甘蔗收割机设计系统分配
甘蔗联合收割机设计方案
甘蔗联合收割机通常由切割和收集系统、输送系统、卸料系统、动力系统和控制系统等部分组成。
下面是一个基本的甘蔗联合收割机设计方案的框架：1. 切割和收集系统-切割装置：选择合适的刀具或切割机构，以确保高效、干净地将甘蔗切割成段。
-收集装置：设计收集甘蔗的装置，可以是传送带、输送机或其他收集装置，以便将切割好的甘蔗段收集到一定的容器中。
2. 输送系统-输送带：设计输送带系统，用于将收集好的甘蔗段输送到后续的加工设备或储存容器中。
3. 卸料系统-卸料装置：设计卸料装置，用于将收集好的甘蔗段卸载到储存容器或其他设备中，可以考虑采用卸料臂、卸料皮带等方式。
4. 动力系统-动力来源：选择合适的动力来源，可以是内燃机、电动机等，确保能够提供足够的动力来驱动整个机械系统。
5. 控制系统-电子控制：设计自动化控制系统，用于监控和控制整个甘蔗收割机的运行，包括发动机控制、切割系统控制、输送系统控制等。
6. 结构设计-机械结构：根据甘蔗收割机的工作需求和使用环境，设计坚固耐用的机械结构，确保机器在不同地形和工作条件下能够稳定运行。
7. 安全和人性化设计-安全装置：设置必要的安全装置，如紧急停止按钮、防护罩等，确保操作人员的安全。
-人性化设计：考虑操作人员的操作习惯和舒适度，设计符合人体工程学的操作界面和工作环境。
8. 测试和调试-原型制作：制作甘蔗联合收割机的原型机进行测试，验证各系统的性能和可靠性。
-调试优化：对原型机进行调试和优化，确保甘蔗联合收割机的各项功能都能够正常工作。
以上是一个基本的甘蔗联合收割机设计方案的框架和基本步骤，具体实施时需要根据具体要求和条件进行调整和完善。
如果需要更详细的设计方案或技术支持，建议咨询相关领域的专业人士或工程师。
甘蔗收割机设计
由广东农机所研制，半悬挂于拖拉机的右侧，外端支承在一个侧轮上的4gz—35型侧挂式甘蔗整杆收获机。该机配套动力为丰收—35或红卫—40等中型轮式拖拉机。属剥叶式整杆收获机型，能一次完成扶蔗、切割、喂送、剥叶、分离清理、集堆装车等工序。且随机附有切削器．可根据动力负荷情况及生产单位的需要装配使用。但该机适应性较差，只能适应于行距1.2—1.4m，蔗茎弯曲倒伏不大严重、田间杂草较少的旱地大蔗田等条件下工作。且因附加的轮子使转弯调头不够灵活方便。
工学院毕业设计（论Fra bibliotek）开题报告课题名称：液压式甘蔗收割机
系 别：机械工程系
专 业：机械工程及自动化
班 级：
学 号：
姓 名：
指导教师：
二O一一年 五 月 二十 日
一 、选题的背景和意义（所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势）
一、甘蔗收割机研究背景
农业的根本出入在于机械化，实现农业机械化不但是为了有效的解决“三农”问题，减轻农民的负担，加速建设我国社会主义现代化农业，缓和加入WTO之后我国蔗糖业所受到的严重冲击，而且对于推进生产力的发展，加快世界工业化进程，都有着十分重要的意义。当今世界机床业已经有了很大的发展，无论是CNC系列还是加工中心，世界上的装备业已经具备了相当的水平。工业机械的飞速发展，小麦收割机、水稻收割机等谷物联合收割机的更新换代，大大的推进了当今世界工业化的进程，这也同样使得甘蔗联合收割机的发明研究成为十分的必要与迫切。
农业机械的设计还必须考虑到在使用新的农业机械以后，能够通过提高劳动生产率，抢赶农时季节，改进作业质量等途径作到增产增收，提高农产品的商品率。同时还要尽可能减轻操作人员的劳动强度，改善劳动条件，保证操作安全。在经济合理的前提下考虑使用农业机械能够综合利用，一机多用。
甘蔗收割机械智能设计系统的研究开发
第16卷第12期2004年12月计算机辅助设计与图形学学报JO U RNA L OF COM P U T ER -AI DED D ESIGN &COM P U TER G RA PHI CS Vol .16,N o .12Dec .,2004原稿收到日期:2003-09-09;修改稿收到日期:2003-10-28.本课题得到国家自然科学基金(59965001)和广西壮族自治区科技攻关资助项目(0235008-5)资助.蒋占四,男,1977年生,硕士,主要研究方向为先进制造技术.李尚平,男,1956年生,博士,教授,主要研究方向为先进制造技术、先进加工与精密测试技术、制造业信息化.邓劲莲,女,1972年生,硕士,讲师,主要研究方向为先进制造技术. 产品开发集锦甘蔗收割机械智能设计系统的研究开发蒋占四1)李尚平2)邓劲莲1)1)(广西大学机械工程学院 南宁 530004)2)(广西工学院 柳州 545006)摘要 提出建立以设计、评价专家系统及参数化建模技术为核心的甘蔗收割机械智能设计系统.阐述了该系统的总体结构及各主要模块的功能描述与设计分析,论述了其关键技术;并以I -DEA S 软件作为虚拟产品开发平台,用Visual C ++开发出原型系统.关键词 甘蔗收割机;专家系统;智能设计;面向对象;参数化建模;虚拟样机中图法分类号 T P391Knowledge Based Intelligent Design System for Sugarcane HarvesterJiang Zhansi 1) Li Shangping 2) Deng Jinlian 1)1)(Institu te of Mechan ical Engineer ing ,Guangxi U niversity ,Nanning 530004)2)(Guang xi Univer s ity of Technol ogy ,Liuzhou 545006)A bstract Based on ex ploiting the techniques of expert sy stem and parametric modeling ,a sug arcane harvester intelligent desig n system (SHIDS )w as developed on I -DEAS platform w ith Visual C ++.The overall architecture ,functions and implementation of the main modules are discussed .Key words sugarcane harvester ;expert sy stem ;intelligent design ;object oriented ;parametric model -ing ;virtual pro totyping1 引 言我国是甘蔗种植和产糖大国,研发甘蔗联合收割机械,实现甘蔗收割机械化对于提高甘蔗收获劳动生产率、降低蔗糖生产成本、提升我国蔗糖的国际竞争力具有重要的实用价值和战略意义.然而,我国目前研发的甘蔗联合收割机存在诸如适应性差、可靠性较差及田间通过性差等问题.此外,我国60%～70%的甘蔗种植在丘陵地带,国外大型甘蔗收割机械价格昂贵且不适应.因此,应用现代设计方法,研发针对丘陵地带甘蔗种植和生长特点(倒伏、弯曲严重)、适应我国农村生产方式和农民购买能力及糖厂加工工艺的实用型甘蔗联合收割机械显得尤为必要和紧迫[1].甘蔗收割机械属于复杂机电产品,其设计既包括整机机型、功能部件的选择,又包括关键部件的功能设计、结构尺寸计算优化、空间布局的优化和功率匹配等,是集专家决策推理、数值计算、仿真优化于一体的过程.在甘蔗收割机械的设计中,引入专家系统技术和参数化建模技术,有利于建立面向整个设计过程,并同时满足数值计算、知识推理和图形处理的动态设计对象模型[2],从而为甘蔗收割机械的创新设计、发散设计及系列化设计提供可靠的技术支撑,推动甘蔗收割机械数字样机和物理样机的迅速研发.本文在收集、分析甘蔗收割机械设计资料和设计经验的基础上,建立了以设计、评价专家系统及参数化建模技术为核心的甘蔗收割机械智能设计原型系统———SH IDS (Sug arcane H arvester Intelligent De -sign Sy stem ).2 系统的总体结构和功能2.1 总体结构机械设计是一个“设计—评价—再设计”的创新过程.智能设计系统就是将这一设计过程用计算机辅助实现,在此基础上开发出数字样机并缩短物理样机的研发周期.SHIDS 包括设计、分析专家系统和图形输出两大核心模块,因此,这两大模块的设计及其有效集成成为该系统研究的重点.在SHIDS 中,专家系统利用面向对象方法、数据库技术、知识库技术得以实现;同时在参数化建模软件I -DEAS 的基础上,通过专家系统辅助设计获取有效的主参数驱动生成数字样机,从而实现图形输出.专家系统和参数化建模系统之间的集成利用I -DEAS 提供的二次开发工具Open I -DEAS 通过C ++编程实现.系统总体结构如图1所示.图1 SHI DS 总体结构2.2 系统功能SHIDS 符合“Top —Dow n ”的设计模式.首先针对用户提出的设计要求和使用条件(如收割效果、甘蔗生长状况、地形等)完成甘蔗收割机的功能设计和总体布局设计,并返回给用户若干个可行的设计方案,通过友好的用户界面,用户可根据各方案的评价及其可信度进行选择;然后,进入甘蔗收割机各关键部件的结构设计和参数设计;再以设计获得的主参数驱动生成数字样机.此外,用户可通过I -DEAS 软件自身提供的强大功能进行仿真分析,其分析结果可以作为评价专家子系统进行评价的依据.若不满足要求则返回重新设计,最后得到用户满意的设计结果,并把设计成功的结果作为实例存储.在整个过程中,系统的解释模块将对设计过程和结果提供合理的解释.3 系统各主模块的功能及实现策略3.1 设计知识的组织甘蔗收割机械属于复杂机电产品,但其各关键部件又具有相对独立性.根据人工智能原理中的问题归约法[3],在SHIDS 中,甘蔗收割机械的设计任务划分为扶蔗子系统、砍蔗子系统、输送子系统、断尾子系统、剥叶子系统、总体设计等一系列相对独立在不同层次上的子任务.在完成某一层次上的设计任务时,只使用一定范围的知识.所以设计知识也按子任务分类,各个子任务对应着一个或多个子知识库,目标级推理求解各子问题时,只需要搜索有限个相关的子知识库即可以提高推理机的搜索效率.层次化知识库组织模型如图2所示.175512期蒋占四等:甘蔗收割机械智能设计系统的研究开发图2 层次化知识库组织模型3.2 设计知识的表达与推理SHIDS 采用面向对象的技术和数据库技术来实现知识的表达.系统中各设计子对象被定义成类,设计对象的属性(包括性能参数、结构参数等)定义成类的数据成员,设计对象参数的计算、设计知识处理、规则推理以及推理控制策略则被定义成类的成员函数,“封装”在设计对象的类结构中.这样,一个设计过程就转变成设计对象类的实例化过程,其中设计对象类的定义粗略说明如下:Class CDesignObject {CObList m parameterL ist ;//设计对象属性链表,链表结点存放的是参数类对象.参数类含有参数名、参数值及对应的解释等数据成员BOO L Reas on 1();//规则推理成员函数.包含参数的计算、设计知识处理、规则推理等功能BOO L Reason 2();//规则推理成员函数void Control ();//推理控制策略成员函数}图3 规则库的E -R 实体模型图在SHIDS 中,规则形式的领域专家知识由多个关系数据库文件组成.规则的一般表现形式为If X Then (Y ,CON ).其中,X 称为规则前项,是一系列条件的组合,即X =X 1∧X 2∧…∧X n 用来表示前提;Y 称为后项,用来表示结论;CON 表示置信度.可设计规则库的E -R 实体模型如图3所示.根据该E -R 模型图可设计出规则库的结构和各数据表的结构.因此,产生式规则的推理就可充分利用数据库的关联技术、索引技术等提高推理效率.在SHIDS 中,主要依靠在设计对象的规则推理成员函数中嵌入SQL (结构化查询语句)来实现推理.3.3 参数化建模模块及其与专家系统的集成为了解决设计型专家系统在知识推理、智能计算及图形处理等方面综合求解的能力,提高其与CAD 的通信协调能力,本文的一个研究重点就是实现专家系统与CAD 的集成.SHIDS 以参数化建模软件I -DEAS 作为虚拟产品开发平台,以Open I -DEAS 为开发工具,用C ++语言实现设计专家系统与参数化建模模块的集成,其实现步骤如下:Step1.设计者从用户需求中提出初始设计参数和技术要求进行方案设计,进而获得设计所需的特征主参数(即能够独立变化的特征参数).Step2.参数设计专家系统通过访问参数算法库、数据库,根据特征主参数驱动获得设计所需的其他参数.Step3.根据设计参数,通过Open I -DEAS 访问I -DEAS 中的参数化模型库,提取相应的参数化模型,并修改其关键尺寸获得所需的部件模型.Step4.对各部件进行仿真分析,若不合乎要求则重新设计;否则,通过O pen I -DEAS (OI Assembly 对象)将各关键部件装配成整机.Step5.进行整机性能分析,若合乎要求则设计完成;否则,返回重新设计.图4 SHIDS 运行实例图4 结 论本文从实用的角度探讨基于领域知识的专家系统技术和虚拟样机技术及其在甘蔗收割机械设计中的应用,达到缩短甘蔗收割机械产品开发周期、降低开发成本、提高产品设计质量的目的,从而为甘蔗收割机械的尽快研发提供可靠技术支持.目前,我们以I -DEAS 软件作为虚拟产品开发平台,用Visual C ++开发出的SHIDS 原型系统基本能达到设计目标.系统运行实例如图4所示.1756计算机辅助设计与图形学学报2004年我们在SHIDS的研发过程中,得出以下几点结论:(1)引入现代设计方法是尽快研制出适于我国甘蔗种植、加工状况的甘蔗收割机械的重要途径;(2)传统的设计型专家系统在智能计算、过程控制、图形处理等各方面综合求解设计问题的能力还很有限[2].因此,把传统的人工智能应用(专家系统)、CAD以及建摸技术结合起来建立基于知识的智能建模和仿真系统是今后智能设计系统的一个重要发展方向;(3)面向对象的思想和方法将知识和知识的运用封装在类中,符合人类的认知思维,因而适用于解决人工智能问题,尤其适用于建造专家系统;(4)利用关系数据库建立产生式规则库能有效地进行知识管理、学习、解释和自然语言理解.同时,利用关系数据库的关联、索引技术可使产生式规则的推理更简单、高效.参 考 文 献[1]M eng Yanmei,Li Shangping,Liu Zhengshi,et al.Visual vir-tual design platform for sugarcane harvester[J].Journal ofComputer-Aided Design&Computer Graphics,2002,14(11):1096～1100(in Chinese)(蒙艳玫,李尚平,刘正士,等.甘蔗收获机械可视化虚拟设计平台的研究开发[J].计算机辅助设计与图形学学报,2002,14(11):1096～1100)[2]Liu Youyuan.Res earch and development of design-cycle-orient-ed adaptive expert system(high l evel synthesis)[D].Wuhan:Wuhan Institute of Technology,2000(in Chinese)(刘有源.面向产品设计全过程的适应性设计型专家系统研究与开发[博士学位论文].武汉:武汉理工大学,2000) [3]Cai Zixing,Xu Guangyou.Artificial Intelligence Principles&Applications[M].2nd ed.Beijing:Tsinghua University Press,1996(in Chines e)(蔡自兴,徐光佑.人工智能及其应用[M].第2版.北京:清华大学出版社,1996)175712期蒋占四等:甘蔗收割机械智能设计系统的研究开发。
甘蔗收割机结构范文
甘蔗收割机结构范文1.底盘：底盘是甘蔗收割机的基础部分，由框架、悬挂系统和行走系统组成。
框架通常采用钢铁焊接而成，具有足够的强度和刚性以支撑其他部件的重量和力量。
悬挂系统一般采用液压悬挂，可以调节收割机的高度和角度，以适应不同尺寸和生长情况的甘蔗。
行走系统通常由轮胎和传动装置组成，可以提供适当的牵引力和稳定性。
2.驾驶室：驾驶室是收割机的操作部分，通常位于底盘的前部，提供给操作人员良好的视野和舒适的工作环境。
驾驶室内部通常配备有各种操作和控制设备，如方向盘、控制杆、仪表盘等，以方便驾驶员操作和监控收割机的工作状态。
3.切割系统：切割系统是甘蔗收割机的核心部分，主要由刀片、滚筒和传动系统组成。
刀片通常位于滚筒的前部，用于切割甘蔗的茎段。
滚筒通常是多个圆柱形滚筒组成，具有锯齿形或锯齿状的表面，用于提供切割力和将切割后的甘蔗送往输送系统。
切割系统的传动系统通常由电机、齿轮和链条组成，可以提供足够的动力和转速以支持切割操作。
4.输送系统：输送系统用于将切割后的甘蔗从切割系统传送到清选系统。
输送系统通常由输送带、链条和滚筒组成，具有足够的强度和耐磨性以承受甘蔗的重量和刚性。
输送带通常位于切割系统的下方，用于捡拾切割后的甘蔗并将其传送到清选系统。
5.清选系统：清选系统用于清除切割后的甘蔗中的杂质和残余物，并将可用的甘蔗输送到储存装置或后续处理设备。
清选系统通常包括振动筛、吹风机和输送带等设备，可以通过振动、风力和重力的作用将杂质和残余物与甘蔗分离。
清选系统还可以根据需要进行调整和替换，以适应不同品种和成熟度的甘蔗。
以上是甘蔗收割机的一般结构介绍，不同品牌和型号的甘蔗收割机可能会有一些细微的差异，但其基本原理和功能都是相似的。
甘蔗收割机的结构和性能已经得到了不断的改进和优化，以提高生产效率和减少劳动强度，为甘蔗的种植和收割提供更好的解决方案。
甘蔗割铺机的输送和收集系统的设计与优化
甘蔗割铺机的输送和收集系统的设计与优化甘蔗是世界上重要的商业作物之一，在糖业和能源领域扮演着重要角色。
为了高效地收获甘蔗，农民采用了割铺机。
甘蔗割铺机的输送和收集系统的设计与优化是确保收获顺利进行的关键。
输送系统是甘蔗割铺机中的一个重要部分，它负责将割下的甘蔗从割台上运送到收集区域，并确保输送过程中甘蔗的完整性和不受损坏。
在设计输送系统时，需要考虑以下几个因素：首先，输送系统应该具有合适的输送速度和输送能力。
输送速度过快可能导致甘蔗在运输过程中出现断裂或散落的情况，而输送速度过慢则会增加工作时间和成本。
因此，设计师需要根据甘蔗的大小、重量和种植密度等因素来确定最佳的输送速度和输送能力。
其次，输送系统应具备良好的自适应能力。
甘蔗的大小和分布情况在不同的农田环境中可能有所不同，因此输送系统需要能够根据实际情况进行自适应调整，确保能够有效地收集所有的甘蔗。
这可能需要使用传感器和控制系统来监测和调整输送系统的运行。
另外，输送系统的结构应设计合理，以最大程度地减少能量消耗和机械磨损。
输送系统中的传动装置、输送带和辊子等部件应选用高质量材料进行制造，以提高耐磨性和减少运行时的摩擦损失。
此外，优化输送系统的设计，减少不必要的摩擦和阻力，并合理利用重力，可以进一步降低能量消耗。
在设计和优化甘蔗割铺机的收集系统时，首先需要考虑的是收集效率和收集质量。
收集系统应具备足够的容量和速度，能够及时、高效地收集割下的甘蔗，并保持甘蔗的完整性和质量。
收集系统的设计应足够灵活，能够适应各种甘蔗的大小和形状。
此外，还可以考虑采用一些振动装置或振动筛来帮助分离杂质和松散的土壤等。
另外，收集系统的结构也需要重视。
应该确保系统内部的通道畅通无阻，以避免甘蔗在输送过程中出现卡阻或堵塞的情况。
同时，为了提高收集效率和减少损失，可以考虑在收集部件中引入叶片或风扇等装置，以帮助提高气流的流动速度和压力，从而更有效地将甘蔗收集到容器中。
最后，对甘蔗割铺机的输送和收集系统进行持续的优化和改进非常重要。
甘蔗收获机控制系统设计方案
甘蔗收获机的控制系统设计方案需要考虑到机器的各个功能部件，包括切割系统、输送系统、液压系统等。
以下是一个基本的甘蔗收获机控制系统设计方案的框架：1. 切割系统控制-设计切割刀具的升降和前后移动控制，确保切割操作精准有效。
-考虑安全装置，如避免切割器械接触到其他物体，设置相应的传感器和急停按钮。
2. 输送系统控制-控制输送带的启停和速度调节，以确保甘蔗能够顺利输送到下一个处理阶段。
-考虑输送带堵塞检测功能，及时发现并处理堵塞情况。
3. 液压系统控制-控制液压执行元件，如液压缸、液压马达等，确保各部件动作平稳可靠。
-设计液压系统的优化控制算法，提高系统的效率和稳定性。
4. 发动机控制-控制发动机的启动、运行和停止，包括油门控制、点火系统等。
-考虑与其他系统的协调，如与切割系统的同步控制，确保工作的协调一致。
5. 电子控制系统-设计整体的电子控制系统，包括传感器的选择和布置、控制器的选型和程序设计等。
-考虑人机界面的设计，方便操作员对机器状态进行监控和控制。
6. 系统集成与调试-将各个部分的控制系统进行集成，确保各个系统之间的协调运行。
-对整体系统进行调试和优化，验证系统的性能和稳定性。
注意事项-安全性考虑：确保控制系统的安全性，避免意外伤害的发生。
-稳定性和可靠性：提高系统的稳定性和可靠性，减少故障率，确保机器长时间稳定运行。
-易维护性：设计易维护的控制系统，方便故障排除和维护保养。
以上是一个基本的甘蔗收获机控制系统设计方案的框架和基本步骤，具体实施时需要根据具体要求和条件进行调整和完善。
如果需要更详细的设计方案或技术支持，建议咨询相关领域的专业人士或工程师。
小型甘蔗收获机切割系统的设计与试验
要 ：切 割 系统 是 甘蔗 收 获 机 的 关 键 部 分 ， 直 接 关 系 到 甘 蔗 的 切 割 质 量 以 及 砍 倒 后 甘 蔗 的 输 送 。根 据 “ 压
倒 一 切割 一 提 升输 送 ” 收 割模 式 的理 念 ， 确 定切 割 系 统 整 体性 能 要 求 ， 并在此 基础上确定 ＿ ｒ切 割 系统 主要 部 件 ： 压 蔗辊 、 切 割器 、 输送辊 、 夹 紧装 置 ， 以及合 理 的整 体 布 局 和垂 直 提 升 方 案 。 在 切 割 系 统 试 验 平 台上 进 行 了 正 交
的作 用 ， 切 断后 的甘 蔗 在螺 旋 提 升 装 置 和 压 蔗 辊 的共 同作 用 下 ， 向后 输 送 至 物 流 通 道 人 口 ， 由物 流 输 送 辊
夹 持 进入 物 流 系统 。 该 切 割 系统 主要 包 括 ： 压蔗辊 、 切割器 、 螺 旋 杆 和 台架 （ 图 中未 画 出 ， 用 于支 撑 切割 系统 各 部件 ） ， 如 １
农 机 化 研 究
第 ３期
小 型 甘 蔗 收 获 机 切 割 系 统 的 设 计 与 试 验
麻 芳 兰 ，杨 冰 心 ，刘 智 彪 ，王莉 莉 ，高建 立 ，李 尚平
（ １ ．广 西 大学 机 械 工程 学 院 ，南 宁 摘 ５ ３ ０ ０ ０ ４；２ ．钦 州 学 院 ，广 西 钦州 ５ ３ ５ ０ ０ ０）
１ 小型甘 蔗收获机切 割系统整体方 案设计
“ 倒一 切 割一 提 升 输 送 ” 模 式 的 切 割 系 统 功 能 要求 ： 将 所 有 甘 蔗 压倒 倾 至 一 定 角 度 后 ， 切 割 器 进 行 切割 ， 再 利用刀盘上 的螺旋提升装 置， 提 升 砍 断 的 蔗
甘蔗收获机的控制系统设计与优化
甘蔗收获机的控制系统设计与优化甘蔗是一种重要的经济作物，其收获过程一直以来都是人工操作。
然而，随着科技的进步和农业现代化的推进，甘蔗收获机的使用已经成为越来越普遍的选择。
甘蔗收获机的控制系统设计与优化是实现高效、精确收获的关键。
首先，甘蔗收获机的控制系统需要具备精确的定位功能。
在甘蔗田中，植株的分布密度不一，而且作物之间的干扰也较为复杂。
因此，控制系统应该能够通过传感器对甘蔗植株进行识别和定位，以确保机械手臂准确地收割甘蔗。
该系统可以使用计算机视觉技术，通过图像处理与分析，识别甘蔗的生长状态和位置，进而控制机械手臂的运动。
其次，甘蔗收获机的控制系统还需要实现对机械手臂的精细控制。
由于甘蔗的高度不一，机械手臂的伸缩和转动需要根据甘蔗的实际情况进行调整。
为此，控制系统中需要包含传感器来测量甘蔗植株的高度，并通过计算和控制器的反馈来调整机械手臂的运动。
同时，控制系统还可以优化机械手臂的设计，使其能够适应不同高度范围的甘蔗，提高机械手臂的灵活性和效率。
另外，甘蔗收获机的控制系统还需要考虑甘蔗的收割方式。
传统的收获方式是采用旋转刀片将甘蔗切割下来，但这种方式可能会造成甘蔗的损伤和浪费。
因此，控制系统可以引入激光或超声波传感器，精确地测量甘蔗的高度，然后控制机械手臂的动作，使刀片直接切割到甘蔗的基部，减少浪费和损伤。
此外，甘蔗收获机的控制系统还需要考虑安全性和稳定性。
机械手臂在操作过程中可能会遇到各种障碍物，如石头、树枝等，因此控制系统需要通过传感器来检测障碍物的存在，并及时采取避让措施。
此外，控制系统还应具备自我诊断和故障排查的功能，以确保甘蔗收获机的稳定运行，并及时修复任何可能出现的问题。
最后，甘蔗收获机的控制系统还应该具备数据记录和分析的功能。
通过记录甘蔗的生长情况、收获数据和机械手臂的运动路径等信息，可以为甘蔗的管理和优化提供参考。
利用数据分析技术，可以进一步优化机械手臂的运动路径和收割方式，提高甘蔗的收获效率和质量。
甘蔗切割机设计经典版
甘蔗收割机总体设计学号：姓名：专业：机械制造及其自动化甘蔗收割机总体设计1. 明确设计任务，编写设计任务书甘蔗收获机械技术一直是限制我国甘蔗生产全程机械化的关键技术。
切割器是甘蔗收获机的关键部件，其性能优劣直接关系到收获效率和甘蔗破头率，影响甘蔗第2年的生长。
因此，切割装置一直是甘蔗收割机设计的核心部件。
近几年来，国内不少高校教师和学生针对甘蔗收割机切割器的切割质量进行不同方面的研究，尤其是广西大学的专家及一些资深人士，主要研究田间地面不平引起的频率与振幅等振动原因，以及切割器的结构参数和运动参数对切割性能的影响。
国外（如泰国、澳大利亚、日本等甘蔗主要产区）也对甘蔗收割机的切割装置的机理进行深度研究，主要针对刀片的切割角度、刀盘倾角、刀盘转速对切割器的影响及刀片的不同形状（月牙形、梯形和矩形等）对切割质量的影响等方面。
但是目前这些切割装置还存在着许多问题，如性能、制造成本和切割质量等因素亟待进一步探索研究。
为了克服以上弊端，提出一种新型甘蔗收割机。
其实现的功能和设计要求如下表示。
表1-1 甘蔗切割机设计任务书2.任务抽象化根据设计任务书，知甘蔗切割机的主要功能是实现根叶和甘蔗的分离。
根据黑箱设计法，抽象出设计任务简图，如图2-1所示。
图2-1 甘蔗切割机设计任务简图3.确定工艺原理切梢器先将甘蔗梢部切掉，螺旋分离器将向外侧倒伏的甘蔗以及相互缠绕在一起的甘蔗分离开，将所在收获行内的甘蔗归拢到收割机的幅宽之内。
推倒滚筒将甘蔗推倒，同时立式滚筒压住甘蔗，根部切割器随后将从根部甘蔗砍断，通过喂入滚筒将砍断的甘蔗喂入收割机内，在喂入滚筒的末端有切段刀，将甘蔗按照一定的长度切断，切段的甘蔗被抛入到升运器上，在抛送的过程中，第一吹风机将甘蔗叶子吹出机外，进行第一次蔗、叶分离。
升运器将甘蔗升运到一定的高度之后，抛入接收的卡车上，在抛送口有第二吹风机对甘蔗进行第二次分离。
4.确定技术过程甘蔗切割机技术过程如图4-1示。
甘蔗切断机讲述
目录设计任务书……………………………………………………1.行机构的选择与比较…………………………………………2.执行机构的设计…………………………………………………3.传动设计的选择与比较………………………………………4.机械系统运动简图……………………………………………5.传动设计计算……………………………………………………⑴V带传动计算………………………………………………………⑵圆柱齿轮传动计算………………………………………………6结束语参考文献…………………………………………………………1.执行机构的选择与比较整根甘蔗一般长2米左右，为了利于贮存和运输甘蔗的方便，现设计一个机器将甘蔗切成200mm长的小段。
为了满足以下几点要求：1.甘蔗直径30-40mm，长度=2000-2200mm，切后甘蔗每段长200mm，生产60段/min。
2.电机功率1.1kw，转速n=1440r/min，外轴直径D=24mm,轴外伸长度=50mm。
3.整机尺寸不超过250mm*500mm*500mm4.使用寿命15年，每年300个工作日，每日工作8小时5.带传动效率η1=0.95，链传动效率η2=0.95，齿轮传动效率η3=0.97原动机选择在设计过程中，应选用何种形式的原动机，主要应从以下三个方面进行比较分析：1.分析工作机械的负载特性和要求。
包括工作机械的载荷特性、工作制度、结构布置和工作环境等。
2.分析原动机本身的机械特性。
包括原动机的功率、转矩、转速等特性，以及原动机所能适应的工作环境。
应使原动机的机械特性与工作机械的负载特性相匹配。
3.进行经济性的比较。
当同时可用多种类型的原动机进行驱动时，经济性的分析是必不可少的，包括能源的供应和消耗、原动机的制造、运行和维修成本对比等。
由于本次设计中电动机的功率和转速已给出，所以在产品设计出来后，再对原动机进行选择校核。
方案一：采用机构:切刀往复运动：曲柄滑块切刀运动机构甘蔗间歇运动：槽轮甘蔗运动机构（1）切刀的往复运动我们用曲柄滑块机构实现，刀装在滑块上当曲柄进行圆周运动可以带动刀的往复运动，另外，采用图示的偏置曲柄滑块机构有急回运动特性，可使刀在向下运动即切甘蔗时速度加快，从而使切口光滑。
4GZQ-120型甘蔗联合收割机的研究设计
１ ３ ２ ｌ
（ 二） 工 作原理 工作来自数行 、ｍ 蔗喂入收割机 内，提升滚筒将甘 适 应行 距 ｍ 蔗 提 起 到 输 送 滚 筒 系进 行 输 送 ， 切 段长 度 ｍ ｍ 在输送滚筒系 的末端 的切段辊将 蔗茎 合 格率 ％ 甘 蔗按 照 一定 的长度 切 断 ，抛 入 总损失 率 ％ 到 升运 器 的集 蔗 斗 内。在抛 送 的 过程 中，强力分离风机将蔗段 中 含杂率 ％ 的杂物 、蔗 叶抽出机外 ，升运器 吨蔗燃 油 将甘蔗升运 到一定 的高度之后 ， 消耗 率 Ｌ
一
器等部分组成 。为了保证收割机 适用 于种 植行 距 为 １ ． １ ～ １ ． ２ ｍ 的 甘蔗 收获作 业 ，收割 机轮 距 定 为 １ ． ４ ｍ， 轮胎外侧总宽度小于 １ ． ８ ｍ， 为便 于收获作业时的地头转弯及 掉 头 ，收割机 的轴 距定 为 ２ ． ３ ５ ｍ。 １ ． 切梢器 ２ ． 螺旋式扶蔗器 ３ ． 推倒滚筒 该 机 行走 和工 作 系 统均 采 用液 压 ４ ． 喂人 滚 筒 ５ ． 切 割 器 ６ ． 提 升 滚 筒 传动 ，方便远距离动力传递及控 ７ ． 输送滚筒系 ８ ． 切段滚筒 ９ ． 分 离 风 机 制 。 电气 系统 采 用 中小 型 可编 程 １ ０ ． 升运 器 逻 辑控制 器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ） 集 中控 制 ， 图１ ４ Ｇ Ｚ Ｑ 一 １ ２ ０ 型 甘 蔗 联 合 收 割 机 总 体 结 构 示 意 图 各开关 、传感器信号及执行组件 二、收割机的主要技术参数 均通过 Ｐ Ｌ Ｃ进行集中处理 ，便于 ４ Ｇ Ｚ Ｑ 一 １ ２ ０ 型甘蔗联合收割枳 主 要技术参数 信息采集 、实施控制 、故障诊 断 及采取有效保护措施等。 项 目 单位 参 数 外形尺寸 ２ ６ ０ ０ｘ１ ７５ ０ ｘ１ ２ ０ ０ 切梢器先将甘 蔗梢部切掉 ， （ 长× 宽× 高 ）ｍ ｍ 螺旋式扶蔗器将 向外侧倒伏的甘 ７８ ５ ０ 结构 质量 蔗 以及相 互 缠绕 在 一起 的甘 蔗扶 １ ４ ０ ０ 轮 距 ｍｍ 起 、分 离开 ，将 所 在 收获 行 内的 ２ ３ ５ ０ 甘蔗归拢到收割机 的幅宽之内 ， 轴 距 ｍｍ 推倒滚筒将甘蔗推倒 ，根部切割 配套 动力 ｋ Ｗ
小型甘蔗收获机液压传动系统设计76页
C：由节流口的形式、尺寸和流体性质决定的系数；薄壁孔
C Cq 2 / ，细 长 孔 C d 2 / 32l ； ：由 节 流 口 的 长 径 比 决 定 的 指 数 ；薄 壁 孔 0.5，细 长 孔 1 ；
3.3 小型甘蔗收获机各Байду номын сангаас块液压传动系统设计
3.3.1 小型甘蔗收获机液压系统设计要求 小型甘蔗收获机对液压系统的要求如下： （1）应能实现多个执行机构的复合动作。 （2）各执行机构启动、制动频繁，负载变化大，因而振动冲击大，要求液
压系统元件耐冲击、抗振动，有足够的可靠性和完善的安全保护措施。 （3）工况变化大，作业时间长，应能充分利用发动机的功率来提高液压系
1、发动机 2、减速箱 3、液压泵组 图 3-5 动力总成 Fig.3-5 Powertrain
动力总成将发动机、减速箱和液压泵组集成为整体，中间无需复杂的传动机 构，提高了传动的可靠性，为整机的所有传动件提供动力。 5. 底盘
图 3-6 龙门式前桥
图 3-7 履带式轮胎
Fig.3-6 Gantry front axle
1、耙叶辊 2、下剥叶辊 3、上剥叶辊 4、托蔗辊 5、支撑护板 6、输出辊 7、风机 图 3-4 剥叶断尾总成
Fig.3-4 The assembly of leaves sripped and tail broken
剥叶断尾系统总成是由课题组其它成员设计，其主要作用实现甘蔗的剥叶和 自动断尾，还增加了浮动辊，有效避免了物流的堵塞。 4. 动力总成
图 3-9 小型甘蔗收获机液压系统总体构成 Fig.3-9 The overall structure of hydraulic system of small sugar cane harvester
甘蔗收获机全液压系统设计反思
甘蔗收获机全液压系统设计反思摘要：全液压系统是目前甘蔗收获机中的最核心装置，液压技术是目前研究甘蔗收获机技术的一个重要方向。
本文结合当前的研究成果，介绍了当前适应性较强、系统较为稳定、技术也更为成熟的切段式甘蔗收割机的工作原理，分析了各个环节液压系统的设计，仅供参考。
关键词：切段式甘蔗收获机；全液压系统；机械设计1甘蔗收获机工作原理切段式甘蔗收获机在进行收割作业时首先利用分禾器将缠绕在一块和倒伏的甘蔗相分离，扶起倒伏的甘蔗，将行间内的甘蔗集中在收获机的工作范围之内，利用压倒辊推倒甘蔗，使用底部切刀圆盘将甘蔗旋转切断，接着运用输送系统将已经切断的甘蔗输送到除杂装置上，利用切段装置将其切成甘蔗段，再利用鼓风机吹走甘蔗叶子和甘蔗梢的杂物，使较重的甘蔗段落入甘蔗收集袋里或者输送臂上，最后将甘蔗运送出去[1]。
切段式甘蔗收获机功能比较齐全，自动化程度较高，但是要求收割后的甘蔗必须在相应的时间范围内运送至糖厂进行加工，不然甘蔗内的糖分就会减少或变质。
2全液压系统在甘蔗收获机中的技术应用甘蔗收获机由多个分散在机器内部的模块构成，如果过多采用齿轮、皮带、链条等零件，一方面会使机器结构更加复杂，甚至难以实现；另一方面则会导致机器可靠性降低。
与其他作物收获机相比，甘蔗收获机面临的工作环境更为恶劣，在收割过程中出现故障的可能性应较大，比如在收割过程中，甘蔗叶和甘蔗田里的藤蔓等杂物会缠住各机器部件，砍甘蔗时迸出的糖浆也会凝固在传动轴的附近，使机器负荷较重，容易导致机器被卡死[2]。
采用液压技术有助于进一步简化收获机的各项结构，能够方便控制收获机的各项功能参数，有利于优化各模块之间的动力分配，有助于从总体上提升甘蔗收获机的性能，增强其可靠性。
甘蔗收获机的行走系统需要能够适应田间作业的频繁前进、后退等多种复杂状况，在收获过程中，甘蔗收获机需要在保持发动机转速恒定的基础上不断调节行进速度以应对经常改变的作业条件，因此一般会选取轮边式静压驱动以简化行走系统结构。
新型甘蔗收割机的制作方法
新型甘蔗收割机的制作方法随着科技的不断发展，越来越多的农业机械被开发出来，其中包括甘蔗收割机。
传统的甘蔗收割方式需要大量人工操作，效率低下，而现代化的甘蔗收割机可以一次完成大量的收割任务，提高了工作效率，是农村现代化发展的重要力量。
本文将介绍一种新型甘蔗收割机的制作方法。
一、设计方案在制作新型甘蔗收割机前，我们需要先设计出结构和功能的方案。
该甘蔗收割机主要由框架、动力装置、切割装置、输送装置和控制系统等组成。
其主要功能为联合收割、清理和输送甘蔗，同时具有自动化控制和精准切割的特点。
二、材料选择在制作新型甘蔗收割机时，我们需要选用一些具有一定强度、可塑性和耐腐蚀性的材料，如钢材、铝材、塑料等。
选择材料时需要考虑机器的耐久性和稳定性，其材料应具有出色的耐磨性，能够长时间使用而不会出现断裂或变形的情况。
三、制作步骤1. 框架制作首先，需要按照设计方案制作甘蔗收割机的框架。
框架应该是稳定和坚固的，可以承载其他部件的重量，并且可以与其他部件安全连接。
2. 动力装置制作动力装置是甘蔗收割机最重要的组件之一、可以选用内燃机、电动机等作为动力源。
内燃机需要连接到稳定的底座上，以便在运行过程中不会发生倾斜或摇摆。
电动机需要连接到电源和控制装置上。
3. 切割装置制作切割装置主要用于将甘蔗从根部割开，然后将其送到输送装置上进行收集。
切割装置通常由多个刀片组成，可以根据需要调整间距和深度。
在设计和制作切割装置时，应该注意其精度和可靠性，避免切割质量不佳或刀片断裂等问题。
4. 输送装置制作输送装置主要用于将切割过的甘蔗从切割装置上移除，然后向车辆或其他收集器件输送。
输送装置通常由轨道和传送带组成。
在制作输送装置时，应该注意其稳定性和可调节性，以确保甘蔗能够顺利地通过它。
5. 控制系统制作控制系统是甘蔗收割机中最重要的一部分，涉及到整个机器的运行和安全。
传统的控制系统通常使用机械或手动装置进行控制，而现代化的控制系统则可以采用电子控制和计算机系统来管理。
甘蔗联合收割机综合保护系统的设计
南宁
５ ３ ０ ０ ０ ７ ）
要： 近年 来， 甘蔗联合收割机 已在我 国南方甘蔗 种植 区逐 步推 广使 用 ， 但 由于工作环境 恶劣 ， 收割机 故障率较
高， 严重影响收割机 的工作 效率 。 文章设计 了 能 实时监测收割机动力 系统 、 液压 系统及 自身重心偏 移情 况的综合保护 系
第 ４ ０卷 第 １ １期 ・ 学 术
Ｖｏ Ｉ ４Ｏ Ｎ Ｏ Ｖ １ １
湖
南 月
Ｎ ＯＶ ２０１ ３
ＨＵＮＡＮ ＡＧＲＩ ＣＵＬ ＴＵＲＡＩ ．ＭＡＣＨＩ ＮＥＲ Ｙ
甘蔗联合收割机综合保护系统 的设计
章霞东， 曾伯胜 ， 鲁 华
（ 广 西农 业机 械研 究 院 ， 广西
Ｓ ｕｇ ａ ｒ ｃ ａ ｎ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｈ ａ ｒ ｖ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
ｚＨＡＮＧ Ｘｉ ａ － ｄ ｏ ｎ ｇ ，ｚ ＥＮＧ Ｂｏ － ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ，Ｉ Ｕ Ｈｕ ａ
广西农业机 械研究院研 制的 ４ Ｇ Ｚ Ｑ 一 １ ２ ０型及 ４ Ｇ Ｚ Ｑ 一 ２ ６ ０型甘
长， 在坡地作业 时容 易侧翻 ， 有 必要对其 动力系统 、 液压 系统
及 自身重心偏移情 况进 行实时监 测及 保护。本 文设计 的综合 保 护系统 主要包 括 ： ①动 力系统冷却水 温度 、 机油压力 、 温度 的实 时监测 、 报警 、 处置 系统 ； ②液压系统油温 、 油位 的实 时监 测、 报警 、 处置系统 ； ③ 收割机重心偏移指示及报警系统 。 系统
ｓ ｕ ｇ ａ ｒ ｃ ａ ｎ ｅ ｇ ｒ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ，Ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｏ ｒ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ，ｈ ａ ｒ ｖ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｈ ｉ ｇ ｈ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ，ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｖｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｒ ．Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ － ｔ ｉ ｍｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｒ ｖ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｉ ｆ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
甘蔗收获机的关键零部件的优化设计与创新
甘蔗收获机的关键零部件的优化设计与创新甘蔗收获机是一种专门用于收割甘蔗的农业机械设备。
它的关键零部件的优化设计和创新对于提高甘蔗收割效率、降低劳动强度、提高农民收入具有重要意义。
本文将从甘蔗收获机的关键零部件——刀具系统、输送系统和控制系统进行优化设计和创新的角度进行探讨。
一、刀具系统的优化设计与创新甘蔗收获机的刀具系统是决定收割效率和质量的重要部分。
目前刀具系统主要采用的是液压割刀，然而存在着切割不平整、刀具磨损较快等问题。
因此，优化设计和创新刀具系统是提高甘蔗收割机性能的关键。
首先，可以考虑采用高硬度、高强度的合金材料作为刀具材质，以增加刀具的耐磨性和使用寿命。
同时，改变刀具形状，增加刀具的切割面积，提高切割效率。
刀具的自动磨刀装置也是一个关键的创新点，能够及时修复和调整刀具的切割性能，延长刀具使用寿命。
其次，利用传感器和智能控制系统实现对刀具系统的自动监测和调整。
通过监测刀具的工作状态、磨损程度等参数，及时调整刀具的工作参数，确保刀具的切割效果。
二、输送系统的优化设计与创新甘蔗收获机的输送系统主要负责将切割好的甘蔗移送至接收设备。
目前的输送系统存在着传输效率低、易堵塞等问题。
因此，优化设计和创新输送系统是改善甘蔗收获机性能的关键。
一种可能的优化设计和创新是利用无人机技术来辅助甘蔗的运输。
无人机可以通过悬挂装置将切割好的甘蔗直接运输到目的地，避免了传统输送系统的堵塞和运输效率低的问题。
同时，无人机还可以通过激光雷达等传感器技术实现智能避障，确保甘蔗的安全运输。
另一种可能的创新是采用新型输送带材料，增加摩擦力，减少甘蔗的滑移。
此外，设计合理的输送系统结构，如增加输送带张紧装置、优化输送带的宽度和速度等，可以提高输送系统的传输效率。
三、控制系统的优化设计与创新甘蔗收获机的控制系统是整个机器的“大脑”，负责控制刀具、输送系统等关键部件的工作。
目前的控制系统存在着响应速度慢、易发生故障等问题。
因此，优化设计和创新控制系统有助于提高甘蔗收获机的工作效率和稳定性。
甘蔗收获机喂入分流系统的设计与试验
甘蔗收获机喂入分流系统的设计与试验沈中华ꎬ黄㊀博(桂林理工大学机械与控制工程学院ꎬ广西桂林㊀５４１００４)摘㊀要:甘蔗收获机普遍使用的双圆盘切割台系统在收获过程中存在明显 居中堵塞现象 ꎮ为了合理利用收获机物流通道空间ꎬ使喂入的甘蔗流主动分流居中并行且均匀输出ꎬ设计了一种新型的甘蔗收获机喂入分流系统ꎬ通过三维设计软件Ｐｒｏ/Ｅ建立了甘蔗喂入分流机构虚拟样机模型ꎬ并导入多体动力学仿真软件ＡＤＡＭＳꎬ在不同的分流转速㊁分流辊上的橡胶管按不同的角度安装及选择不同的橡胶管与甘蔗的摩擦因数进行了虚拟仿真试验并在仿真的基础上进行了物理样机实验ꎮ仿真与样机实验表明:当此机构分流辊机构转速为３００ｒ/ｍｉｎ㊁分流辊上偏置胶管的偏置角度为３０ʎꎬ且偏置胶管与甘蔗间的静摩擦因数ｆ０＝０.３５㊁动摩擦因数ｆ１＝０.２５时ꎬ在保证甘蔗进给速度的前提下ꎬ可以使甘蔗流分布较为理想ꎮ关键词:甘蔗收获机ꎻ堵塞ꎻ分流ꎻ虚拟仿真ꎻ样机实验中图分类号:Ｓ２２５.５＋３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ文章编号:１００３－１８８Ｘ(２０１９)０３－０１７１－０５０㊀引言目前ꎬ市场上的甘蔗收割机普遍采用高速对向旋转的双刀盘切割器来收获甘蔗[１－２]ꎬ切断后的甘蔗在向后输送过程中ꎬ在高速旋转刀轴作用下ꎬ甘蔗有向物流通道中部聚拢的趋势[３]ꎮ甘蔗收割机连续工作ꎬ在某一时段ꎬ当向后输送聚集的甘蔗超过中部物流通道的容纳量时ꎬ甘蔗就会在物流通道出现居中堵塞现象ꎬ需要人工进行处理ꎬ大幅降低了甘蔗收获机的作业效率[４]ꎮ通过对开发投入实际生产的整秆式甘蔗收割机样机输送辊上柔性元件的磨损检测分析ꎬ得出中部磨损较两端磨损大得多ꎬ说明实际收获过程中ꎬ大部分甘蔗从物流通道的中部通过从而造成中部磨损ꎬ容易导致物流通道堵塞ꎮ为此ꎬ设计了一种喂入分流系统ꎬ通过仿真㊁物理样机实验相结合为分流结构参数及工作参数设计提供可靠的理论依据ꎮ１㊀结构设计与原理分析１.１㊀总体结构设计本文设计的喂入分流系统如图１所示ꎮ收稿日期:２０１７－１０－１３基金项目:国家自然科学基金项目(５１４６５００６)ꎻ桂林理工大学博士科研启动基金项目(２０１７－２０１９)ꎻ桂林理工大学研究生创新项目(ｓｓ２０１６０８)作者简介:沈中华(１９７０－)ꎬ男ꎬ广西兴安人ꎬ高级工程师ꎬ博士ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)ｓｈｅｎｚｈ２６２７３６９＠ａｌｉｙｕｎ.ｃｏｍꎮ１.齿形喂入辊㊀２.喂入辊㊀３.分流下辊㊀４.分流上辊图１㊀分流输送示意图Ｆｉｇ.１㊀Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｓｐｌｉｔｆｌｏｗｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ喂入分流系统主要由齿型刷喂入辊㊁橡胶管喂入辊㊁下分流辊和上分流辊组成ꎬ齿形喂入辊安装有齿形刷ꎬ上㊁下分流辊中的胶管均开有凹槽以限制分流程度ꎬ并按一定的角度均匀安装在输送辊上ꎮ第１级喂入机构中齿型刷㊁喂入元件㊁分流元件皆采用高分子橡胶材料ꎻ第２级分流机构中分流辊及分流胶管成一定角度在甘蔗收获物流通道中心对称分布ꎮ１.２㊀工作原理切断后的甘蔗通过第１级喂入机构ꎬ采用上辊齿型刷与下辊橡胶管的结构设计ꎬ令喂入机构具有较强的适应性而不宜堵塞ꎻ对大量聚集物流通道中部的甘蔗进行辅助固定㊁运输ꎬ较大程度地防止甘蔗在收获过程中的蹿动ꎬ使中部的甘蔗流平稳输送到分流机构ꎮ甘蔗在通过第２级分流机构时ꎬ由于受到安装在上下分流辊上的偏置胶管的侧向作用力ꎬ甘蔗在向后运动的同时ꎬ也会向侧面运动ꎬ在喂入分流系统有效作用时间内产生一定侧向位移ꎬ避免甘蔗在输送过程中过度聚集在物流通道中部从而达到分流的目的ꎮ２㊀喂入分流系统的仿真实验２.１㊀仿真模型的建立喂入及分流机构的模型在三维设计软件Ｐｒｏ/Ｅ中完成ꎬ对部分机构进行适当简化并导入多体动力学仿真软件ＡＤＡＭＳ中ꎮ针对甘蔗收获机在实际作业中存在的 居中堵塞现象 ꎬ对原有的喂入结构进行改进ꎬ在喂入机构后续加入分流机构ꎮ喂入分流仿真模型如图２所示ꎮ其中ꎬ喂入机构喂入齿形刷高度７０ｍｍꎬ喂入下辊均布８条橡胶管ꎻ分流机构上下辊均匀安装８条偏置胶管ꎬ上下分流辊的胶管偏置旋向相反ꎮ喂入与分流机构中心距５００ｍｍꎬ机构有效作用宽度为４００ｍｍꎬ喂入胶管与偏置胶管由外径４０ｍｍꎬ内径３５ｍｍ的橡胶管组成ꎮ图２㊀喂入分流仿真模型Ｆｉｇ.２㊀Ｆｅｅｄｉｎｇｄｉｖｅｒｓｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ２.２㊀实验材料为使仿真效果更接近实际状况ꎬ对甘蔗和橡胶模型进行了柔性化处理ꎮ为防止仿真过程中因柔性体的变形过大而导致仿真实验失败ꎬ凡是与辊筒接触的橡胶内表面均进行了刚化处理ꎬ将建立好的柔性元件装换为ＭＮＦ格式并导入ＡＤＡＭＳ中ꎬ分别替换原来三维软件设计的零件最终建立甘蔗和橡胶元件的柔性体模型ꎮ装配在喂入和分流辊上的橡胶元件密度８.９８ˑ１０–７ｋｇ/ｍｍ３ꎬ弹性模量取７.８５ˑ１０２Ｎ/ｍｍ２ꎬ泊松比０.４７ꎬ甘蔗模型植株长度取２０００ｍｍꎮ为方便仿真计算视甘蔗为直径３０ｍｍ圆柱体ꎬ设置密度１.１９ˑ１０–６ｋｇ/ｍｍ３ꎬ弹性模量１.５３ˑ１０４Ｎ/ｍｍ２ꎬ泊松比０.３３[５－６]ꎮ２.３㊀实验参数参考文献[７－８]ꎬ增大此套喂入分流系统的广泛适应性ꎬ适用于当前甘蔗收获机整体收获量及收获效率的技术要求ꎮ为此ꎬ选取第１阶喂入辊初始转速２００ｒ/ｍｉｎꎬ第２阶分流辊的初始转速２００ｒ/ｍｉｎꎬ偏置橡胶管的初始安装角度为１５ʎꎬ甘蔗的初始喂入为２０００ｍｍ/ｓꎬ以上数据作为仿真实验的基础参数ꎮ２.４㊀仿真实验设计在保证仿真精度降低计算机计算量的条件下ꎬ本次仿真采用连续仿真[９]的方式ꎬ设置仿真时间为０.４５ｓꎬ仿真步数为１５００ꎮ其中ꎬ设定Ｘ方向为甘蔗的输送方向ꎬＺ负方向为重力方向ꎬＹ方向为甘蔗分流方向ꎮ通过仿真改变单一变量的不同数值ꎬ分析对比甘蔗标记点的Ｙ方向位移值来确定分流效果的优劣ꎮ第１阶段单因素实验ꎬ验证单根甘蔗无相互干扰情况下分流位移大小变化的单因素实验ꎻ第２阶段讨论相关因素的最佳参数设置ꎬ在多根甘蔗喂入情况下数据是否具有可靠性ꎮ２.４.１㊀偏置胶管与甘蔗的摩擦因数变化时仿真根据ＡＤＡＭＳ官方推荐ꎬ选取偏置胶管与甘蔗的不同摩擦因数仿真:①偏置胶管采用表面光滑的橡胶管钢制作ꎬ甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.１３ꎬ动摩擦因数ｆ１＝０.０９ꎻ②偏置胶管采用表面粗糙橡胶管钢制作ꎬ甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.３５ꎬ动摩擦因数ｆ１＝０.２５ꎻ③偏置胶管采用表面包裹帘线ꎬ甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.７ꎬ动摩擦因数ｆ１＝０.５５ꎮ仿真结果如图３(ａ)所示ꎬ仿真历时０.４５ｓꎬ分流过程约占０.３ｓꎮ３组设置仿真结果分别为４６.８㊁６７.９㊁５４.５ｍｍꎬ静摩擦因数ｆ０由０.１３依次增大到０.３５㊁０.７ꎻ动摩擦因数ｆ１由０.０９依次增大到０.２５㊁０.５５时ꎬ甘蔗向侧向移动的距离分别增大２１.１㊁７.７ｍｍꎮ分析仿真结果可知:在甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.３５ꎬ动摩擦因数ｆ１＝０.２５时ꎬ甘蔗能够达到最佳的分流效果ꎮ２.４.２㊀分流辊偏置胶管偏置度数改变时仿真选取甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.３５ꎬ动摩擦因数ｆ１＝０.２５的基础上ꎬ偏置胶管按１５ʎ㊁３０ʎ和４５ʎ３种情况下对其进行柔性化后进行仿真ꎬ３种情况下的分流位移图如图３(ｂ)所示ꎮ由图３(ｄ)可知:偏置胶管按１５ʎ㊁３０ʎ㊁４５ʎ安装时ꎬ标记点产生的侧向分流位移分别为６７.９㊁７９.５㊁７１.７ｍｍꎬ位移分别增大１１.６㊁３.８ｍｍꎮ分析仿真结果可知:分流辊上偏置胶管按３０ʎ装配时能够达到最佳的分流效果ꎮ２.４.３㊀分流转速改变时仿真确定分流机构的偏置角度固定为３０ʎꎬ甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.３５ꎬ动摩擦因数ｆ１＝０.２５最优条件下分流辊转速设置分别设置为２００㊁３００㊁４００ｒ/ｍｉｎ的基础上再一次仿真ꎮ仿真结果如图３(ｃ)所示ꎮ由图３(ｃ)可知:甘蔗分流在分流转速为２００㊁３００㊁４００ｒ/ｍｉｎ的情况下ꎬ标记点产生侧向位移分别为７９.５㊁９２.７㊁８７.８ｍｍꎬ位移改变量为１３.２㊁８.３ｍｍꎮ分析以上仿真结果可知:甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.３５ꎬ动摩擦因数ｆ１＝０.２５ꎬ偏置胶管度数为３０ʎꎬ分流转速在３００ｒ/ｍｉｎ时ꎬ分流位移达到整个单根仿真最大值９２.７ｍｍꎬ在仿真模型中物流通道中心距两侧各为２００ｍｍꎬ即分流过程上限为２００ｍｍꎬ此分流位移约占上限的５０％ꎬ分流效果在整个仿真实验中最佳ꎬ该组参数数据满足最初设计要求ꎮ２.４.４㊀多根甘蔗堆叠通过分流辊时的仿真通过对单根甘蔗的各个影响因素仿真实验ꎬ得出甘蔗能够最优分流的参数数据ꎬ以此数据为基础设计 居中堵塞 时的甘蔗多根堆叠通过分流辊的仿真实验ꎬ验证该数据在多根甘蔗相互干扰的仿真实验中的有效性ꎮ仿真实验设计５根甘蔗堆叠进入分流对辊ꎬ对甘蔗进行编号１~５ꎬ采用上部分２根(编号４ꎬ５)ꎬ下部分３根(编号１ꎬ２ꎬ３)的堆叠方式ꎬ建立５根甘蔗模型按设计堆叠方式导入Ａｄａｍｓ中ꎮ此时ꎬ设置甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.３５ꎬ动摩擦因数ｆ１＝０.２５ꎬ偏置胶管度数在３０ʎꎬ分流转速为３００ｒ/ｍｉｎ进行仿真实验ꎬ如图３(ｄ)所示ꎮ(ａ)(ｂ)２０１９年３月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３期(ｃ)(ｄ)图３㊀不同条件下单位时间甘蔗分流位移图Ｆｉｇ.３㊀Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｕｇａｒｃａｎｅｓｐｌｉｔｆｌｏｗａｔｕｎｉｔｔｉｍｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ㊀㊀分析图３(ｄ)可知ꎬ编号１~５甘蔗产生的分流位移分别为２４.５㊁８７.１㊁７２.７㊁８１.０㊁７９.８ｍｍꎻ编号１甘蔗为物流通道正中心喂入ꎬ由于分流胶管在物流通道中心对称分布特点即正中心产生的侧向力合力最小ꎬ产生较小的分流位移２４.５ｍｍꎻ编号２~５甘蔗产生平均分流位移为８０.１５ｍｍꎬ且仿真输出后甘蔗之间保持３１.４~４３.６ｍｍ的间隔ꎮ由多根甘蔗的仿真实验数据分析得出:甘蔗堆叠通过分流机构时ꎬ甘蔗间存在振动及相互干扰挤压等情况ꎬ分流机构仍能够达到理想的分流效果ꎬ甘蔗分流之后且保持的均匀间隔输出ꎮ在多根甘蔗堆叠通过分流机构时ꎬ部分处于物流通道正中心的甘蔗将正常地从中部输出ꎬ不会造成分流机构仅能完成分流工序的情况ꎬ导致甘蔗全部分流到物流通道两侧ꎬ中部物流通道少蔗或者无蔗ꎮ３㊀物理样机实验３.１㊀实验目的验证仿真实验中得出的最优机构工作参数㊁材料特性参数的真实有效性ꎬ同时也弥补了仿真实验无法涉及到在实际工作环境下物理样机分流效果的缺陷ꎬ与仿真实验相互参照ꎬ更为直观地观察分流辊的工作性能ꎬ并且记录分析各项有关实际工作数据ꎮ３.２㊀实验材料与设备实验甘蔗直径约为２５~３５ｍｍꎬ平均节数１６.２节ꎬ总长度约为１９００~２０００ｍｍꎮ自制甘蔗喂入分流试验台ꎬ长２４００ｍｍ皮带输送机ꎬ分流对辊之间中心距２９０~３３０ｍｍ可以调节ꎬ皮带输送机与分流对辊分别由２个电机驱动ꎬ通过变频器调节控制样机实验中所需的喂入㊁分流转速ꎮ３.３㊀物理样机结果物理样机实验探究不同喂入根数情况下ꎬ分流机构对甘蔗分流作用效果ꎬ对单根到多根甘蔗的喂入进行试验ꎬ并观察记录实验数据ꎮ为验证仿真实验中多根甘蔗仿真数据ꎬ实验选取５根甘蔗喂入的样机实验结果来验证仿真实验中多根甘蔗仿真结论ꎮ甘蔗分２０１９年３月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３期流前的状态和通过分流喂入系统时的状态ꎬ如图４所示ꎮ(ａ)㊀分流前５根无序堆叠甘蔗(ｂ)㊀分流后５根均匀输出甘蔗图４㊀样机试验中多根甘蔗分流前后图像Ｆｉｇ.４㊀Ｔｈｅｉｍａｇｅｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｍｕｌｔｉｐｌｅｓｕｇａｒｃａｎｅｓｈｕｎｔｉｎｇｉｎｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｔｅｓｔ为了更直观地观察分流辊的工作实况ꎬ物理样机将第１阶喂入辊机构使用皮带输送机代替ꎮ样机实验要求第１阶喂入辊机构的转速为２００ｒ/ｍｉｎꎬ模拟此喂入转速[１０]特将输送带传送速度设置为２.４ｍ/ｓꎬ调节分流喂入机构转速为３００ｒ/ｍｉｎꎬ分流辊上偏置胶管的偏置角度为３０ʎꎬ胶管采用表面粗糙橡胶管制作ꎮ在此工作参数下ꎬ分析５根并行堆叠的甘蔗进入分流喂入机构前后状态ꎮ通过图４可以明显观察到:５根甘蔗特意模拟甘蔗收获时杂乱㊁无序堆叠情况ꎬ同时居中进入实验台后ꎬ由于分流机构的作用ꎬ５根甘蔗能够进行快速分流ꎬ且基本保持有序均匀间隔地输出ꎬ达到理想的实验效果ꎮ４㊀结论㊀㊀１)通过仿真实验中得出:此喂入分流系统在分流机构转速为３００ｒ/ｍｉｎ㊁分流辊上偏置胶管的偏置角度为３０ʎꎬ甘蔗与偏置胶管的静摩擦因数ｆ０＝０.３５㊁动摩擦因数ｆ１＝０.２５(胶管采用表面粗糙橡胶管钢)的参数条件下ꎬ分流喂入系统可以达到理想的分流效果ꎬ从理论上分析解决了 居中堵塞 问题ꎮ２)物理样机实验得出:加入分流机构的系统ꎬ甘蔗流在分流对辊的偏置胶管的作用下产生侧向力ꎬ向物流通道两侧分流ꎬ能够达到预期分流不堵塞㊁合理均匀使用物流通道的效果ꎮ物理样机实验模拟实际收获机作业环境ꎬ在仿真得出的最优参数设定下ꎬ对甘蔗的单根㊁两根乃至多根喂入的情况进行多次单独分流效果实验ꎬ反复验证了在外因素干扰较多的实际作业环境中仿真实验的各项结果有效性与可靠性ꎮ３)物理样机试验验证了仿真结果的正确性ꎬ虚拟仿真试验可以为物理样机的研制提供设计依据ꎬ二者相结合可以高效率地解决实际问题ꎮ参考文献:[１]㊀黄刚.基于随机数学模型的双圆盘甘蔗切割器参数优化[Ｄ].南宁:广西大学ꎬ２００９.[２]㊀ＢＩＡＮＣＨＮＩＡꎬＭＡＧＡＬＨＡＥＳＰＳＧ.Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｃｏｕｌｔｅｒｓｆｏｒｃｕｔｔｉｎｇｓｕｇａｒｃａｎｅｒｅｓｉｄｕｅｉｎａｓｏｉｌｂｉｎ[Ｊ].ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ.ＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００８(７):３６０－３８５. [３]㊀梁兆新ꎬ钮公藩.甘蔗收获机械结构原理及应用浅析[Ｊ].广西糖业ꎬ２０１４ꎬ２(１):１４－２０.[４]㊀周仕城.甘蔗切割影响因素的仿真试验研究[Ｄ].南宁:广西大学ꎬ２０１０.[５]㊀沈中华ꎬ范博.压蔗辊和刀盘对蔗茎切割质量影响的试验研究[Ｊ].中国农机化学报ꎬ２０１６ꎬ３７(９):６２－６６. [６]㊀蒲明辉ꎬ吴江.基于ＡＤＡＭＳ的甘蔗柔性体模型建立研究[Ｊ].系统仿真学报ꎬ２００９ꎬ２１(７):１９３０－１９３２. [７]㊀周勇ꎬ区颖刚ꎬ莫肈福.斜置式甘蔗切割喂入装置设计及试验[Ｊ].农业工程学报ꎬ２０１２ꎬ２８(１４):１７－２１. [８]㊀沈中华ꎬ李尚平.提高整杆式小型甘蔗收获机喂入能力的试验研究[Ｊ].中国农机化学报ꎬ２０１５ꎬ３６(１):３１－３６. [９]㊀赖晓ꎬ李尚平ꎬ秦志文ꎬ等.新型甘蔗收割装置的仿真分析与实验研究[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１１ꎬ３３(２):１０２－１０５. [１０]㊀胡金兵.甘蔗收集后集成作业系统结构设计与作业速度仿真优化[Ｄ].杭州:浙江大学ꎬ２０１５.(下转第１８２页)２０１９年３月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３期究[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１６ꎬ３８(５):２１－２５.[１４]㊀散鋆龙ꎬ牛长河ꎬ乔圆圆ꎬ等.林果机械化收获研究现状㊁进展与发展方向[Ｊ].新疆农业科学ꎬ２０１３ꎬ５０(３):４９９－５０８.[１５]㊀瞿维.杏果树振动机理的实验研究[Ｄ].乌鲁木齐:新疆大学ꎬ２０１４:２０６－２０９.[１６]㊀吐鲁洪ꎬ阿依木妮莎ꎬ杜英.国外果树振动采收机[Ｊ].新疆农机化ꎬ２００４ꎬ２１(３):５４－５６.[１７]㊀蓝峰ꎬ苏子昊ꎬ黎子明ꎬ等.果园采摘机械的现状及发展趋势[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１０ꎬ３２(１１):２４９－２５２.ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰａｒａｍｅｔｅｒＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＰｏｒｔａｂｌｅＶｉｂｒａｔｉｎｇａｎｄＨａｒｖｅｓｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅＷｏｌｆｂｅｒｒｙＺｈａｏＪｉａｎꎬＣｈｅｎＹｕｎꎬＷａｎｇＹａｌｅｉꎬＣｈｅｎＪｕｎ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＹａｎｇｌｉｎｇ７１２１００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｐｏｒｔａｂｌｅｖｉｂｒａｔｉｎｇａｎｄｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｐｏｒｔａｂｌｅｖｉｂｒａｔｉｎｇａｎｄｈａｒ￣ｖｅｓｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｄｏｐｔｅｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｒｅｅｆａｃｔｏｒｓｔｈｒｅｅｌｅｖｅｌｑｕａｄｒａｔｉｃｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｒｅ￣ｖｏｌｖｉｎｇｕｓｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎＤｅｓｉｇｎ－ＥｘｐｅｒｔＶｅｒｓｉｏｎ８.０.６ａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｉｃｋｉｎｇｒａｔｅｏｆｒｉｐｅＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙꎬｔｈｅｐｉｃｋｉｎｇｒａｔｅｏｆｇｒｅｅｎＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙꎬｔｈｅｂｒｅａｋａｇｅｒａｔｅｏｆｒｉｐｅＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙａｎｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙꎬｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｎｇｔｉｍｅꎬｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｖｉｂｒａｔｉｎｇｒｏｄ.ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｌｓｏａｎａｌｙｓｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｌｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｐｉｃｋｉｎｇｒａｔｅｏｆｒｉｐｅＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙꎬｔｈｅｐｉｃｋｉｎｇｒａｔｅｏｆｇｒｅｅｎＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙꎬｔｈｅｂｒｅａｋａｇｅｒａｔｅｏｆｒｉｐｅＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙａｎｄａｓｃｅｒｔａｉｎｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓｔｈａｔｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓ８Ｈｚꎬｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｎｇｔｉｍｅｉｓ１５ｓꎬｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｖｉｂｒａｔｉｎｇｒｏｄｉｓ８.３ｍｍ.ＡｔｌａｓｔꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｓｐｅｃｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｔｈａｔｔｈｅｐｉｃｋｉｎｇｒａｔｅｏｆｒｉｐｅＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ８５％ａｎｄｔｈｅｐｉｃｋｉｎｇｒａｔｅｏｆｇｒｅｅｎＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙꎬｔｈｅｂｒｅａｋａｇｅｒａｔｅｏｆｒｉｐｅＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１０％ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｎｅｗｐｏｒｔａｂｌｅｖｉｂｒａｔｉｎｇａｎｄｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃｈｉｎｅｓｅｗｏｌｆｂｅｒｒｙꎻｖｉｂｒａｔｉｎｇｐｉｃｋｉｎｇꎻｄｅｓｉｇｎ－ｅｘｐｅｒｔꎻｐａｒａｍｅｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ(上接第１７５页)ＡｂｓｔｒａｃｔＩＤ:１００３－１８８Ｘ(２０１９)０３－０１７１－ＥＡＤｅｓｉｇｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＦｅｅｄｉｎｇａｎｄＳｈｕｎｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆＳｕｇａｒｃａｎｅＨａｒｖｅｓｔｅｒＳｈｅｎＺｈｏｎｇｈｕａꎬＨｕａｎｇＢｏ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＧｕｉｌｉｎ５４１００４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｆｄｏｕｂｌｅｄｉｓｃｃｕｔｔｉｎｇｔａｂｌｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｓｕｇａｒｃａｎｅｈａｒｖｅｓｔｅｒｈａｓａｎｏｂｖｉｏｕｓ ｃｅｎｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｒａｔｉｏｎａｌｕｓｅｏｆｔｈｅｓｐａｃｅｏｆｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｅｒｌｏｇｉｓｔｉｃｓｃｈａｎｎｅｌｔｏｍａｋｅｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｅｒｔｏｓｈｕｎｔｔｈｅｓｕｇａｒｃａｎｅｆｌｏｗｉｎｐａｒａｌｌｅｌａｃｔｉｖｅｌｙꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｓｕｇａｒｃａｎｅｈａｒｖｅｓｔｅｒｆｅｅｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ.Ａｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｍｏｄｅｌｏｆｓｕｇａｒｃａｎｅｆｅｅｄｉｎｇｄｉｖｅｒｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙ３ＤｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅＰｒｏ/ＥａｎｄｗａｓｂｕｉｌｔｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂｙＡＤＡＭＳｓｏｆｔｗａｒｅ.Ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈｕｎｔｓｐｅｅｄａｎｄｓｈｕｎｔꎬｒｕｂｂｅｒｔｕｂｅｉｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｇｌｅｓａｎｄｈａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｒｕｂｂｅｒｔｕｂｅａｎｄｓｕｇａｒｃａｎｅ.Ａｎｄｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔａｎｄｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆａｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｍｏｄｅｌｗａｓｄｏｎｅ.Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏ￣ｔｏｔｙｐｅｔｅｓｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｓｐｌｉｔｒｏｌｌｅｒｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓｗａｓ３００ｒ/ｍｉｎꎬｄｉｖｅｒｔｒｏｌｌｅｒｏｆｆｓｅｔｒｕｂｂｅｒｈｏｓｅｏｎｏｆｆｓｅｔａｎｇｌｅｗａｓ３０ｄｅｇｒｅｅｓꎬｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｓｔａｔｉｃｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｄｙｎａｍｉｃｆｒｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒｕｂｂｅｒｈｏｓｅａｎｄｓｕｇａｒｃａｎｅｗｅｒｅｆ０＝０.３５ａｎｄｆ１＝０.２５ꎬｔｈｅｉｄｅａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｕｇａｒｃａｎｅｆｌｏｗｃｏｕｌｄｂｅｍａｄｅｂｙｅｎｓｕｒｉｎｇｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｃａｎｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｕｇａｒｃａｎｅｈａｒｖｅｓｔｅｒꎻｊａｍꎻｓｈｕｎｔꎻｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻｐｒｏｔｏｔｙｐｅｔｅｓｔ２０１９年３月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３期。
经济类甘蔗小型收获机设计
经济类甘蔗小型收获机设计何焯亮;王涛;林世坤;罗洪峰【摘要】从商业用途来区分,甘蔗可以分为制糖类甘蔗和经济类甘蔗.与制糖类甘蔗不同的是,经济类甘蔗为了延长商品货架期,在收获时要求把甘蔗头连根带土挖出.为了实现经济类甘蔗收获的自动化,利用Pro/Engineer软件进行三维建模,设计一款基于PLC自动控制的新型经济类甘蔗收获机.该机采用机械刀楸模仿手工收割的方法,通过PLC芯片电气化控制各个电机的适时运行,指导刀具精准动作对甘蔗挖土削根,简单实用,实现了集传统手工松土与削根为一体的机械收获目的.【期刊名称】《食品与机械》【年(卷),期】2014(030)005【总页数】3页(P158-160)【关键词】甘蔗;收获机;PLC控制【作者】何焯亮;王涛;林世坤;罗洪峰【作者单位】海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228【正文语种】中文甘蔗品种众多，按商业用途来分无非只有两类——制糖类甘蔗和经济类甘蔗。
它们的收割要求不同：制糖类甘蔗收获过程可以不顾忌埋在泥土下的头部，收割时只要沿着地表砍断即可，收割条件良好，易于实现机械化、规模化；经济类甘蔗的收获要求比较高，它不能沿地表直接砍断，要保留完整干净的头部，以确保甘蔗在市场上流通时保鲜时间更长，加之经济类甘蔗的主产地大多为低洼碎离的地理特征，使其难以实现机械化［1－4］。
中国在甘蔗收获机械方面的研究大部分是针对制糖类甘蔗的，仅有少量有关经济类甘蔗收割机械的研究成果，目前已知广西农机研究所研制的4GZ-1A型甘蔗收获机［5］，需要配套中型轮式拖拉机工作；采用夹持切割、夹持运输。
但由于输送流程长，结构复杂，对弯曲和倒伏甘蔗适应性较差，不能满足当下的农业生产。
孙秀花等［6］的基于柔性化的甘蔗收获机械利用ANSYS软件将甘蔗进行网格划分变成柔性体，并利用ADAMS软件模拟了小型甘蔗收获机对甘蔗的收获过程。
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甘蔗收割机设计系统分配
一、总体方案设计
1、市场调查、经济效益分析、可行性报告分析；
2、总体布局与分析；
3、协调各小组的工作与分工；
4、总结报告分析。
二、原动机的选型设计
1、动力原是柴油机还是汽油机
2、功率分配：a、执行机构的能量；
b、行走机构的能量；
3、效率的选择：选型；
4、外形尺寸、安装尺寸、重量；油箱的安装位置与体积、重量。
三、齿轮箱的选择设计
1、输入功率的确定、效率的确定；
2、变速几档，采用何种结构变速；
3、与原动机、驱动机构、执行机构的连接关系；
4、轴的设计、齿轮的设计、箱体的设计；
5、安装位置设计。
四、执行机构设计
A、甘蔗切割部分设计；
B、甘蔗尖端切割部分设计；
1、机构形式：采用哪种方式执行切割；
2、考虑强度、刚度、稳定性问题。
五、操作系统设计
1、驾驶室设计；
2、执行系统设计：
A、电路设计；
B、气路设计
C、机械部分设计
3、报警系统设计
4、自锁部分设计；
5、刹车机构设计。
六、行走机构设计
1、轮式、履带式选取
2、行走机构的结构尺寸设计
3、防止侧翻设计，安全性分析。
七、辅助系统设计
注意：
1、已经报名的自由者2~4人为一组；
2、每一位同学各写一份开题报告（如何书写本周三中午说明）；
3、交开题报告者得科技方面的一个学分。