生猪液态饲料智能喂料车设计与试验

针对基于管道输送的生猪液态饲喂系统投资大、对使用人员素质要求高、设备故障需要专业技术人员进行维修等问题,设计一种生猪液态饲料智能喂料车。喂料车与搅拌站之间采用Zigbee通讯,组网运行,实现装料、运送及投料的自动巡航控制;喂料车采用磁钉、磁控开关实现自动认址、定位及精准停车;采用螺杆泵送料,实现精准饲喂。样机试验结果表明,喂料车满载情况下通过提前减速可以实现在目标站点精准停车(位置偏差≤1 cm);以预设的3、5、10 kg为投喂量,喂料车实际投喂量误差可以控制在2.5%以内。与管道式生猪液态饲喂系统相比,基于智能喂料车的生猪液态饲料自动饲喂系统具有投资少、设备运行可靠性高等优点,可广泛适用于中小规模养猪场,对生猪液态饲喂技术的推广提供技术支撑     

母猪精准饲喂器机械结构及控制系统的设计

为动态满足母猪不同阶段营养需求,根据母猪个体体况进行个性化定时定量精准饲喂,开发一种精准饲喂装置及控制系统。设计雨刷电机驱动螺旋输送的供料机构,通过控制电机转速和转动圈数,实现单次精准下料。采用电阻式传感器监测水料液位,触碰开关监测母猪是否前来采食,根据采集信息进行单餐多次少量投料,尽量避免饲料的剩余。开发精准饲喂控制系统,根据个性化的采食量模型,设定餐次时间段、单次下料量、单次下水量、单餐最大量等关键饲喂参数,实现对预设饲喂量的准确投喂。该设备的应用相对于人工饲喂,有效提高哺乳母猪采食量。     

新能源多功能草料投喂车设计

本文针对四川养殖现状,设计了一种新能源多功能草料投喂车。该投喂车主要由动力系统、控制系统、转向及行走系统、投料系统组成。可实现室内饲料投放、室外物资运输等多种功能,噪音小、移动灵活、结构简单、易于维修保养、功耗低、性价比高。     

固态发酵饲料自动发酵饲喂一体设备设计与试验

针对固态发酵饲料在饲喂现场生产的需求和特点,设计了自动发酵饲喂一体设备。该设备由上料发酵系统、控制系统、饲喂系统构成：上料机构将饲料和菌液混合均匀送至发酵桶,发酵完成后自动下料至饲喂车;饲喂车能够准确定位到不同饲喂对象的食槽并进行定量布料;操作者只需在人机交互界面设置上料体积、发酵时长、饲喂对象等参数,整个发酵饲喂过程无需人工干预。饲喂系统由48V/100A·h的蓄电池供电,充电一次可连续工作4d。试验结果表明,发酵桶上料和饲喂车排料的料体积误差均不大于6%,饲喂车定位误差平均值11.75mm,发酵时间、饲喂对象等参数控制准确。设备运行稳定可靠,发酵和饲喂之间无缝对接,显著减小了劳动强度,满足发酵饲料现场固态发酵并饲喂的要求。     

猪舍轨道式自动送料系统设计与试验

针对现有绞龙和塞盘等管道式输送粉状饲料方式存在残留量不易清理、送料量计量困难等问题,设计了一种由称量平台、送料车、平移轨道、高架轨道和控制系统组成的饲料自动输送系统。通过研究在送料车遍巡舍内圈栏位的基础上舍内圈栏与目标巡航时间的关系,确定送料车和轨道等硬件设计方案以及技术参数,结合称量传感器负反馈控制方法,设计WiFi无线控制系统,实现送料车装料和卸料的自动巡航控制,称量平台自动计量装料量,以及平移轨道机构对接称量平台与舍内双列圈栏轨道。以粉状饲料作为试验材料在中国农业大学上庄试验站进行了现场试验,结果表明:称量系统测量值与实际测量值的相对标准偏差平均值之差小于1%,系统测量值的最大相对标准偏差小于2.5%,满足精确供料要求;自动控制系统能够控制送料车按设计要求完成装料、巡航送料和卸料,具有实际应用价值。     

大型养猪场自动喂料小车的设计与实现

针对我国大型养猪场中管道喂养出现的管道残存饲料、管道堵塞和人工喂养中污染等现象,设计了自动喂料小车.该小车采用轮轨式结构,靠小车前端的牵引电机带动小车在轨道上前进喂料.该喂料过程包括周期性喂料和自动返回加料两个过程.该喂料小车由自动喂料系统和自动喂料控制系统组成:自动喂料系统包括小车饲料箱、小车喂料箱以及电机,自动喂料控制系统包括三菱PLC控制单元.该小车结构简单,系统稳定,减少了生猪的发病率.     

基于PLC的全自动移栽机取苗喂苗控制系统设计

针对目前全自动移栽机作业效率低、稳定性低的问题。结合自主设计的全自动移栽机装置,基于可编程控制器PLC设计一种穴盘苗的取喂苗控制系统,并进行田间试验。试验表明,系统通过PLC控制多个气缸与步进电机,能够实现取苗、喂苗的协调配合。在移栽速率为60～120株/min范围内,取喂苗成功率与苗株完整率均大于95%。控制系统能适应不同移栽速率下的自动移栽作业,最终实现高效稳定自动移栽。     

育肥猪精准下料控制系统设计与验证

为满足育肥猪获得正常生长所需采食量并达到精准饲喂控制等需求，以育肥猪为试验对象，设计一种育肥猪精准下料控制系统。研究通过使用双侧下料器，实现对称式双边下料，提高猪群的采食效率；增设触碰开关，猪只触动后执行预设料下料，避免饲料浪费；食槽内增设料位感应探针，猪只触碰感应开关时，若探针感应不到食槽内水料，系统自动补充水料到探针处，既保证猪只正常采食，又避免饲料浪费；增设防结拱装置，通过震动电机实现破拱，防止料粉受潮影响下料。试验结果表明，与理论采食量比较，智能饲喂方式下采食量低于理论采食量；饲喂采食量比例分别为10%，30%，30%，20%及10%时，获得较佳的采食量变化曲线。综上，所设计的双侧下料的育肥猪精准下料控制系统，采用拨轮下料的控制机构与嵌入式系统的协同工作，设备控制简单，下料稳定，计量准确，与进口设备比较，成本优势明显，适合在我国大、中、小型育肥猪场推广应用。     

重型车辆电控机械式自动变速系统设计与应用

以dSPACE为控制器设计了重型车辆电控机械式自动变速系统(AMT),按照V模式开发流程进行了硬件设计,控制软件代码自动生成,整车标定与测试.在12挡手动变速重型载货汽车平台上,设计了AMT液压控制系统、换挡执行机构和离合器自动控制系统,确定了系统控制策略,完成了控制软件设计,进行了实车标定与控制性能试验.结果表明,基于dSPACE的重型车辆AMT系统控制性能达到了预期的目标,控制软件开发与实车参数标定、调试容易,可减少控制系统在设计、开发、试验到定型过程中的重复工作,加快研发周期.     

基于PLC的全自动移栽机自动控制系统设计

在农业生产过程中,农业机械的控制系统对机械装备自动化程度和参数调整起着重要的作用。为此,设计了一种基于PLC的全自动移栽机自动控制系统,通过PLC控制移栽机自动移动穴盘、自动取苗、投苗及分苗器与栽植器的有效耦合等工作流程,并详细地介绍了此控制系统设计原理、结构组成及控制流程图。试验结果表明:该系统得到自动取苗成功率平均值为96.0%,自动分苗成功率平均值为97.2%,自动移盘成功率平均值为1 0 0%,自动推空穴盘成功率平均值为9 3.3%,达到了旱地穴盘苗作物的移栽要求。     

5种奶牛自动饲喂给料系统分析比较

自动饲喂是提高奶牛养殖业节本增效的重要途径。对比分析了圆盘式给料系统、柱塞式给料系统、振动式给料系统、螺旋式给料系统和槽轮式给料系统5种奶牛自动饲喂给料系统的优缺点,并指出了选择给料系统应考虑的因素,提出了奶牛饲喂给料系统的研究和发展方向。      

移动式秸秆制粒机作业速度调控系统研究

为了提高移动式秸秆制粒机工作效率,解决玉米秸秆收获过程中作业速度与喂入量不匹配的问题,设计了一种移动式秸秆制粒机作业速度自动调控系统,以实现对秸秆制粒机作业速度的自动调控。该系统由喂入量-期望作业速度自适应变论域模糊控制器与液压马达转速调控系统构成,采用液压系统控制秸秆制粒机作业速度的方式进行调控。通过螺旋输送器功率得到实际喂入量,并根据灰色理论建立喂入量预测模型,以预测值作为变论域模糊控制器的输入;变论域控制器的输出作为液压马达转速调控系统的输入,作业速度PID控制器驱使液压控制系统调节制粒机行走机构改变作业速度,从而使作业速度和喂入量匹配,达到最佳喂入量,起到超前调节的目的。设计了3次试验,分别为模型参数的获取试验、均匀秸秆条件下的稳定性试验、非均匀秸秆条件下跟踪性能试验。试验结果表明,在均匀秸秆条件下,作业速度能够在3m内达到最佳作业状态,超调量小于5%,之后能够保持良好的平稳运行状态,使制粒机以最佳喂入量工作;同样,在非均匀秸秆条件下,作业速度能够以不大于5%的超调量跟踪喂入量的变化。试验证明,本系统能够实时检测作业速度和喂入量,达到作业速度和喂入量相匹配的目的,有效提高了移动式秸秆制粒机的工作效率。     

气送式玉米高速精量排种器供种系统设计与试验

针对气送式玉米高速精量排种器进行高速精量播种时排种器内存种量波动较大,无法维持最佳作业状态的问题,提出通过改进供种装置结构、优化供种控制模型的技术思路。设计了一种智能供种系统,采用可替换轮片的新型供种轮结构和以正弦函数为基础的波动变量供种方式,根据供种效果实时调节供种速度波动幅度,从而使排种器内的存种量保持在较好区间,确保排种器在较高作业性能下进行持续性工作。对关键零部件进行了结构参数设计,通过离散元仿真和台架试验获取并验证了不同结构的供种轮较优工作区间,同时对波动变量供种模型性能进行了试验验证。试验结果表明,新型供种轮能够通过改变自身结构在供种速度250~1500g/min范围内将供种速度变异系数保持在20%以下。优化后新型波动变量供种控制模型将使供种速度以波动变量供种的方式进行平滑变化,在供种速度500~1500g/min范围内围绕供种需求进行100g/min左右幅度的波动供种,满足玉米精量播种的技术要求。     

水稻秧盘育秧播种生产线电控式软硬秧盘自动供盘装置

为有效提高水稻秧盘育秧播种生产线的生产率,满足轻简化栽培技术要求,降低农民育秧成本,减轻劳动强度,解决现有自动供盘装置振动冲击大、供盘可靠性不稳定的问题,设计了一种可嵌放软塑秧盘的复合托盘和水稻秧盘育秧播种生产线电控式软、硬秧盘自动供盘装置。该装置以STM32单片机为控制核心,由接近开关检测等待供送的层叠秧盘,控制秧盘供送装置上的舵机实现对层叠秧盘的自动升落与供送。通过理论分析,建立了嵌入式复合托盘受力模型,确定了复合托盘的工作参数;设计了舵机升盘转轴机构、抬升指、输送装置等关键部件。为检测电控式自动供盘装置的工作稳定性,系统地进行了振动特性测试分析;以硬塑秧盘为试验对象,供盘成功率为试验指标,进行了三因素三水平的正交试验,结果表明,叠盘偏差范围对供盘成功率有显著影响,减小叠盘偏差能有效提高供盘成功率;通过分析试验结果,采用改进的渐进式导向板,实现对叠盘偏差纠错,并分别进行硬塑秧盘和嵌入式复合托盘嵌放软塑秧盘的试验研究,改进后的装置性能显著提高,硬塑秧盘的供盘成功率达100%。采用嵌入式复合托盘进行软塑秧盘自动供盘试验,软塑秧盘的供盘成功率大于98%,满足水稻秧盘育秧播种生产线自动供盘技术要求。     

无轨电动采摘车的研究与应用

我国温室内作物采摘收获主要是人工作业,没有辅助的配套设施设备,劳动消耗大、效率低。虽然目前相继推出有轨道的采摘车,但由于温室种植面积大,轨道的成本占比重较大。针对以上问题,开发了无轨道电动采摘车,实现了温室作业通道内无轨道采摘。该无轨采摘车主要由行走转移底盘、液压升降机构、工作平台、液压举升及控制部分等构成。该采摘车在温室狭窄的作业通道内运行,进行无轨道采摘作业,具有结构简单、操作容易、零排放及无污染等优点。经过实际生产试验,相对人工作业,工作效率可提高6~7倍。     

全自动整排蔬菜嫁接机嫁接夹输送机构设计与试验

为了提高蔬菜嫁接机的工作效率,对穴盘苗全自动整排嫁接机加以研究,基于嫁接夹固定嫁接苗的方法,设计了适用于整排苗同时嫁接的嫁接夹输送机构。该机构由嫁接夹自动排序供夹机构、嫁接夹输送台、直线运动机构3部分组成,可在一个工作循环中输送5个嫁接夹以及同时固定一排嫁接苗。整个机构通过振动盘完成嫁接夹的自动定向排序;由气缸驱动实现自动供夹;利用步进电动机驱动的直线机构完成嫁接夹的自动输送;应用气缸和气爪驱动控制嫁接夹的夹口状态,并完成5株嫁接苗的同步固定。对机构进行试验研究,确定了其性能参数,试验结果表明,嫁接夹输送机构一个工作循环用时约12.5 s,供夹成功率达到94.7%,嫁接苗切口固定成功率为92%,可以满足整排嫁接技术的需要。     

烟叶施肥起埂机的设计与研究

研制开发了一种与11～14.7kW的小四轮拖拉机相配套的烟叶施肥起埂机,该机可一次性完成深施底肥、起埂和整地3项作业内容.该机结构设计科学合理、性能稳定,作业质量完全可以满足农艺要求,而且节省农时,有效地减轻了烟农的劳动强度,具有良好的经济效益与社会效益,值得大力推广应用.     

自走式果园多工位收获装备设计与试验

为解决现代化果园水果收获过程中人工劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题,结合果树矮砧宽行密植模式和农艺种植要求,本研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。首先介绍了自走式果园多工位收获装备的整机结构和工作原理,然后根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式,对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统的关键部件进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验结果表明,所设计的自走式果园多工位收获装备可同步于六工位人工采收速度,苹果采收损伤率为4.67％,装箱均布系数为1.475,装箱速度为72.9个/min,能够满足果园采收作业要求。     

气动下压式高速移栽机自动控制系统设计与试验

针对气动下压式高速移栽机有序供盘和高速取苗作业自动控制需求,本文基于Arduino微控制器设计移栽机自动控制系统.该系统包括苗盘位移监测、有序供盘、高速取苗等任务模块,以苗盘位置和苗盘位移为主要控制条件,根据供盘速度-送盘速度、高速取苗间隔-苗盘位移等参数匹配要求确定供盘速度和取苗间隔控制方法,建立有序供盘、高速取苗两...     

水田风送施肥参数检测试验台设计与试验

水田侧深施肥田间试验受插秧作业季短、作业性能不稳定等多种因素影响，而传统室内土槽无法进行风送式水田施肥试验，设计了一种可进行风送水田施肥排肥参数检测的试验台。试验台主要由机械部分、测控部分、风送排肥部分和软件部分组成。综合采用自动控制技术、多传感器技术和液压传动技术模拟水田工况，实现风送排肥过程中风压、风速等参数实时采集和显示，可灵活控制排肥轮转速和转停频率。试验台性能验证试验表明，试验台行进速度可在0~1.62m/s内调节，误差1.5%；输肥气流速度在0~30m/s之间，满足风送排肥需求；排肥系统最大排肥变异系数为5.79%，施肥效果良好。对该试验台进行侧深施肥系统测试，结果表明，对施肥均匀性变异系数的影响因素由大到小依次为：排肥轮转速、台车前进速度、风机风速。试验台能够在实验室环境进行风送式水田施肥机构参数检测，缩短了水田风送施肥关键部件的研发周期，为实现水田施肥智能控制打下基础。