stacking and throwing was disappeared; the optimal working parameters of spring-finger cylinder pickup were obtained by using response surface method: the forward speed was 48. 0 m / min,cylinder rotating speed was 53. 1 r / min,and height above around was-7. 4 mm. The collecting rate and the loss rate were 98. 9% and 2. 5% respectively under peanut plant moisture content of 15% ~ 17% in two-stage harvest.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884