木薯收获机挖掘铲仿生设计及其有限元分析

针对当前木薯收获机挖掘铲在收获过程中,铲太重和不容易入土和碎土的问题,模仿东方蝼蛄前足趾爪的形状,设计出了一种仿生挖掘铲。通过对东方蝼蛄前足趾爪外轮廓的提取及多项式拟合,利用Pro/E软件设计出仿生挖掘铲的三维模型,并导入到ANSYS Workbench软件中进行静强度有限元分析。通过对栅条铲及不同倾斜角的铲有限元分析结果对比,选择出倾斜角在25°～ 30°,铲齿为空心的仿生挖掘铲,其具有较好的质量、力学特性和寿命（此处有删除）,从而为挖掘铲的设计制造提供理论参考。     

小型农用折耳根收获机振动挖掘铲及振动筛的设计

根据折耳根收获的农业要求,设计了一种与手扶拖拉机配套使用的折耳根收获机,其中最重要的部分就是挖掘铲与振动筛的设计。目前农业机械中常用的挖掘铲为固定式挖掘铲,但是随着农业机械的不断进步,出现了振动挖掘铲,它较固定式挖掘铲有减少动力消耗、增加破土率等优点。多数情况下,农业机械会将挖掘铲和振动筛结合在一起用来收获果实长在土壤中的农作物,这样可以使机具结构简单、紧凑。     

小型折耳根收获机辅助刨土机构的优化设计

为了解决小型折耳根收获机在振动挖掘铲上容易出现壅土的现象,设计出配套振动挖掘铲使用的辅助刨土机构。首先根据振动挖掘铲的工作状态、辅助刨土机构工作距离以及挖掘铲铲面上土壤的平均高度来确定辅助刨土机构运动轨迹的关键点,然后以辅助刨土机构的几何关系、约束条件、边界条件、实际运动轨迹与给定轨迹之间的误差建立数学模型,最后使用遗传模拟退火算法(GSA)对其进行优化。结果表明,辅助刨土机构的各杆长度和安装角度都满足设计要求,并且实际运动轨迹与给定运动轨迹误差较小。     

复杂地形马铃薯收获及残膜回收一体机设计

针对宁夏南部山区复杂地形,设计了复杂地形马铃薯收获及残膜回收一体机,一次作业能够完成马铃薯挖掘和残膜回收.通过样机设计及部件选型,确定挖掘铲、S型土薯抖动升运链及气力式残膜回收机构等关键部件的结构及参数.运用ANSYS Fluent,以收膜机构叶轮的叶片数和叶轮旋转速度为设计参数,对收膜机构内部流场全压云图、速度云图和速度矢量图进行对比分析,确定叶轮的叶片数为16片、叶轮转速为1 120 r/min时,收膜机构的残膜收集效果最佳.田间试验结果表明,该机型土薯分离效果显著,残膜能够连续地被收膜机构吸入并输送至集膜箱,明薯率为98.6%,伤薯率为2.92%,残膜拾挣率90.77%.试验指标均达到国家和行业标准要求.     

玉米根茬起铺机挖掘铲阻力功耗试验研究

以低功耗挖掘为目的,在对玉米根茬挖掘阻力功耗进行了土槽试验和测定,得到了单铲挖掘根茬时的阻力频谱.分析并确定了这种新型机具影响挖掘阻力功耗主次因素及最优组合.为玉米根茬回收机械的研制和配套动力选择提供了试验依据.     

长根茎中药材挖掘铲有限元分析

应用Pro/E软件建立了长根茎中药材挖掘铲的三维实体模型,并通过ANSYS11.0软件对其进行了静态分析和模态分析,得到了挖掘铲在挖掘时的应变分布图和模态振型图,为挖掘铲的优化设计提供了参考.     

作业速度比对草地振动松土机作业性能的影响

由草地振动松土机工作单体速度特性和轨迹特性可知,前进速度、振动频率、振幅和振动角是影响机具作业性能的因素,而它们对机具作业性能的影响可以通过速度比λ(即松土铲的最大振动水平分速度与机组的前进速度之比)联系起来.当作业速比λ1.00时,松土铲是持续切削的作业过程;当λ=1.00时,在一个振动周期内会出现短暂的相对静止状态;当作业速比λ1.00时,松土铲的作业过程分为切削、后退和追赶3个连续的阶段,各个阶段的持续时间随λ的变化而变化.通过对不同参数组合下的速度比特性进行室内土槽试验,确定振动松土作业最佳的速度比范围为λ=1.00~1.50.     

一种新型正铲挖掘机构位置分析

研究了一种适合正铲挖掘的新型机构,分析了该机构自由度,得到该机构的自由度为3,即机构具有平面内的两个移动自由度和一个转动自由度,满足正铲挖掘机的作业要求。分析了该机构位置正解,及铲斗在3组不同的液压缸驱动尺寸下的位姿变化。最后分析了该机构位置反解,结果显示铲斗的姿态主要取决于动臂液压缸。此研究为该机构的应用奠定了理论基础。     

滚刀径向整体铲磨砂轮精确计算

中等模数以下滚刀齿形的全齿面以及齿顶和齿底圆弧要求一次铲磨形成,铲磨砂轮截形需要精确计算.分析滚刀径向铲磨运动,以整体精确铲磨出滚刀设计齿形为目标,依据齿面啮合原理,建立滚刀铲磨砂轮廓形的数学模型.再由砂轮截面廓形及铲磨时砂轮与滚刀的啮合条件,建立滚刀实际铲背曲面模型,并给出滚刀重磨后齿形与理想齿形的偏差计算方法.对一种直槽零前角剃前滚刀、一种螺旋槽零前角圆弧滚刀进行铲背砂轮截形及滚刀重磨误差计算,结果表明该方法精确、有效.可用于计算滚刀径向铲磨砂轮数控修整的时砂轮截形和确定滚刀铲磨工艺参数.     

膨胀土高边坡多级组合式支挡结构力学特性现场试验研究

为分析大气环境下膨胀土高边坡组合式支挡结构的支护响应,对南昆铁路1个膨胀土高边坡多级组合式支挡结构(框架梁锚杆(锚索)+抗滑桩组合式支挡结构)中的土体湿度、土压力、桩身弯矩、坡面位移进行现场监测,分析大气环境下支挡结构的力学演变特征.研究结果表明:监测期间,土体经历了干湿循环作用,引起土体胀缩变形;抗滑桩后土压力走势与...     

装载机液力变矩器的动态特性分析

为了分析液力变矩器在装载机作业过程中的动态特性,首先进行了液力变矩器台架试验,得到其静态原始特性;然后对某ZL50装载机的V型铲装作业和运输作业进行了测试.在对试验数据处理的基础上,分析了两种工况下发动机转矩的分配情况.根据牛顿定律,建立了液力变矩器的数学模型,并以此研究了液力变矩器在两种工况下的动态特性.通过对比液力变矩器变矩比的动态试验值与静态值,发现:装载机运输工况下液力变矩器可以按静态原始特性进行匹配等计算,但铲装作业工况下变矩器角加速度波动范围过大,必须考虑动态特性的影响.     

井壁取心器收获率影响因素与改进方法分析

对井壁取心作业的好坏进行衡量的重要指标就是收获率。本文细致、全面的分析了对撞击式井壁取心器的收获率造成影响的各种因素后,针对下井作业、地面装枪技术、取心药量选取、取心器设备等方面提出了一些建议和方法,对井壁取心器收获率的提高具有一定的借鉴意义。     

生物质材料在三七土传病害防治中的应用

三七是我国特有的名贵中药材,其生长受到土传病害的影响,甚至可导致三七绝收.生物质材料在土壤病害微生物的防治中具有明显的应用价值,但目前较少应用于三七栽培.研究选用高温烘焙碳化制成的生物材料A和发酵腐熟制成的生物材料B为供试材料,通过三七大棚原位栽培试验,探究了生物质材料相对于对照(CK)和三元复合肥处理(F)在一年期三七种苗出苗、根腐病防治及存苗率方面的作用;并通过土壤理化性质与酶活性分析,解释生物质材料防控土传病害的机理.结果显示:未施用生物质材料的CK组和F处理组,在出苗后4个月全部死亡;施用不同生物质材料的处理FA、FB、AB、FAB,对降低三七根腐病的危害、提高三七出苗率和中后期存苗率具有明显的作用,相对于CK和F处理差异均达极显著水平(P0.01);施用生物质材料提高了酸性土壤的p H值及其蛋白酶、纤维素酶、脱氢酶、磷酸酶、脲酶活性(P0.05),降低了土壤EC值及盐离子浓度影响(P0.05);试验各处理对抑制三七根腐发病率的综合作用效果为FABABFAFBFCK.     

旋转井壁取心仪器介绍及现场应用

本文主要介绍旋转井壁取心仪器特点和工作性能,对技术规范进行了总结,着重结合陆地和海上油田现场的应用,对作业过程中的注意事项进行了阐述,并结合现场实例,对取心收获率的影响因素进行了分析,说明了该仪器在勘探现场的发展前景。     

基于D-H法的多连杆正铲挖掘机运动学分析与包络图绘制

提出并研究了一种3自由度的多连杆正铲挖掘机机构,并运用D-H法对该挖掘机构进行运动学数学建模,得到铲斗位姿的正反解,模拟动臂提升和水平推压工况,分别得到提升状态下铲斗姿态角变化情况和水平推压过程中3组液压缸长度的关系。最后基于运动学正解和奇异判断条件在MATLAB平台上实现该多连杆正铲挖掘机构包络图的自动绘制,结果显示其挖掘范围满足工作要求。本研究为该机构的优化设计、动力学分析和控制系统的设计提供了基础。     

长根茎类中草药收获机的试验研究

我国是中药材种植和出口大国,但目前种植中药材,特别是甘草、黄芪、防风等深根茎中药材收获时用工量大,采用机械收获时挖掘阻力大、功耗高,分离效果差、破损率高.降低了药材品质和经济效益,成为其发展扩种的瓶颈.因此,研制长根茎类中草药收获机极为必要.本文应用均匀设计方法对长根茎中草药收获机进行了室内试验,并且通过均匀设计软件3.0对试验数据进行了处理,得出了牵引阻力的回归数学模型.利用MATLAB6.5软件对数学模型运算分析,给出了优化工作参数,为根茎类作物收获机的研发提供了参考依据.     

立式旋转智能株间机械除草装置设计与试验

为满足玉米苗株间机械除草作业需求,设计了一种基于立式旋转机构的智能株间机械除草装置.对除草装置的总体结构和避苗除草原理进行了阐述,通过理论分析和EDEM仿真试验,对除草装置的关键部件进行参数设计,并对除草刀的土壤铲切性能进行仿真评估.以作业速度、除草刀角度和入土深度为试验因素,以除草率和伤苗率为评估指标进行正交试验.结果表明:各因素对指标影响的主次顺序依次为作业速度、入土深度和除草刀角度;最优水平组合为作业速度0.5 m·s-1,入土深度50 mm,除草刀角度60°;以最优水平组合进行田间除草试验,平均除草率为89.57％,平均伤苗率为4.54％.     

挖掘机器人轨迹控制系统

基于常规正铲液压挖掘机，针对特殊环境下机器人挖掘作业的需求，建立了工作装置的运动学模型，研究了基于直线插补的方式进行轨迹规划与PID控制算法以实现机器人运动轨迹规划与控制。     

露天煤矿拉斗铲作业对煤层厚度变化影响

为了使拉斗铲能够更好的适应煤层变化，采用灰色系统预测模型和时间序列理论对露天煤矿生产期拉斗铲年剥离量和生产计划量进行预测，通过对比分析，建立了拉斗铲生产时期的适应性研究的数学模型及流程图，得出了调整拉斗铲作业参数的临界煤层厚度，结果表明煤层厚度的变化对拉斗铲的作业有重要的影响，为适应煤层厚度变化而修正拉斗铲作业参数和矿山露天煤矿生产进度计划的编制提供了具体的分析方法和理论依据。     

露天矿铲装作业点压风射流驱雾效果数值模拟

露天矿铲装作业点冬季作业时产生大量浓雾,影响电铲司机作业视线,导致铲装作业效率降低。考虑现场实际及对比分析,提出采用压风射流方式进行浓雾驱散。以某露天矿铲装作业点为研究对象,建立露天矿铲装作业点压风射流驱雾模型,利用ANSYS Fluent软件模拟压风射流风机出口风速、风机安装数量及安装角度对驱雾效果的影响,确定合理的压风射流驱雾方案。模拟结果表明：安装两台出口风速为39.7 m/s的压风射流风机且安装角度均内偏15°时驱雾效果良好。利用该方案进行了现场安转应用,驱雾效果明显,提高了电铲司机作业视线,能为露天矿铲装作业点冬季驱雾问题提供技术支持。