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叶菜机械化有序收获包含分禾、切割、传送、收集及运输多个环节,目前开展的叶菜收获机研究,侧重于有序收割和向上输送,而输送后离散抛出,杂乱铺放,阻碍叶菜有序化收获进程,因此,有序收集包装成为叶菜有序化收获的关键。针对叶菜不同机械化收获要求,本论文提出了移动式装箱系统、回转式装袋系统、自动式打捆系统三类不同层级的方案并进行设计,针对回转式有序装袋系统方案进行了仿真开发和试验。本论文的主要研究内容和工作包括以下几个方面:(1)对现有叶菜收获机收割输送系统和叶菜生长环境展开调研,总结实现机上自动包装作业要解决的空间约束、连续分捆、自动协同作业等关键问题,针对叶菜不同机械化收获要求,进行了移动式装箱系统、回转式装袋系统、自动式打捆系统三类不同层级方案的系统设计。(2)针对非直接上市需远距离运输的叶菜,进行双回转式有序装袋系统方案设计和实体建模。由于叶菜群体间相互作用对装袋系统有序性影响较大,所以建立双回转式有序装袋系统与叶菜的刚柔耦合运动仿真。以韭菜为研究对象并根据其形态特征提出了“柔性茎-铰链-刚性叶”复合茎叶模型,考虑作业过程中摩擦-接触阻力的影响完成群体回转输送状态的仿真分析。基于刚柔耦合运动仿真对装袋系统方案进行参数优化,得到最优安装角度为0°,在植株高度为400mm时,回转叶片最优高度为230mm。(3)通过对机上回转式有序装袋系统可实现功能的分析,进行了控制系统的构建及模块化的软件开发。通过各动作的时序分析、速度匹配对机上回转式有序装袋系统进行了高效协调优化控制,得到机上回转式有序装袋系统的详细控制策略与作业流程,并优化整个系统的控制程序。(4)与四行夹持输送系统配合进行了机上回转式装袋作业性能试验,证实了方案可行性。由多因素正交试验数据可知,回转速度对一次作业时间影响较大,最短作业时间为2.1s;安装角度对装袋重量影响较大,30°左右装袋重量最多即收获过程中损失量少,但叶菜有序性差;在输送速度与回转速度相匹配,安装角度为0°时,装袋重量适中且装袋有序性好,为实现叶菜有序化收获作业提供了装备方案与技术支撑。