4U-1A型马铃薯收获机数字样机建模与仿真

合集下载

基于SolidWorks的小型马铃薯收获机改进设计与研究

基于SolidWorks的小型马铃薯收获机改进设计与研究作者：朱景林卢腾来源：《农业开发与装备》 2016年第1期朱景林1，卢腾2＊（1.楚雄州农业机械推广站，云南楚雄 675000；2.运城职业技术学院，山西运城044000）摘要：利用SolidWorks三维设计软件，结合云南马铃薯种植区的特点对小型马铃薯收获机进行改进创新，对动力输入与离合器装置、传动装置、振动筛、挖掘铲、机架等零部件进行了三维设计与建模。

通过制造样机再进行田间试验测试其性能指标并对薄弱环节加以改进。

因地制宜研发小型马铃薯收获机，对云南的马铃薯生产具有一定意义。

关键词：云南；马铃薯；小型收获机；SolidWorks0 引言马铃薯是全球继小麦、水稻、玉米之后的第四大粮食作物，不但营养齐全而且价格合理。

云南是马铃薯种植大省，其种植面积仅此于水稻和玉米，但马铃薯机械化水平还很低，机收面积不足1%。

云南省山区面积占全省土地面积的94%，马铃薯主产区又相对集中在土壤贫瘠、缺乏灌溉的丘陵和冷凉的山区和半山区。

云南省的土壤呈粘性，随着土壤含水率的不同，表现出不同的特性[1]。

以上的种种限制，使外省的马铃薯收获机械难以满足云南省当地的需求。

因此加快研制适合云南地区使用的小型马铃薯收获机械显得尤其重要和紧迫，对促进马铃薯产业的发展和农民的增收都具有十分重要的意义。

1 小型马铃薯收获机的结构与原理在本设计中，应用SolidWorks三维设计软件进行辅助设计。

前期进行了相关文献收集，对云南省楚雄、大理、红河等马铃薯种植区进行统计分析和实地调研等，提出设计一种可以依次完成马铃薯的挖掘、土薯分离的小型马铃薯收获机，配套动力为13.24kW的手扶拖拉机。

通过国内同类产品的研究对比和查阅相关的文献资料，小型马铃薯收获机的结构如图1所示，主要由：动力输入装置、传动装置、振动筛、挖掘铲、机架五大部分组成（见图1）。

2 挖掘铲的设计与计算结合云南农村配套动力、土壤特性及马铃薯种植农艺特点等对其进行相应改进。

马铃薯联合收获机控制系统设计

马铃薯联合收获机控制系统设计1. 引言1.1 研究背景马铃薯是我国重要的农作物之一，其种植面积和产量均位居世界前列。

传统的人工收获劳动强度大、效率低的问题已经成为制约马铃薯产业发展的瓶颈之一。

研究马铃薯联合收获机控制系统设计具有重要的现实意义和实际价值。

针对当前马铃薯产业的现状和需求，本研究旨在设计一套可靠、高效的马铃薯联合收获机控制系统，通过对系统硬件和软件的设计优化，实现对马铃薯联合收获机的智能化控制和全面监测，提高作业效率和准确性，推动马铃薯产业向着智能化、现代化的方向发展。

1.2 研究目的马铃薯联合收获机控制系统的研究目的是为了提高马铃薯收获的效率和质量，降低劳动力成本，并减少人为操作误差所带来的损失。

通过设计一个高效可靠的控制系统，可以实现对收获机的精确控制，使其在不同地形和环境条件下能够稳定运行，实现更加高效的收获作业。

研究马铃薯联合收获机控制系统也有助于推动农业机械化水平的提升，促进农业生产方式的转变，提高农业生产效益，为农业现代化发展做出贡献。

从长远来看，研究马铃薯联合收获机控制系统的目的是为了推动农业科技的进步，提高农业生产的智能化、信息化水平，推动农业现代化建设，促进农业可持续发展。

1.3 研究意义马铃薯是我国重要的粮食作物之一，其产量不断增加，但是传统的人工收获方式效率低下，费时费力。

研究马铃薯联合收获机控制系统设计具有重要意义。

将现代化技术引入到马铃薯收获中，可以提高收获效率，降低劳动强度，节约人力成本。

通过控制系统实现对收获机械设备的智能化操作，可以提高马铃薯的质量和产量，保障粮食安全。

马铃薯联合收获机控制系统设计的研究对于推动农业机械化、智能化发展具有重要意义，有利于提高农业生产效率，推动农业现代化进程。

研究马铃薯联合收获机控制系统设计具有重要的理论和实践意义，对于推动农业生产方式转变，促进现代农业发展具有重要意义。

2. 正文2.1 控制系统设计方案控制系统设计方案是马铃薯联合收获机控制系统的核心部分，其设计的合理与否直接影响到整个系统的性能与稳定性。

4U-1A型马铃薯收获机数字样机建模与仿真

4U－1A型马铃薯收获机数字样机建模与仿真赵运生1，2，杨欣1，李建平1，冯晓静1，刘洪杰1，刘俊峰1（1．河北农业大学机电工程学院，河北保定071001；2．广东工业大学机电工程学院，广州510006）摘要：应用Inventor软件对4U－1A型马铃薯收获机各部件进行参数化建模，构建了整机数字样机，并进行了干涉检查和装配仿真，采用工具模块Dynamic Designer对摆动筛进行运动仿真，分析了筛筐质心点运动速度和加速度。

结果表明：振幅在设计要求30mm范围内时，筛筐质心的速度小于300mm/s，加速度小于400mm/s2，同时确定了关键零件的参数。

关键词：马铃薯收获机；数字样机建模；仿真中图分类号：S225．7+1文献标识码：A文章编号：1003－188X（2010）11－0122－040引言为了缩短设计周期，提高设计效率，避免设计错误，数字化设计与仿真技术已在马铃薯收获机研发中得到应用［1－5］，并显示出突出的技术优势。

4U－1A 型马铃薯收获机是一种单行马铃薯收获机，本次设计采用Inventor软件进行参数化建模，以获得其整机数字样机，然后利用MSC．Dynamic Designer分析工具进行筛分运动仿真，获得其运动学参数，以期对振动筛以及相关部件进行优化，得到较好的作业性能。

1整机结构组成和设计要求1．1结构组成与工作原理4U－1A型马铃薯收获机由主机架、挖掘铲、传动装置、纵向输送装置及横向振动筛等组成。

其机构简图如图1所示。

机组作业时，挖掘铲将薯垄挖起；带薯土垡沿铲面向后滑移，下层疏松土壤在铲的指状延伸段开始下漏；输送链边后送边抖动，筛落大部分土壤；薯块、剩余土壤被送到横向振动筛，进一步筛分薯块和泥土；薯块成条被铺放于机器左侧。

1．2设计要求通过分析其它机型马铃薯收获机作业状况和原收稿日期：2010－01－22基金项目：河北省教育厅科技支撑计划项目（09220918）；河北农业大学第六批重点教研项目（08－A8）；河北农业大学非生命学科与新兴学科科研发展基金项目（Fs20091403）作者简介：赵运生（1983－），男，河北邢台人，硕士研究生，（E－mail）zhaoyun0402@126．com。

基于ADAMS的4UX—550型马铃薯收获机仿真研究的开题报告

基于ADAMS的4UX—550型马铃薯收获机仿真研究的开题报告1. 研究背景随着农业机械化水平不断提高，马铃薯收获机在农业生产中的应用越来越广泛。

在现有的马铃薯收获机中，4UX-550型马铃薯收获机是一款较为先进的设备，其具有收率高、效率高、耐用等特点，受到了广泛的认可和欢迎。

然而，该型收获机的设计和改进需要依托于大量的试验和测试工作，这些工作既费时又费力，成本也很高。

因此，基于仿真技术开展4UX-550型马铃薯收获机的仿真研究，能够明显提高该型马铃薯收获机设计和改进的效率和准确性，具有很大的研究价值。

2. 研究目的本研究旨在基于ADAMS仿真技术，建立4UX-550型马铃薯收获机的仿真模型，并通过仿真模拟其工作过程，以评估其性能、分析其工作流程，并对收获机进行优化设计和改进，以提高其性能和效率。

3. 研究内容（1）4UX-550型马铃薯收获机的结构和工作原理研究；（2）基于ADAMS建立4UX-550型马铃薯收获机的仿真模型；（3）对4UX-550型马铃薯收获机进行仿真分析，评估其性能，分析其工作流程；（4）基于仿真结果对收获机进行优化设计和改进；（5）对优化后的收获机进行仿真分析，评估其性能。

4. 研究方法本文将采用ADAMS软件建立4UX-550型马铃薯收获机的仿真模型，利用ADAMS的仿真分析功能，对收获机的工作过程进行仿真模拟，并对仿真结果进行分析和评估。

同时，结合实际的收获机设计和使用情况，对收获机进行优化设计和改进，并对优化后的收获机进行仿真分析，以进一步评估其性能。

5. 预期成果本研究预计能够建立4UX-550型马铃薯收获机的仿真模型，分析其工作过程、评估其性能，并通过优化设计和改进提高其性能和效率。

研究结果将为4UX-550型马铃薯收获机的设计和改进提供技术支持，也为农业机械化水平的提高做出贡献。

基于CATIA的马铃薯收获机挖掘部件有限元分析

分布云图（见图１。参）
图３作业时变形五图
５结果分析与讨论
ａ从挖掘部件的总体应力分布来看，力主要．应
分布在挖掘铲与横梁之问的连接管上，且与横梁并
越近的部位应力越大。挖掘部件其它部分应力都比较小且分布较为均匀。
为使分析能够反映仿形挖掘部件真实工作状
态，要依靠约束来限制模型的某些自由度，就以模拟真实环境进行分析。对横梁所连接的侧板的４个螺
管满足条件。为了降低成本，减轻部件重量，取并选壁厚为６ｍｍ的钢管，一步分析其变形情况。进图３为钢管壁厚６ｍ的挖掘部件作业时的变ａｒ形云图，大位移在铲尖处，４３ｒｍ。最小变形最为．９ａ
具有较高的要求，挖掘部件在工作时受到的作用且
力与土壤状况有很大关系，了安全起见，材料的为将
屈服极限取为３３ｐ，安全系数为３３Ｍａ取。经分析，壁厚为４ｍｍ钢管不满足条件，厚为６、ｒｍ的钢壁８ａ
３马铃薯挖掘部件的受力模型
马铃薯收获机在挖掘过程中，掘部件主要受挖
土壤类型、内摩擦因数、着力因数、聚力和挖掘附内

基于UG的马铃薯分级装置的设计和仿真

出图纸的过程，过数据转换直接驱动加工中心等通
设备完成生产加工过程［自从１９．９０年ＵＧ软件进
真分析从而实现优化设计等的优点，而达到了缩从
人中国市场以来，以其先进的理论、大的工程背强景、善的功能和专业的技术服务赢得了广大的用完
（ｌｇｆＥｎｎｅｉｇ，ｎｕＡｇｉｕｔｒｌＵｎｖｒｉｙＣｏｌｅｏｇｉｅｒｎＧａｓｒｌａｉｅｓｔ，Ｌａｚｏ３００Ｃｈｎ）ｅｃｕｎｈｕ７０７，ｉａ
ＡｂｔａｔＢｙｕｉｇＵｎｇａｈｃｏｔｒ，ｔｒｅｄｍｅｓｏａｏｅｆｔｅｐｔｔｒｄｎｅｉｅｗｅｅｓｒｃ：ｓｎｉｒｐｉｓｓｆｗａｅｈｅ－ｉｎｉｎｌｍｄｌｏｈｏａｏｇａｉｇｄｖｃｒ
关键词：建模；动仿真；ＵＧ；运马铃薯；分级装置
中图分类号：ＴＨ１２２
１、 ● ● １
文献标识码：Ａ
● ● １ ●
文章编号：１０ —３５２１）１０５ —５０３４１（０００—１６０
， ■ ・ｔ ‘
短农机产品设计周期、降低开发成本和提高产品质
摘要：传统的农业机械设计方法开发周期长、成本高，采用虚拟设计技术可以达到有效控制成本，短生产周缩
期，提高农机生产企业市场竞争力的目的．为此，本文介绍了基于Ｕ的农业机械产品虚拟设计的方法，以马铃Ｇ并

4U-1000型马铃薯挖掘机的设计与试验

进行了设计研究，确定了其结构参数．结果表明：４Ｕ－ｌＯ００型马铃薯挖掘机挖掘、输运流畅，分离效果明显；平均伤薯率为３．８３，平均损失率为３．５８，平均明薯率为９６．８，能够满足马铃薯挖掘的农艺要求．
关键词：马铃薯挖掘机；挖掘铲；分离机构；支撑行走轮
ｔｅｒｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍｅｄｓｍｏｏｔｈｌｙｉｎｄｉｇｇｉｎｇ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ
ｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｅｒｄａｍａｇｅｒａｔｅｏｆｐｏｔａｔｏｔｕｂｅｒｓｈａｒｖｅｓｔｅｒ，ａｐｏｔａｔｏｔｕｂｅｒｈａｒｖｅｓｔｅｒｎａｍｅｄ４Ｕ－ｌＯ００ｗａｓｄｅ — ｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｋｅｙｐａｒｔｓｏｆｍａｃｈｉｎｅ，ｄｉｇｇｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｄｅｔａｃｈｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｗａｌｋｉｎｇｗｈｅｅｌｓｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｃｈａｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅ —

基于UG与MatLab马铃薯挖掘机分离筛仿真与优化

化方案。首先，采用理论分析与虚拟仿真技术结合的方式对分离筛的摆杆与筛条的长度进行研究，根据研究结
果对摆杆与筛条长度做出修改；其次，采用优化设计的方法寻找目标函数，确定影响目标的边界条件，从中寻找
薯挖掘机仍存在着薯土分离效果不佳和马铃薯破损
摆动分离筛作为马铃薯挖掘机实现筛分功能的核
率高的缺陷。目前，市场上使用较广的中小型马铃薯心部件，分离筛的结构示意图如图 1 所示。设筛面倾
挖掘机主要有升运链式和升运链—分离筛式两种机角为 ε，摆动方向角为 α，摆杆倾角为 β。机构的运动
19）；内蒙古自治区高等学校学科科学研究项目（ NJZY16059）作者简介：李建（ 1991 －），男，山东莱阳人，硕士研究生，（ E － mail） 1903642302@ qq． com。通讯作者：王春光（ 1959 －），男，内蒙古鄂尔多斯人，教授，博士生导师，（ E － mail） jdwcg@ imau． edu． cn。
2019 年 11 月
农机化研究
第 11 期
基于 UG 与 MatLab 马铃薯挖掘机分离筛仿真与优化
李建，王春光，谢胜仕，邓伟刚
（内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特 010018 ）
摘要：针对升运链 — 分离筛式马铃薯挖掘机工作时薯土筛分不彻底及马铃薯破损率高的缺陷，提出了一种优

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

３传动装置．
４纵向输送装置．
５挖掘铲组件．
图１马铃薯收获机结构简图
Ｆｉ．Ｔｅｓｒｃｕｅｏｈｏａｏｌｔｒｇ１ｈｔｕｔｒｆｔｅｐｔｔｉｅｆ
机组作业时，掘铲将薯垄挖起；薯土垡沿铲挖带面向后滑移，层疏松土壤在铲的指状延伸段开始下下
确定了关键零件的参数。关键词：马铃薯收获机；数字样机建模；仿真
中图分类号：Ｓ２．１２５７文献标识码：Ａ
文章编号：１００３—１８２１）１一１２一４８Ｘ（００１Ｏ２Ｏ
１整机结构组成和设计要求
１１结构组成与工作原理．
４Ｕ一１Ａ型马铃薯收获机由主机架、掘铲、动挖传装置、向输送装置及横向振动筛等组成。其机构简纵
图如图１示。所
１横向振动筛．
２机架．
支持功能，构建机械数字样机的理想平台。采用是
・
基金项目：河北省教育厅科技支撑计划项目（９２９８）河北农业大０２０１；
学第六批重点教研项目（８一Ａ）河北农业大学非生命学０８；
科与新兴学科科研发展基金项目（ｓ０９４３）Ｆ２０１０作者简介：赵运生（９３一）男，北邢台人，士研究生，Ｅ—ｍａ）１８，河硕（ｉｌ
０引言
为了缩短设计周期，高设计效率，免设计错提避误，字化设计与仿真技术已在马铃薯收获机研发中数得到应用并显示出突的技术优势。４一１ＵＡ
样机田间试验情况。Ｊ本次设计主要是对整机结构，参数和输送筛分装置进行调整和优化，括以下３方包
面：在保证挖净的前提下，免机前壅土， ① 避减小筛分部件负荷；为减小二次筛分蹭破马铃薯块表皮， ② 控
制振幅为３ｒ０ｍ左右工作；保持整机结构紧凑，ａ ③ 操
作简单，动力消耗低。
型马铃薯收获机是一种单行马铃薯收获机，次设计本
１２设计要求．
数字样机技术是以ＣＸＦ，Ａ／ＤＸ技术为基础，以机械系统运动学、力学和控制理论为核心，合虚拟动融
现实和计算机仿真技术，分散的产品设计和工程分把析过程集成在一起，产品的设计者、造者和使用使制者在产品开发初期直观形象地对数字化的虚拟产品
采用Ｉｖｎｏ软件进行参数化建模，获得其整机数ｎｅｔｒ以
字样机，然后利用ＭＳ．ｙａｉＤｓｎｒ析工具进ＣＤｎｍｃｅｉｅ分ｇ
行筛分运动仿真，获得其运动学参数，期对振动筛以以及相关部件进行优化，到较好的作业性能。得
２马铃薯收获机数字样机建模
２１数字样机技术和Ｉｖｎｏ简介．ｎｅｔｒ
漏；输送链边后送边抖动，落大部分土壤；块、筛薯剩
余土壤被送到横向振动筛，一步筛分薯块和泥土；进薯块成条被铺放于机器左侧。
２１００年１１月
农机化研究
第１１期
４Ｕ一１型马铃薯收获机数字样机建模与仿真Ａ
赵运生，杨欣，李建平，冯晓静，刘洪杰，刘俊峰
（．北农业大学机电工程学院，河北保定１河０１０；２广东工业大学机电工程学院，广州５００）７０１．１０６
通过分析其它机型马铃薯收获机作业状况和原
收稿日期：２１０２００— １— ２
原型进行设计优化、性能测试、制造仿真和使用仿真，
为产品的研发提供全新的数字化设计方法。Ｉｖｎｏ是基于特征的三维参数化建模与仿真软ｎｅｔｒ件，集成了零件造型、件装配、达视图、程图它部表工纸、程分析（动仿真与有限元分析）工运和信息管理等
摘
要：应用Ｉｖｎｏ软件对４ｎｅｔｒＵ一１型马铃薯收获机各部件进行参数化建模，Ａ构建了整机数字样机，进行了并
干涉检查和装配仿真，用工具模块ＤｎｍｉＤｓｎｒ对摆动筛进行运动仿真，析了筛筐质心点运动速度和加采ｙａｃｅｉｅｇ分速度。结果表明：幅在设计要求３ｒ范围内时，筐质心的速度小于３０ｍ／，速度小于４０ｍ／同时振０ｍａ筛０ｍｓ加０ｍｓ，