卵形体农产品大小头机械式自动定向技术是由分列轴向运动和定向翻转运动组成,翻转运动是继分列轴向运动之后定向的关键运动。卵形体农产品经定向处理后,可有效地增加产品包装的美观度,提升商品的附加值;减少运输和搬运机械损伤;对于禽蛋可延长保质期。然而,由于卵形体农产品的多样性和基本特征参数的随机性,以及翻转运动影响因素的复杂性,在真实试验条件下不能系统全面地认识其运动规律和影响因素之间的作用关系,特别是在动力学分析方面存在很大的局限性,同时也使研究工作量和工作周期大大增加。因此,本论文利用ADAMS构建并验证了卵形体农产品翻转运动仿真通用模型以及禽蛋翻转运动仿真模型,建立并验证了侧偏角理论计算方法;利用仿真模型对翻转运动影响因素逐一进行了分析,解析了翻转运动过程中各阶段的动力学参数,并对翻转运动阶段的工作参数进行了优化,构建了卵形体农产品大小头机械式自动定向装置的仿真模型,分析了仿真模型对不同种类卵形体农产品的适应性。为卵形体农产品大小头机械式自动定向技术建立和装置参数的优化设计奠定了基础。主要研究内容和结果如下:设计卵形体农产品翻转运动仿真通用模型。应用ADAMS和MATLAB软件建立了卵形体农产品翻转运动的仿真通用模型,创建了翻转运动核心指标(翻滚距离、导向杆作用距离)仿真值的测定方法,测定了不同模拟卵形体(蛋形角、长轴、短轴)和装置工作参数(中心距、导向杆弯曲角度、输送辊移动速度)条件下的翻转运动核心指标。结果表明,仿真值与实际试验值的变化规律基本一致,相对误差在10%以内,所建的仿真模型是可信的和有效的,利用仿真模型研究翻转运动规律是可行的。设计禽蛋翻转运动仿真模型。在仿真通用模型的基础上建立了禽蛋翻转运动仿真模型,创建了禽蛋姿态特征参数侧偏角仿真值的测定方法,构建了基于几何关系的侧偏角理论计算方法,利用洋鸡蛋和鸭蛋测定了禽蛋翻转运动参数。结果表明,禽蛋翻滚距离和导向杆作用距离的仿真值与实际试验值相对误差在10%以内,侧偏角仿真值和试验值的相对误差在15%以内,侧偏角理论值和试验值的相对误差在15%以内,所建立的禽蛋翻转运动仿真模型是有效可信的,利用仿真试验替代物理样机试验是可行的,利用几何关系建立的侧偏角理论计算方法是合理的,根据理论公式计算得到的侧偏角数值是可信的。研究禽蛋翻转过程的动力学特性。基于禽蛋翻转运动仿真模型,测定了翻转运动各阶段禽蛋的质心速度、质心加速度、角速度、角加速度以及力等动力学参数。结果表明,禽蛋质心加速度和角加速度在接触导向杆后一段时间内在0值附近稳定波动,此时禽蛋匀速转动,支反力、摩擦力和重力三个力参数在稳定波动阶段合力为0,禽蛋的受力情况维持动态平衡关系直至临界状态,该阶段禽蛋与输送辊间存在一个确定的侧偏角。研究不同工作参数对禽蛋翻转运动的影响规律。基于禽蛋翻转运动仿真模型探讨了不同禽蛋基本参数(质量、长轴、短轴、蛋形角)、装置结构参数(输送辊直径、中心距、导向杆直径、导向杆弯曲角度、禽蛋分别与输送辊和导向杆间的摩擦系数、导向杆距输送辊的高度)和输送参数(移速)等因素对翻转运动参数指标(翻滚距离、导向杆作用距离和侧偏角)的影响,并采用多指标正交试验分析法对翻转运动的工作条件参数进行了优化设计。结果表明,禽蛋长轴、短轴、输送辊直径、中心距以及禽蛋分别与输送辊和导向杆间的摩擦系数对翻转运动的翻滚距离、导向杆作用距离和侧偏角三个指标影响最为明显,禽蛋质量、蛋形角和输送速度影响较小,导向杆直径、导向杆弯曲角度和导向杆距输送辊的高度无明显影响,翻转运动的最佳装置工作参数组合为输送辊直径40mm,中心距55mm,禽蛋与输送辊和导向杆间的摩擦系数均为0.6。设计卵形体农产品大小头机械式自动定向装置的仿真通用模型。构建了实现轴向运动和翻转运动连续模拟的自动定向装置的仿真通用模型,建立了十种不同种类卵形体农产品的自动定向装置仿真模型,测定了轴向运动参数(轴向位移、水平偏转角)以及翻转运动参数(翻滚距离、导向杆作用距离)的仿真值。结果表明,轴向运动参数仿真值与试验值的相对误差在10%以内,翻转运动参数仿真值与试验值的相对误差在5%以内,建立的农产品自动定向装置仿真通用模型是正确的,仿真通用模型适用于不同种类的卵形体农产品,利用仿真模型得到的定向参数仿真值是可信的。