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莲藕是我国产量最大的水生蔬菜之一,开展机器采挖技术研究,提高其采挖效率,降低采挖强度,是目前发展莲藕产业的关键。
本文探究了影响莲藕拔出力的因素,并设计了一种乘坐式浮筒挖藕机,其通过脚踩驱动前行,由搭载的喷流装置冲刷莲藕上方淤泥,冲散淤泥后使莲藕上浮,完成采挖。通过水池试验、田间试验,验证所设计的浮筒浮力满足要求,驱动轮结构能带动机器运行且有效减轻作业时劳动强度,并由藕田莲藕的挖净率验证喷流装置性能。主要研究内容包括:
(1)对水力冲刷后莲藕浮出过程和莲藕拔出受力进行了分析。为研究冲刷过后被下表面淤泥粘附莲藕拔出所需的拔出力,设计了一种拔出力测量装置,其包含S型拉压力传感器、起拔电机、数据采集卡、测量程序等。通过方差分析探究拔出速度、埋藏深度、不同莲藕对拔出力的影响,试验结果表明当拔出力小于拔出阻力时莲藕埋于泥层中保持静止,随拔出力增加,当其大于拔出阻力后,莲藕从泥层中拔出,莲藕的埋藏深度越深、表面积越大,拔出阻力越大所需拔出力越大。
(2)采用离散元软件EDEM2.6模拟不同拔出速度下莲藕的匀速拔出过程。结果表明拔出速度越快拔出过程中所需拔出力越大;土壤粘附力是影响莲藕拔出的主要因素,且随莲藕拔出,其与土壤之间粘附力减小,所需拔出力随之减小。
(3)开展了乘坐式浮筒挖藕机结构设计。其主要包含浮筒、驱动轮、机架、汽油机水泵机组、管路、乘坐结构、喷流装置等;计算浮筒浮力,并根据水池试验确定整机质心位置。
(4)开展了样机试制和试验。水池试验表明浮筒浮力满足要求,驱动轮能驱动机具在漂浮状态下运行;基于ANSYS软件开展了浮筒阻力分析;以挖净率为试验指标开展了样机田间性能试验,结果表明在试验条件下莲藕挖净率为76%。
本文探究了影响莲藕拔出力的因素,并设计了一种乘坐式浮筒挖藕机,其通过脚踩驱动前行,由搭载的喷流装置冲刷莲藕上方淤泥,冲散淤泥后使莲藕上浮,完成采挖。通过水池试验、田间试验,验证所设计的浮筒浮力满足要求,驱动轮结构能带动机器运行且有效减轻作业时劳动强度,并由藕田莲藕的挖净率验证喷流装置性能。主要研究内容包括:
(1)对水力冲刷后莲藕浮出过程和莲藕拔出受力进行了分析。为研究冲刷过后被下表面淤泥粘附莲藕拔出所需的拔出力,设计了一种拔出力测量装置,其包含S型拉压力传感器、起拔电机、数据采集卡、测量程序等。通过方差分析探究拔出速度、埋藏深度、不同莲藕对拔出力的影响,试验结果表明当拔出力小于拔出阻力时莲藕埋于泥层中保持静止,随拔出力增加,当其大于拔出阻力后,莲藕从泥层中拔出,莲藕的埋藏深度越深、表面积越大,拔出阻力越大所需拔出力越大。
(2)采用离散元软件EDEM2.6模拟不同拔出速度下莲藕的匀速拔出过程。结果表明拔出速度越快拔出过程中所需拔出力越大;土壤粘附力是影响莲藕拔出的主要因素,且随莲藕拔出,其与土壤之间粘附力减小,所需拔出力随之减小。
(3)开展了乘坐式浮筒挖藕机结构设计。其主要包含浮筒、驱动轮、机架、汽油机水泵机组、管路、乘坐结构、喷流装置等;计算浮筒浮力,并根据水池试验确定整机质心位置。
(4)开展了样机试制和试验。水池试验表明浮筒浮力满足要求,驱动轮能驱动机具在漂浮状态下运行;基于ANSYS软件开展了浮筒阻力分析;以挖净率为试验指标开展了样机田间性能试验,结果表明在试验条件下莲藕挖净率为76%。