四行半喂入花生聯(lián)合收獲摘果機理與篩選特性研究
發(fā)布時間：2024-10-05 02:30
花生是我國最具國際競爭力的優(yōu)質(zhì)優(yōu)勢油料作物。近幾年,隨著花生種植面積增長以及規(guī)�；a(chǎn)發(fā)展,科研單位和企業(yè)分別研發(fā)了四行半喂入花生聯(lián)合收獲機、花生多行撿拾聯(lián)合收獲機等高效聯(lián)合收獲設(shè)備。摘果與篩選技術(shù)是四行半喂入花生聯(lián)合收獲機的關(guān)鍵技術(shù),但目前摘果作業(yè)機理不明晰、篩選機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法和依據(jù)不足,制約了整機裝備創(chuàng)新水平和作業(yè)質(zhì)量的提升。針對上述問題,本文以本團隊創(chuàng)制的四行半喂入花生聯(lián)合收獲機摘果和篩選關(guān)鍵機構(gòu)為研究對象,從與花生機械收獲息息相關(guān)的花生株系特性研究入手,選取我國花生主產(chǎn)區(qū)11個典型花生品種為研究對象,研究獲取收獲期花生株系基本信息、幾何特性、含水率、機械和生物力學(xué)特性、結(jié)果特性等重要參數(shù),應(yīng)用Access建立可分類查詢與統(tǒng)計分析的花生株系特性數(shù)據(jù)庫;以上述重要特性測試數(shù)據(jù)為依據(jù),建立莢果有限元模型、株系柔性體模型和摘果裝置剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)仿真模型,開展莢果碰撞有限元分析,研究不同碰撞速度時莢果的力學(xué)特征;開展不同參數(shù)條件下摘果作業(yè)動態(tài)仿真分析,重點分析花生莢果的受力和運動行為特性、“果-柄”和“柄-秧”的連接特性等;集成高速攝影測試系統(tǒng),構(gòu)建半喂入花生摘果試驗臺,研究在上述仿...
【文章頁數(shù)】：161 頁
【學(xué)位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 引言
1.1 研究目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 整機裝備研究現(xiàn)狀
1.2.2 花生株系特性研究現(xiàn)狀
1.2.3 半喂入花生聯(lián)合收獲摘果技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.4 半喂入花生聯(lián)合收獲篩選技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容
1.3.1 課題來源
1.3.2 主要研究內(nèi)容
1.4 技術(shù)路線
1.5 擬解決的關(guān)鍵問題和關(guān)鍵技術(shù)
1.6 本章小結(jié)
第二章 花生株系特性研究
2.1 花生發(fā)育及品種選取
2.2 花生株系特性研究內(nèi)容
2.3 花生株系基本信息測試
2.3.1 花生株系基本信息
2.3.2 含水率測試
2.3.3 莢果尺寸測試
2.3.4 莖稈層和莢果層幾何特性
2.4 果-柄和秧-柄節(jié)點粘結(jié)強度試驗
2.4.1 試驗材料與方法
2.4.2 結(jié)果分析
2.5 莢果外殼拉力試驗
2.5.1 外殼結(jié)構(gòu)
2.5.2 拉力試驗
2.6 莢果壓縮試驗
2.6.1 試驗材料與方法
2.6.2 結(jié)果分析
2.7 莢果切壓試驗
2.7.1 試驗材料與方法
2.7.2 結(jié)果分析
2.8 莢果沖擊試驗
2.8.1 固定沖擊試驗
2.8.2 自由沖擊試驗
2.9 花生莖稈力學(xué)試驗
2.9.1 試驗材料與方法
2.9.2 結(jié)果分析
2.10 花生株系特性數(shù)據(jù)庫構(gòu)建
2.11 本章小結(jié)
第三章 半喂入花生摘果試驗臺及仿真平臺構(gòu)建
3.1 半喂入花生摘果試驗臺研制
3.1.1 總體設(shè)計
3.1.2 摘果裝置設(shè)計
3.1.3 自動喂秧平臺設(shè)計
3.1.3.1 總體設(shè)計
3.1.3.2 運動和受力分析
3.1.3.3 主要參數(shù)優(yōu)化
3.1.4 夾持輸送裝置設(shè)計
3.1.4.1 總體設(shè)計
3.1.4.2 三角區(qū)設(shè)計
3.1.4.3 齒形鏈參數(shù)設(shè)計
3.1.5 控制系統(tǒng)設(shè)計
3.1.6 花生保鮮庫設(shè)計
3.1.7 試驗臺總體介紹
3.2 花生株系柔性體模型的建立
3.2.1 莢果CAD模型的建立
3.2.2 莢果有限元模型的建立
3.2.3 花生株系柔性體模型的建立
3.3 摘果系統(tǒng)剛?cè)狁詈象w模型的建立
3.3.1 建立思路
3.3.2 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定
3.3.3 模型約束和驅(qū)動
3.3.4 檢測傳感器及控制算法
3.4 本章小結(jié)
第四章 半喂入花生摘果機理研究
4.1 摘果葉片試驗研究
4.1.1 試驗方案
4.1.2 作業(yè)過程高速攝影解析
4.1.3 指標測定與分析
4.2 莢果與摘果葉片碰撞力學(xué)分析
4.2.1 莢果受力分析
4.2.2 碰撞分析
4.2.3 莢果破損分析
4.2.4 莢果碰撞損傷臨界速度
4.2.5 試驗研究
4.3 HYPERMESH聯(lián)合LS-DYNA莢果碰撞有限元分析
4.3.1 接觸算法和控制設(shè)置
4.3.2 K文件求解
4.3.3 結(jié)果分析
4.4 剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)仿真
4.5 摘果過程高速攝影試驗研究
4.5.1 莢果-摘果葉片相互作用解析
4.5.2 一個摘果周期高速攝影解析
4.5.3 莖稈軌跡測定與分析
4.5.4 莢果軌跡和速度
4.5.4.1 理論分析
4.5.4.2 試驗研究
4.6 單因素試驗研究
4.6.1 五因素試驗研究
4.6.2 供給株數(shù)影響試驗研究
4.6.2.1 供給株數(shù)對摘果輥功耗的影響
4.6.2.2 供給株數(shù)對作業(yè)指標的影響
4.7 摘果裝置參數(shù)優(yōu)化試驗
4.7.1 試驗材料
4.7.2 試驗方案
4.7.3 結(jié)果分析
4.7.4 試驗驗證
4.8 本章小結(jié)
第五章 半喂入花生摘果摘出物組分測定及篩選特性研究
5.1 摘果裝置摘出物組分測定
5.1.1 試驗方法
5.1.2 試驗分析
5.2 恢復(fù)系數(shù)研究
5.2.1 試驗材料與方法
5.2.2 正交試驗設(shè)計
5.2.3 正交試驗結(jié)果
5.2.4 單因素試驗
5.3 摩擦系數(shù)研究
5.3.1 理論依據(jù)
5.3.2 試驗材料
5.3.3 試驗方法
5.3.4 滾動摩擦問題分析
5.3.5 結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 半喂入花生聯(lián)合收獲篩選特性研究
6.1 搭接式彈指振動篩設(shè)計
6.1.1 總體結(jié)構(gòu)
6.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.2 篩面結(jié)構(gòu)對比試驗
6.2.1 試驗條件
6.2.2 評價指標
6.3 彈指振動分析
6.4 參數(shù)優(yōu)化試驗
6.4.1 試驗方法
6.4.2 結(jié)果分析
6.4.3 試驗驗證
6.5 整機試驗
6.6 本章總結(jié)
第七章 全文總結(jié)
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷
本文編號：4007437
【文章頁數(shù)】：161 頁
【學(xué)位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 引言
1.1 研究目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 整機裝備研究現(xiàn)狀
1.2.2 花生株系特性研究現(xiàn)狀
1.2.3 半喂入花生聯(lián)合收獲摘果技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.4 半喂入花生聯(lián)合收獲篩選技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容
1.3.1 課題來源
1.3.2 主要研究內(nèi)容
1.4 技術(shù)路線
1.5 擬解決的關(guān)鍵問題和關(guān)鍵技術(shù)
1.6 本章小結(jié)
第二章 花生株系特性研究
2.1 花生發(fā)育及品種選取
2.2 花生株系特性研究內(nèi)容
2.3 花生株系基本信息測試
2.3.1 花生株系基本信息
2.3.2 含水率測試
2.3.3 莢果尺寸測試
2.3.4 莖稈層和莢果層幾何特性
2.4 果-柄和秧-柄節(jié)點粘結(jié)強度試驗
2.4.1 試驗材料與方法
2.4.2 結(jié)果分析
2.5 莢果外殼拉力試驗
2.5.1 外殼結(jié)構(gòu)
2.5.2 拉力試驗
2.6 莢果壓縮試驗
2.6.1 試驗材料與方法
2.6.2 結(jié)果分析
2.7 莢果切壓試驗
2.7.1 試驗材料與方法
2.7.2 結(jié)果分析
2.8 莢果沖擊試驗
2.8.1 固定沖擊試驗
2.8.2 自由沖擊試驗
2.9 花生莖稈力學(xué)試驗
2.9.1 試驗材料與方法
2.9.2 結(jié)果分析
2.10 花生株系特性數(shù)據(jù)庫構(gòu)建
2.11 本章小結(jié)
第三章 半喂入花生摘果試驗臺及仿真平臺構(gòu)建
3.1 半喂入花生摘果試驗臺研制
3.1.1 總體設(shè)計
3.1.2 摘果裝置設(shè)計
3.1.3 自動喂秧平臺設(shè)計
3.1.3.1 總體設(shè)計
3.1.3.2 運動和受力分析
3.1.3.3 主要參數(shù)優(yōu)化
3.1.4 夾持輸送裝置設(shè)計
3.1.4.1 總體設(shè)計
3.1.4.2 三角區(qū)設(shè)計
3.1.4.3 齒形鏈參數(shù)設(shè)計
3.1.5 控制系統(tǒng)設(shè)計
3.1.6 花生保鮮庫設(shè)計
3.1.7 試驗臺總體介紹
3.2 花生株系柔性體模型的建立
3.2.1 莢果CAD模型的建立
3.2.2 莢果有限元模型的建立
3.2.3 花生株系柔性體模型的建立
3.3 摘果系統(tǒng)剛?cè)狁詈象w模型的建立
3.3.1 建立思路
3.3.2 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定
3.3.3 模型約束和驅(qū)動
3.3.4 檢測傳感器及控制算法
3.4 本章小結(jié)
第四章 半喂入花生摘果機理研究
4.1 摘果葉片試驗研究
4.1.1 試驗方案
4.1.2 作業(yè)過程高速攝影解析
4.1.3 指標測定與分析
4.2 莢果與摘果葉片碰撞力學(xué)分析
4.2.1 莢果受力分析
4.2.2 碰撞分析
4.2.3 莢果破損分析
4.2.4 莢果碰撞損傷臨界速度
4.2.5 試驗研究
4.3 HYPERMESH聯(lián)合LS-DYNA莢果碰撞有限元分析
4.3.1 接觸算法和控制設(shè)置
4.3.2 K文件求解
4.3.3 結(jié)果分析
4.4 剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)仿真
4.5 摘果過程高速攝影試驗研究
4.5.1 莢果-摘果葉片相互作用解析
4.5.2 一個摘果周期高速攝影解析
4.5.3 莖稈軌跡測定與分析
4.5.4 莢果軌跡和速度
4.5.4.1 理論分析
4.5.4.2 試驗研究
4.6 單因素試驗研究
4.6.1 五因素試驗研究
4.6.2 供給株數(shù)影響試驗研究
4.6.2.1 供給株數(shù)對摘果輥功耗的影響
4.6.2.2 供給株數(shù)對作業(yè)指標的影響
4.7 摘果裝置參數(shù)優(yōu)化試驗
4.7.1 試驗材料
4.7.2 試驗方案
4.7.3 結(jié)果分析
4.7.4 試驗驗證
4.8 本章小結(jié)
第五章 半喂入花生摘果摘出物組分測定及篩選特性研究
5.1 摘果裝置摘出物組分測定
5.1.1 試驗方法
5.1.2 試驗分析
5.2 恢復(fù)系數(shù)研究
5.2.1 試驗材料與方法
5.2.2 正交試驗設(shè)計
5.2.3 正交試驗結(jié)果
5.2.4 單因素試驗
5.3 摩擦系數(shù)研究
5.3.1 理論依據(jù)
5.3.2 試驗材料
5.3.3 試驗方法
5.3.4 滾動摩擦問題分析
5.3.5 結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 半喂入花生聯(lián)合收獲篩選特性研究
6.1 搭接式彈指振動篩設(shè)計
6.1.1 總體結(jié)構(gòu)
6.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.2 篩面結(jié)構(gòu)對比試驗
6.2.1 試驗條件
6.2.2 評價指標
6.3 彈指振動分析
6.4 參數(shù)優(yōu)化試驗
6.4.1 試驗方法
6.4.2 結(jié)果分析
6.4.3 試驗驗證
6.5 整機試驗
6.6 本章總結(jié)
第七章 全文總結(jié)
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷
本文編號：4007437
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