梳夹式红花采摘头组件的设计与试验
发布时间：2021-02-12 11:29
红花是一种重要经济作物,其花丝可以作为油料、染料、天然色素等,但人工采摘成本高、效率低,严重限制了红花产业化发展,因此实现红花丝机械化采收迫在眉睫。目前红花丝采摘机械主要为手持背负式,但存在效率不高,劳动强度大等问题,并未得到推广应用。本文根据课题组研制的梳夹式采摘头在等高度状况下的采收效果,提出一种梳夹式采摘头组件,在空间布置多组梳夹式采摘头,采用气吹-气吸结合方式收集,对提高花丝采摘效率,降低花球和茎秆损伤,实现红花丝的机械化采摘具有重要意义。论文主要研究内容如下:（1）对红花种植模式和花球在植株分布状况进行测定,测得红花植株外侧花球随着高度降低,花球逐渐向外侧分布,测量拟合后得到外侧花球高度随水平位置变化的分布模型;外侧花球随着高度逐渐降低,花球倾角增大,测量拟合后得到外侧花球倾角随高度变化的分布模型。根据植株倒伏试验测得裕民无刺红花所能允许的最低触碰高度为250 mm;由限位间隙测定试验得到在限位杆与梳夹式采摘头之间的限位间隙为3 mm,梳夹式采摘头转速为83 r/min时,单个梳夹式采摘头采收等高度花丝效果理想。（2）根据红花采收期短、需要分批采收等特点,结合类似作物的收获方...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气力肩负式红花丝采收机Fig.1-1Pneumaticshoulder-typesafflower
研究现状1.2.1红花采摘装置研究现状2003年，印度的NARI（NimbakarAgriculturalresearchInstitute）研制出了一种气力肩负式红花丝采收机[8]（如图1-1所示）。该采收机利用风机气吸作用采收含水率较低的干花丝，具有较高的采收效率，大约是人工采摘的两倍，但由于动力源为蓄电池，作业时长有限，总机集成于一体，工作时需要人工背负，不适宜长时间大面积作业，且需要人工干预对花丝进行辅助定位，在一定程度上并未减轻劳动力。图1-1气力肩负式红花丝采收机Fig.1-1Pneumaticshoulder-typesafflowerharvestingmachine图1-2气力手推式红花丝采收机Fig.1-2pneumatichandpushtypesafflowerharvestingmachine2004年，NARI改进了气力肩负式红花丝采收机，发明了一种气力手推式红花丝采收机[12]（如图1-2所示），该采收机由农药喷雾器改装而来，由发动机提供动力，有六位工人同时操作六根软管对干花丝进行气吸采摘，该机型总体效率较高，但人均采摘效率并不理想，且气吸采收能耗较高，依旧需要人工辅助软管对花丝进行定位，劳动力成本仍然较高，未能实现全程机械化盲采，并未从根本上降低劳动力。2005年，新疆塔城地区周瑛等公开了一种电动红花摘花器发明专利[13]（图1-3所示）。该摘花器为手持式，由电池组提供动力，作业时，花丝经过抓花扇旋转聚集，被转动的刀片切下，后经输花管进入储花箱。该装置仅依靠花丝自身的重力作用实现花丝的传输收集，易产生堆积堵塞管道，虽轻巧灵活，但实用性不强，相对人工采摘提高了效率，
梳夹式红花采摘头组件的设计与试验3但需要人工干预实现对花丝的定位切割，未能从根本上降低劳动成本，不能为广大农户所接受，未能大面积推广。图1-3电动红花摘花器Fig.1-3Electricsafflowerpicker图1-4红花花丝采收机Fig.1-4safflowerfilamentharvestingmachine2012年，石河子大学王磊等人公开了一种红花采收机发明设计[14]（图1-4所示），该机型运用风机产生的负压气吸原理，对干花丝进行采摘，干花丝通过喇叭口，在负压的作用下，顺着管道进入后方的收集箱，完成采收作业。该机型结构偏大，需要人工背负，劳动强度大，不宜长时间作业，且需要对花丝进行精确定位，未实现机械化盲采，未能大面积推广。图1-5红花花丝采收机Fig.1-5safflowerfilamentharvestingmachine图1-6对辊式红花采摘装置Fig.1-6Rollersafflowerpickingdevice2012年，伊朗的SiavashAzimi（德黑兰大学Abuoreihan学院农业技术系）发明了一种红花花丝采收机[15]（图1-5所示），该机主要由发动机、风扇，风管吸嘴，扩散器以及花丝收集箱构成，其中，风扇叶片径向带有双刃，收集系统包含一个扩散器。在装置工作时，由双刃切割鲜花丝，切割完成的花丝在负压气吸的作用下到达扩散器，经过扩散器的作用与气流分开，再借助于花丝自身重力，进入收集箱，完成对鲜花丝的收集。与手工采摘相比，该装置提高了人均工作效率，但其花丝破损率较大，采净率不理想，掉落损失较严重。且在工作过程中需要人工干预对花丝进行精确定位，劳动强度依旧较大，未实现机械化盲采。2015年，石河子大学的葛云等人公开了一种背负式红花采收机[16]（图1-6所示）专利，该机型为手持背负式，以汽油机为动力源，采摘装置主要有一对对转的胶辊组成，
【参考文献】：
期刊论文
[1]气吸式红枣捡拾装置吸气室的设计及流场模拟[J]. 张学军,白圣贺,靳伟,袁盼盼,于蒙杰,鄢金山,张朝书. 农机化研究. 2020(08)
[2]随动式残膜回收机清杂系统作业参数优化[J]. 蒋德莉,陈学庚,颜利民,莫毅松,杨松梅,王昭宇. 农业工程学报. 2019(19)
[3]基于响应曲面法的带齿式马铃薯残膜回收装置参数优化及试验[J]. 薛党勤,张朝阳,王凤磊,侯书林. 中国农机化学报. 2019(08)
[4]梳夹式红花采收机等高限位装置参数优化[J]. 曹卫彬,杨双平,李树峰,焦灏博,连国党,牛驰,安亮亮. 农业工程学报. 2019(14)
[5]锤片式饲料粉碎机物料流道内的流场仿真分析[J]. 贺殿民,曹丽英. 中国农机化学报. 2019(07)
[6]扫盘控尘吸尘口的流场仿真和参数化设计[J]. 黄兴华,王楠,杜永哲. 机械设计与制造. 2019(07)
[7]基于CFD的某废气脱硫洗涤塔流场仿真与优化分析[J]. 郑超,李晓波,张西兆,涂世恩,肖飞,沈飞翔. 柴油机. 2019(03)
[8]基于Fluent卷盘式喷灌机喷头内部流场分析[J]. 王勇,高炳标,翟霆,栾佩霞,滕芳斌,徐淑芬,张建军. 农业装备与车辆工程. 2019(05)
[9]梳夹式红花采摘机构关键部件设计分析[J]. 连国党,曹卫彬,牛驰,安亮亮,杨双平,李亮亮. 机械设计与研究. 2019(02)
[10]红花花球螺旋输送搅龙的设计优化与仿真[J]. 杨双平,曹卫彬,焦灏博,葛云,连国党,安亮亮. 农机化研究. 2019(11)
博士论文
[1]甘草倾斜移栽关键部件设计与试验研究[D]. 王徐建.中国农业大学 2017
硕士论文
[1]道路清扫车吸尘系统的流场分析与结构研究[D]. 王冬冬.安徽工业大学 2018
[2]梳割气吸一体式贡菊采摘机的设计与试验[D]. 张纯.南京农业大学 2017
[3]梳齿式采棉头的设计与试验研究[D]. 李健.湖南农业大学 2016
[4]手推式杭白菊梳齿摘花机结构设计与试验[D]. 王春香.南京农业大学 2016
[5]统收式采棉机气力输送系统的设计及其动力学研究[D]. 杨红杰.石河子大学 2014
[6]梳齿式采棉机气力输棉系统的研究[D]. 田虎楠.新疆大学 2012
本文编号：3030794
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气力肩负式红花丝采收机Fig.1-1Pneumaticshoulder-typesafflower
研究现状1.2.1红花采摘装置研究现状2003年，印度的NARI（NimbakarAgriculturalresearchInstitute）研制出了一种气力肩负式红花丝采收机[8]（如图1-1所示）。该采收机利用风机气吸作用采收含水率较低的干花丝，具有较高的采收效率，大约是人工采摘的两倍，但由于动力源为蓄电池，作业时长有限，总机集成于一体，工作时需要人工背负，不适宜长时间大面积作业，且需要人工干预对花丝进行辅助定位，在一定程度上并未减轻劳动力。图1-1气力肩负式红花丝采收机Fig.1-1Pneumaticshoulder-typesafflowerharvestingmachine图1-2气力手推式红花丝采收机Fig.1-2pneumatichandpushtypesafflowerharvestingmachine2004年，NARI改进了气力肩负式红花丝采收机，发明了一种气力手推式红花丝采收机[12]（如图1-2所示），该采收机由农药喷雾器改装而来，由发动机提供动力，有六位工人同时操作六根软管对干花丝进行气吸采摘，该机型总体效率较高，但人均采摘效率并不理想，且气吸采收能耗较高，依旧需要人工辅助软管对花丝进行定位，劳动力成本仍然较高，未能实现全程机械化盲采，并未从根本上降低劳动力。2005年，新疆塔城地区周瑛等公开了一种电动红花摘花器发明专利[13]（图1-3所示）。该摘花器为手持式，由电池组提供动力，作业时，花丝经过抓花扇旋转聚集，被转动的刀片切下，后经输花管进入储花箱。该装置仅依靠花丝自身的重力作用实现花丝的传输收集，易产生堆积堵塞管道，虽轻巧灵活，但实用性不强，相对人工采摘提高了效率，
梳夹式红花采摘头组件的设计与试验3但需要人工干预实现对花丝的定位切割，未能从根本上降低劳动成本，不能为广大农户所接受，未能大面积推广。图1-3电动红花摘花器Fig.1-3Electricsafflowerpicker图1-4红花花丝采收机Fig.1-4safflowerfilamentharvestingmachine2012年，石河子大学王磊等人公开了一种红花采收机发明设计[14]（图1-4所示），该机型运用风机产生的负压气吸原理，对干花丝进行采摘，干花丝通过喇叭口，在负压的作用下，顺着管道进入后方的收集箱，完成采收作业。该机型结构偏大，需要人工背负，劳动强度大，不宜长时间作业，且需要对花丝进行精确定位，未实现机械化盲采，未能大面积推广。图1-5红花花丝采收机Fig.1-5safflowerfilamentharvestingmachine图1-6对辊式红花采摘装置Fig.1-6Rollersafflowerpickingdevice2012年，伊朗的SiavashAzimi（德黑兰大学Abuoreihan学院农业技术系）发明了一种红花花丝采收机[15]（图1-5所示），该机主要由发动机、风扇，风管吸嘴，扩散器以及花丝收集箱构成，其中，风扇叶片径向带有双刃，收集系统包含一个扩散器。在装置工作时，由双刃切割鲜花丝，切割完成的花丝在负压气吸的作用下到达扩散器，经过扩散器的作用与气流分开，再借助于花丝自身重力，进入收集箱，完成对鲜花丝的收集。与手工采摘相比，该装置提高了人均工作效率，但其花丝破损率较大，采净率不理想，掉落损失较严重。且在工作过程中需要人工干预对花丝进行精确定位，劳动强度依旧较大，未实现机械化盲采。2015年，石河子大学的葛云等人公开了一种背负式红花采收机[16]（图1-6所示）专利，该机型为手持背负式，以汽油机为动力源，采摘装置主要有一对对转的胶辊组成，
【参考文献】：
期刊论文
[1]气吸式红枣捡拾装置吸气室的设计及流场模拟[J]. 张学军,白圣贺,靳伟,袁盼盼,于蒙杰,鄢金山,张朝书. 农机化研究. 2020(08)
[2]随动式残膜回收机清杂系统作业参数优化[J]. 蒋德莉,陈学庚,颜利民,莫毅松,杨松梅,王昭宇. 农业工程学报. 2019(19)
[3]基于响应曲面法的带齿式马铃薯残膜回收装置参数优化及试验[J]. 薛党勤,张朝阳,王凤磊,侯书林. 中国农机化学报. 2019(08)
[4]梳夹式红花采收机等高限位装置参数优化[J]. 曹卫彬,杨双平,李树峰,焦灏博,连国党,牛驰,安亮亮. 农业工程学报. 2019(14)
[5]锤片式饲料粉碎机物料流道内的流场仿真分析[J]. 贺殿民,曹丽英. 中国农机化学报. 2019(07)
[6]扫盘控尘吸尘口的流场仿真和参数化设计[J]. 黄兴华,王楠,杜永哲. 机械设计与制造. 2019(07)
[7]基于CFD的某废气脱硫洗涤塔流场仿真与优化分析[J]. 郑超,李晓波,张西兆,涂世恩,肖飞,沈飞翔. 柴油机. 2019(03)
[8]基于Fluent卷盘式喷灌机喷头内部流场分析[J]. 王勇,高炳标,翟霆,栾佩霞,滕芳斌,徐淑芬,张建军. 农业装备与车辆工程. 2019(05)
[9]梳夹式红花采摘机构关键部件设计分析[J]. 连国党,曹卫彬,牛驰,安亮亮,杨双平,李亮亮. 机械设计与研究. 2019(02)
[10]红花花球螺旋输送搅龙的设计优化与仿真[J]. 杨双平,曹卫彬,焦灏博,葛云,连国党,安亮亮. 农机化研究. 2019(11)
博士论文
[1]甘草倾斜移栽关键部件设计与试验研究[D]. 王徐建.中国农业大学 2017
硕士论文
[1]道路清扫车吸尘系统的流场分析与结构研究[D]. 王冬冬.安徽工业大学 2018
[2]梳割气吸一体式贡菊采摘机的设计与试验[D]. 张纯.南京农业大学 2017
[3]梳齿式采棉头的设计与试验研究[D]. 李健.湖南农业大学 2016
[4]手推式杭白菊梳齿摘花机结构设计与试验[D]. 王春香.南京农业大学 2016
[5]统收式采棉机气力输送系统的设计及其动力学研究[D]. 杨红杰.石河子大学 2014
[6]梳齿式采棉机气力输棉系统的研究[D]. 田虎楠.新疆大学 2012
本文编号：3030794
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