木薯收获机仿生挖掘铲减阻设计与研究

发布时间：2024-03-31 09:31

　　作为木薯收获机具的关键部件,挖掘铲的挖掘阻力与适应性是影响木薯产业化发展的制约因素。本研究利用仿生减阻理论、仿生设计技术方法、离散元仿真及土壤破碎理论,设计了铲齿式仿生木薯挖掘铲,利用仿真分析与田间试验研究了挖掘铲的减阻效果,主要研究内容及结论如下:本研究选取黄毛鼠前足爪趾为仿生原型,通过冰冻切片法切取完整的黄毛鼠前足爪趾趾尖中切面,利用正置显微镜进行图像采集,采用MATLAB和ORIGIN软件对趾尖轮廓特征参数进行拟合。以传统挖掘铲的铲面尺寸为基础,利用逆向工程方法与仿生技术改进设计木薯挖掘铲铲齿,铲齿数目分别设计为8、10和12个,仿生铲齿的宽度分别为30、40和50mm,通过单因素试验设计方法,设计了9种铲齿式仿生挖掘铲。利用物理试验与仿真试验相结合的方法,标定不同深度的土壤颗粒间的模型参数,以及不同深度土壤颗粒与挖掘部件之间的模型参数,以“Hertz-Mindlin with JKR Cohesion”为接触模型,采用离散单元法横向比较铲齿式仿生木薯挖掘铲的减阻效果。结果表明:仿生挖掘铲受到的平均水平阻力小于传统挖掘铲,而铲齿宽度为40mm,铲齿数目为10的5型仿生挖掘铲减阻效...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1Ⅱ型木薯块收获机挖掘器布置方位图

3能耗高，机具磨损加快。上述问题是制约木薯规模化和机械化生产的最主要原因。因此，需要引入一种适宜全程机械化作业的木薯种植农艺模式。从有利于机械化作业且不影响木薯产量的角度出发，我国学者对木薯产业化发展及全程机械化提供了积极探索。从目前来看，国内外对于木薯的种植方式已经进行了一定程....

图1.2.木薯

4的木薯收获机[20-25]，如图2所示。图2(a)是哥伦比亚研制的P900型两行木薯收获机，质量200kg，生产率0．63～1hm2/h，由拖拉机牵引作业。图2(b)是哥伦比亚研制的两种两行松土型木薯块根收获机:一种是刚性系统收获机，另一种是弹性系统收获机。图2(c)是20世纪....

图1.2.木薯收获机

4的木薯收获机[20-25]，如图2所示。图2(a)是哥伦比亚研制的P900型两行木薯收获机，质量200kg，生产率0．63～1hm2/h，由拖拉机牵引作业。图2(b)是哥伦比亚研制的两种两行松土型木薯块根收获机:一种是刚性系统收获机，另一种是弹性系统收获机。图2(c)是20世纪....

图1.3技术路线

7（3）从离散元模拟试验中选取3种减阻性能优良的铲齿式仿生木薯挖掘铲，利用农用机械动力学参数无线测试仪对铲齿式仿生木薯挖掘铲机木薯挖掘铲原型进行田间实际收获试验阻力测试，横向对比并选取在不同的工作条件下，减阻效果优良的挖掘铲；每次试验后对试验区的明薯率及断薯率进行测定，全面评价挖....

本文编号：3943802