论文题目: 摆动式花生收获装置的设计原理与试验研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 农业机械化工程
作者: 尚书旗
导师: 李宝筏
关键词: 花生,摆动式,收获装置,设计原理,运动机理,参数优化,试验研究
文献来源: 沈阳农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文针对中国目前花生的栽培方式和生长特点,结合花生收获机械化水平较低,已有机型所需配套动力大,损失率高,不适应广大农村经营体制的现状,发明和研制了一种新型的摆动式花生收获装置。 论文通过对不同设计方案的理论分析和论证,确定了摆动式花生收获装置动力传动系统和挖掘分离机构的配置形式;在经过了对结构与运动参数、运动机理的可行性分析与验证后,将该装置进行了试制与多次的田间性能试验。不断总结经验和找出问题的所在,先后进行了三轮较大的方案改进;由建立起的各因素与收获装置性能参数之间的回归数学模型和各因素对收获指标的影响程度,以及通过优化后所得到的收获装置参数的最优组合,最终确定了本花生收获装置的主体结构与运动参数。在此基础上,对优化后的收获装置又进行了田间性能试验并且在土槽试验台上进行了整体载荷与各部分所受外载的测定和分析,为本收获装置及同类机型的进一步研究提供了理论基础。本文的主要研究内容如下: 1、对摆动式花生收获装置的结构原理及运动特性进行了详细的理论分析,剖析了空间曲柄摇杆机构、反平行四边形机构以及这两个机构相结合的运动机理与挖掘部件的运动特性,确定了各工作部件的基本参数; 2、通过大量的田间性能试验与结果分析,确定了影响花生收获装置作业质量的主要因素,建立了各因素与收获装置性能参数之间的回归数学模型,并分析了各因素及因素之间交互作用对收获指标的影响程度; 3、对摆动式花生收获装置进行了结构与运动参数的优化,建立了优化目标函数,利用MATLAB与SPSS等相关软件,得到了该收获装置结构参数与运动参数的最优组合; 4、对优化前后的花生收获装置进行了田间收获性能指标的对比试验,主要研究了该花生收获装置各结构和运动参数与性能指标的关系,得到了影响花生收获指标(总损失率、落果率、埋果率、含土率)的主次因素及各因素的显著性水平; 5、利用土槽试验台对该花生收获装置进行了整体载荷、最优组合水平力载荷、挖掘部件载荷、立轴以及动力输出轴扭距载荷的测定和分析,得到
论文目录:
摘要
论文中的符号及其含义
第一章 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.1.1 中国花生生产现状
1.1.2 中国花生的种植方式
1.1.3 花生生产机械化现状
1.2 国内外花生的机械化收获装置研究现状
1.2.1 国外花生的机械化收获装置
1.2.2 国内花生的机械化收获装置
1.3 研究目标与内容
1.4 拟解决的关键问题
1.5 本章小结
第二章 摆动式花生收获装置的设计原理与实施验证
2.1 设计依据
2.2 设计方案的选择与分析
2.2.1 传动系统总体方案的选择
2.2.2 挖掘分离装置结构的选择
2.3 设计方案的实施和验证
2.3.1 设计方案的验证目的
2.3.2 设计方案的实施过程
2.4 摆动式花生收获装置的主要构造与工作原理
2.5 摆动式花生收获装置的性能特点
2.6 本章小结
第三章 摆动式花生收获装置的运动机理与参数分析
3.1 动力传动系统的原理分析
3.1.1 空间曲柄摇杆机构的运动机理及主要参数
3.1.2 反平行四边形机构的运动机理及主要参数
3.2 工作部件的运动机理与主要参数
3.2.1 工作部件的运动机理
3.2.2 工作部件的基本参数
3.3 本章小结
第四章 花生收获装置性能参数回归方程的建立及参数优化
4.1 回归方程的建立
4.1.1 试验内容
4.1.2 试验条件
4.1.3 试验方法及设备
4.1.4 试验设计
4.1.5 试验结果与分析
4.2 参数的优化
4.2.1 曲柄摇杆传动机构与收获装置性能参数的优化
4.2.2 传动机构中反平行四边形机构的参数优化
4.3 本章小结
第五章 摆动式花生收获装置的田间试验研究
5.1 试验设备
5.2 试验对象与田间情况调查
5.3 试验方法和试验内容
5.4 试验因素
5.4.1 传动速比(摆动频率)
5.4.2 偏心距(摆动幅度)
5.4.3 前进速度
5.4.4 栅条长度
5.5 试验指标
5.5.1 含土率
5.5.2 落果率
5.5.3 总损失率
5.5.4 埋果率
5.6 试验方案与试验结果
5.7 试验结果与分析
5.7.1 性能参数最优组合
5.7.2 性能参数与收获指标的关系
5.7.3 方差分析与较优组合条件
5.7.4 最优参数组合的确定
5.7.5 试验优选组合与原花生收获装置在机械性能上的对比
5.8 本章小结
第六章 花生收获装置所受载荷的测定与分析
6.1 整体载荷空间力系的建立
6.2 土槽试验台简介
6.3 试验测试系统设计
6.3.1 测力装置
6.3.2 传感元件的选材与应变片的分布
6.3.3 传感器的标定
6.3.4 动态数据采集系统
6.3.5 土槽内土壤的整理
6.4 整体载荷的测定结果与分析
6.4.1 试验方案及结果
6.4.2 回归方程
6.4.3 性能指标的显著性分析
6.5 最优组合的水平力载荷的测定与分析
6.5.1 试验条件与测定方法
6.5.2 最优组合的水平力的测定结果
6.5.3 试验结果分析
6.6 挖掘部件载荷的测定与分析
6.6.1 与挖掘部分相关的物理量分析
6.6.2 挖掘框架载荷的测定与分析
6.7 立轴扭矩的测定与分析
6.7.1 试验用立轴及应变片的粘贴部位
6.7.2 立轴扭矩标定结果
6.7.3 立轴扭矩测定结果
6.7.4 立轴扭矩的频谱分析
6.8 动力输出轴扭矩测定与载荷谱的编制
6.8.1 试验测试系统
6.8.2 载荷谱的编制
6.8.3 试验结果与分析
6.9 本章小结
第七章 结论与建议
7.1 主要结论和成果
7.2 今后的研究方向与建议
参考文献
致谢
英文摘要
作者在攻读博士学位期间的研究成果
附录一 论文中所应用的主要程序
附录二 获奖证书
发布时间: 2005-09-13
参考文献
- [1].番茄收获机械手机构分析与优化设计研究[D]. 梁喜凤.浙江大学2004
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