發(fā)布時間：2020-11-19 12:36

　　 近幾年來,隨著我國玉米種植結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,對玉米收獲機械提出了新的要求。課題組根據(jù)需要設(shè)計開發(fā)了一種以模仿人手掰玉米為原理的玉米摘穗裝置。相對于傳統(tǒng)玉米摘穗裝置,仿生玉米摘穗裝置的優(yōu)勢明顯。然而,依然存在個別玉米籽粒受損傷的現(xiàn)象。同時摘穗輥重量過大,在一定程度上減少了摘穗裝置的穩(wěn)定性。為解決上述問題,本文通過建立玉米模型、對仿生玉米摘穗機構(gòu)試驗臺摘穗過程的仿真、試驗臺摘穗試驗等,重新設(shè)計制作了適用于仿生玉米摘穗機構(gòu)的摘穗輥,并完成了仿生玉米摘穗裝置的基本參數(shù)匹配。主要研究工作總結(jié)如下:(1)建立了玉米植株的模型,包括玉米植株的外觀模型和力學(xué)模型。對于玉米植株的外觀模型,本研究主要在課題組前期試驗的基礎(chǔ)上,補充玉米穗柄的測量試驗,得到玉米穗柄的長度平均值為7.3cm,標準差為1.47cm。穗柄直徑平均值為9.9mm,標準差為1.67mm。對于玉米植株的力學(xué)模型,本研究進行了對于高含水率玉米的玉米穗拉伸和玉米穗彎曲試驗;對于低含水率玉米的玉米穗拉伸和玉米穗反向拉伸試驗。得到了相應(yīng)的參數(shù)對于玉米穗柄直徑和玉米穗柄含水率之間的回歸方程。(2)本研究通過對仿生玉米摘穗裝置摘穗過程的仿真完成了對摘穗過程中摘穗輥與玉米穗之間接觸力、玉米穗掉落瞬間玉米穗速度等的理論分析;通過對仿生玉米摘穗裝置的摘穗仿真完成了以摘穗輥外觀參數(shù)為自變量,以摘穗輥和玉米穗的最大接觸力為響應(yīng)值的三因素三水平正交試驗,確定了鋁、尼龍、橡膠三種材料摘穗輥的外觀參數(shù):凹槽寬度40mm,凹槽深度40mm,凹槽螺旋線螺距80mm。并且根據(jù)此參數(shù)設(shè)計出了三組摘穗輥。(3)本研究分別通過裝有不同材料摘穗輥的仿生玉米摘穗試驗臺對不同含水率玉米收獲的仿真和試驗,得到了裝有不同材料摘穗輥的仿生玉米摘穗試驗臺收獲不同含水率玉米的最優(yōu)匹配參數(shù),同時也驗證了仿真的可靠性。通過實驗室模擬大田實驗,得到了裝有不同材料摘穗輥的仿生玉米摘穗裝置收獲不同含水率玉米時合適的田間最大行走速度。綜合以上分析,得到如下結(jié)論:對于仿生玉米摘穗裝置,幾種摘穗輥中,適合高含水率玉米收獲的為尼龍輥,摘穗裝置匹配參數(shù)為摘穗輥與夾持鏈夾角30.28°、摘穗輥轉(zhuǎn)速12.92 r/s、夾持鏈速度0.67 m/s,適合的田間最大行走速度為4.19 m/s;幾種摘穗輥中,適合低含水率玉米收獲的為橡膠輥,摘穗裝置匹配參數(shù)為摘穗輥與夾持鏈夾角50°、摘穗輥轉(zhuǎn)速10.36 r/s、夾持鏈速度1.2 m/s,適合的田間最大行走速度為4.33 m/s。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S225.51
【部分圖文】：

圖 1.1 縱臥式摘穗裝置摘穗輥三段，導(dǎo)流錐、工作段和拉莖段。導(dǎo)流錐表面的玉米植株導(dǎo)入后續(xù)的摘穗輥中，工作時兩導(dǎo)流錐作段上具有帶有鉤爪的螺旋凸棱，且兩個摘穗輥在摘穗時摘穗輥上的鉤爪可以將玉米穗柄勾斷進獲方式收獲效率高。拉莖段表面具有直凸棱，目堵塞，由于摘穗輥拉莖段存在的原因，也使得該米秸稈[45-46]。玉米收獲裝置摘穗輥示意圖如圖 1.2。

圖 1.1 縱臥式摘穗裝置摘穗輥，導(dǎo)流錐、工作段和拉莖段。導(dǎo)流錐表面的植株導(dǎo)入后續(xù)的摘穗輥中，工作時兩導(dǎo)流錐上具有帶有鉤爪的螺旋凸棱，且兩個摘穗輥穗時摘穗輥上的鉤爪可以將玉米穗柄勾斷進式收獲效率高。拉莖段表面具有直凸棱，目，由于摘穗輥拉莖段存在的原因，也使得該稈[45-46]。米收獲裝置輥示意圖如圖 1.2。

圖 1.3 橫臥式摘穗裝置的摘穗示意圖由撥禾輪的撥禾作用將切割下來的莖稈鋪在輸送器上，喂入輪三部分共同作用，將玉米莖稈的稍部喂入到橫臥輥將植株向后方拉拋，同時將玉米穗摘下。該裝置結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)也決定了在摘穗時玉米穗與摘穗輥接觸時間較長同時，該種摘穗方式收獲時，玉米植株的稍部會被喂入莖從而導(dǎo)致摘穗裝置阻塞[49]。輥摘穗板組合式摘穗裝置摘穗板組合式摘穗裝置如圖 1.4 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2890013