玉米收割机智能控制系统的设计与试验研究

我国玉米种植面积广,玉米联合收割机是玉米全程机械化生产的重要部分,收割时虽机械化程度较高,但智能化程度低、人力投入大。针对以上问题,对传统收获机的基本结构进行了智能化控制系统设置,并对玉米收割装置、传感器进行了设计和选择,结合PLC控制原理和传感器输出信号处理,对电动装置和收割机行走液压系统的液压元件进行控制,提高了玉米收割机智能化程度。以玉米收割机作业为基本条件,对智能控制系统进行可行性测试,结果表明:各工作部件响应速度较快,超调量和稳态误差较小,所建立的控制策略,无论在何种负荷条件下,都能对玉米收获机的各项工作参数进行优化。试验获得了1.676%和1.386%的玉米采摘损失率,满足了玉米收获的要求。研究结果可为玉米联合收割机的研究与进一步发展提供理论基础。     

怎样减少机收玉米的损失

用玉米收割机收获玉米,一次可完成收割、摘穗、剥皮、秸秆切碎和将光穗抛入挂车等项作业。收获速度快、质量好,深受群众欢迎。在作业过程中,如果对收割机操作和调整不当,会发生掉穗、掉粒、咬粒和漏割等损失。为了减少各种损失,将总损失控制在3％以内,又要充分发挥机械效率,就要做到合理操作正确调整,保持最佳技术状态。     

基于5G网络技术的智能收割通信系统优化

为进一步提升我国农作物收割机的智能化通信水平，全面提高其收割效率，融合当前引领先进的5G网络技术，针对智能收割机的通信系统进行了优化。以收割机主要结构组成与通信原理为切入点，以5G网络技术为支撑，结合智能收割机作业功能需求，设定智能精准收割和信息高速解码为分解因素，建立用于收割机智能通信的核心理论模型，通过核心软件模块优化与硬件适应配置形成高速率通信系统。同时，展开收割作业试验，结果表明：采用5G网络技术的收割机通信系统，通信准确率与通信速率分别相对提升了9.19%与9.98%,收割损失率降低了6.20%,体现了5G网络技术的应用优势。该智能收割机的综合收割效率提升至91.84%,优化效果明显，具有很好的推广价值。     

精量播种机内部信号处理与传输智能化分析

为进一步提高农作物播种机的精量化水平,针对其信号监测控制系统进行智能化分析。选取精量播种机为研究对象,将作物播种信号分解为漏种、堵种与多种3种情形,根据其作业特性设计信号检测流程,搭建监测控制模型,考虑播种株距、单行播种量、作业速度、报警系数等性能参数进行硬件配置选型,利用高效智能滤波的无线传输技术进行软件控制模块设计,从而实现内部信号实时监控管理。进行了控制系统信号监测仿真试验,结果表明:设置不同的播种量,系统检测准确率可达95.3%以上,调整不同的播种株距,系统检测的精量播种机株距合格率为93.54%,重播率及漏播率在信号智能监测方式下整体提升度为33.47%与27.85%,满足我国精量播种机相关设计优化要求。     

多功能茎秆收割机的结构设计及受力分析

针对茎秆类收割机损伤率较高、合格率较低的问题,对茎秆类收割机的结构进行了改进,并对其受力进行分析。茎秆收割机为整秆式收割机,主要由机架、行走系统、收割系统及操控系统组成。通过对其切割机构进行改进,加装平衡块,并对其进行受力和运动学过程分析,来减轻收割机作业过程的振动。为验证收割机性能,对其进行通过性试验和切割试验。结果表明:收割机通过性能良好,可以完成对茎秆类作物的收割,且损坏率较低。     

基于嵌入式单片机的仿形玉米播种机设计研究

国内外玉米播种机在排种、施肥的驱动方面多采用机械传动,在调整株距和施肥量方面为有级调速且精度较差。为此,设计了玉米播种机嵌入式单片机控制系统,可测定机组实际作业速度以控制株距和施肥量。控制系统由地轮与GPS的比较测速系统、主控单元、驱动单元、带反馈的播种与施肥电机等组成。其中,比较测速系统使播种株距更加均匀,驱动采用PWM信号及PID算法,电机跟随性良好;整体采用模块化设计,便于播种机单体的扩展。田间试验表明:播种的株距均匀度优于机械式播种机,设定株距为25cm时,株距合格率达100%,没有重播和漏播,最大偏差为7 cm,施肥量精度高于传统手工调节的方式,施肥偏差低于4%,有很大的推广价值。     

基于PLC的采摘机械手电气自动化技术研究

为了提高采摘机器人电气自动化的效率、水平及机器人的智能化程度,在采摘机械手的设计上引入了PLC控制系统,并利用PID控制算法对自动化系统进行了改进,提高了自动定位和采摘动作控制的精度。为了验证方案的可行性,模拟采摘机器人的作业环境,采用MCGS软件设计了采摘机械手作业的监测系统,并对采摘的漏采率和破损率进行了测试。测试结果表明:基于PLC的采摘机械手具有较低的漏采率和破损率,可以满足较高精度的采摘机器人设计需求。     

“谷神”收割机油菜籽收获作业效果出色

近日,由农业部农业机械化技术开发推广总站组织举办的全国油菜籽收获机械作业效果测评活动在江苏省吴江市举行。雷沃谷神GF30小麦收割机和雷沃谷神RG20水稻收割机换装油菜收割装置后参与测评,经过3天整机性能、作业效率、作业耗油量等项目测试,雷沃谷神收割机的出色作业效果受到来自农业部、国家发改委和各省农机推广鉴定系统现场评委的一致好评。活动第一天,雷沃谷神GF30和RG20收割机分别进行了收获损失率、含杂率、喂入量及割茬高度等性能的测试。测试过程中雷沃谷神GF30收割机作     

联合收割机最短路径设计—基于禁忌搜索和PID算法的

为了提高联合收割机的收割效率和自动化作业能力,使其在复杂地块具有智能路径规划功能,提高收割机作业的自适应能力,提出了一种基于禁忌搜索的智能联合收割机自动路径规划优化方案,并采用PID反馈调节控制算法,来降低算法的误差;建立了联合收割机智能搜索的禁忌算法模型,并设计了积分、微分和比例调节的PID控制模型;最后利用实地和软件测试的方法对算法的可行性和可靠性进行了测试。结果表明:利用禁忌搜索的PID控制算法可以有效地缩短路径规划时间,提高算法的精度,从而验证了算法在收割机智能控制上应用的可行性。     

基于虚拟仿真技术的甘蔗收割机喂入装置研究

针对小型甘蔗收割机阻塞严重和机械效率低的问题,提出了收割机的优化方案,主要包括对喂入装置倾斜角度、刀片转速和收割机行进速度的优化。设计了喂入装置的参数尺寸,并使用UG6.0建立了优化后虚拟样机的三维模型,将模型导入到ADMAS软件中进行了运动学仿真,对3种优化项目进行正交仿真模拟实验,得到了3种优化项目对收割机收割效果的显著性影响结果。由显著性计算结果可以看出:只有一次的喂入率小于9 0%,最佳整秆率组合为A1 B2 C2,最低损失率和漏割率组合为A2 B1 C1和A1 B3 C3。对漏割率和损失率进行方差分析发现:A和B对漏割率的影响显著,C和B对损失率的影响显著,因此需要综合考虑这些因素,使收割机的收割效果达到最优。     

不对行玉米收获机割台扶禾装置的分析与仿真

为解决玉米收获机不对行收获问题,研发一种新型玉米收获机不对行割台。本割台主要由分禾器、茎秆切割装置、摘穗装置和扶禾装置组成。扶禾装置能有效避免因行距不适所造成的推倒拉断等现象。茎秆喂入过程分为聚拢和脱出两个过程,通过ADAMS对脱出过程进行仿真分析确定了关键参数,为割台的设计提供了依据。     

面向对象的玉米收获机系统优化可行性分析

为深度提升我国玉米收获机的整机作业效能与运行效率,采用面向对象的软件设计开发方法,对其作业系统展开可行性优化设计.以整机的作业机理为基础,融合ETL技术与面向对象的设计方法,把系统划分为不同的对象进行系统建模,并构建完整的系统运行体系展开可行性验证试验.试验结果表明:经面向对象方法设计优化,收获机系统的数据冗余度可降低...     

国内外玉米收获机械研究现状及思考

研制适合我国国情的玉米收获机械,对解放劳动力、提高玉米生产效率和增强国民经济实力有着重大的意义.国外发达国家已经基本上实现玉米收获机械化,随着科学技术的不断发展,玉米收获机械正在朝着大型化、专业化、通用性、高适应性、智能化和人性化方向发展.国内玉米收获机械研制起步较晚,虽有产品上市,但技术都不太成熟,玉米收获机械化水平较低.为此,通过对国内外玉米收获技术研究现状的分析,结合国内玉米品种繁多和种植行距不统一的现状,探讨了我国玉米联合收获机械的市场需求,预测了我国在本领域的中长期发展方向.     

玉米植株抗弯特性对分禾器结构的影响分析

玉米收获机分禾器结构直接影响玉米植株的分禾和输送效果,是决定机具能否正常作业的重要因素。通过田间试验,对玉米植株抗弯特性进行了测定,测量出玉米植株的横向最大偏移量,并计算出玉米植株偏折角。得出了分禾器宽度与玉米植株抗弯特性之间的关系方程,找到了影响分禾输送效果的一个重要因素——植株自身的抗弯特性,为分禾器的设计提供了新的依据。在理论上解释了作业时分禾器离地越高越不易碰伤植株的现象,且对比了不同地区品种玉米植株抗弯强度的差异性,结论是最佳收获期内山东省、北京市地区品种的玉米植株抗弯能力比吉林省地区品种强。     

穗茎兼收鲜食玉米收获机割台自适应仿形系统研制

为了解决穗茎兼收鲜食玉米收获机割台仿形存在的问题,基于超声测距原理,研制了一种穗茎兼收鲜食玉米收获机的割台自适应仿形系统。该系统中,超声波测距传感器安装在割台分禾器前端,用于实时检测割台分禾器与地面高度差,将高度差信号传输至玉米收获机的中心控制终端,由控制终端发出相应调整指令,控制割台调整液压系统进行割台高度调整,实现玉米收获机在作用过程中的割台自适应仿形。以190kW四行的穗茎兼收鲜食玉米收获机为样机,搭载所研制的割台自适应仿形系统,开展仿形系统验证试验,玉米机作业行走平均速度4km/h,割台转速400r/min,安装在2个超声波测距传感器,割茬高度控制在90-110mm范围内,试验结果显示,在累计作业8小时的整个过程中,割台调整平稳,割台无触地现象,试验结果验证了所研制的割台仿形系统的有效性。     

玉米籽粒直收机夹带损失检测系统设计与试验

针对目前玉米籽粒直收机籽粒损失检测系统缺乏检测夹带损失技术的问题,设计了基于嵌入式单片机的玉米籽粒直收机夹带损失检测系统。该检测系统包括损失检测传感器、数据采集器和数据显示终端,可以同时监测收获机的清选损失和夹带损失,实时反馈收获机的收获损失速率以及损失量。通过模态仿真软件对不同材料、不同厚度的监测板进行有限元分析,选择厚0.5 mm的不锈钢板作为监测板;运用Multisim对滤波器性能进行仿真分析;设计基于STM32系列单片机的自适应限时滤波算法,可以有效抑制谷物撞击引起的的余振干扰。在试验台架上,对不同大小的玉米籽粒、杂余以及玉米穗进行标定试验,获取信号特征;经装机试验表明,玉米籽粒夹带损失检测结果最大误差为9.96%,平均误差约为6.52%,损失速率变化趋势反馈及时,能够辅助工作人员进行作业决策。     

中国玉米收获技术与装备发展研究

阐述了中国玉米种植模式、收获工艺及收获装备与发达国家的差异,以及中国玉米收获机械的研发历程和主要机型.阐述摘穗、剥皮及茎秆处理等通用技术与装置的特点,以及中国在不分行玉米收获技术方面的研究与探索.分析了当前制约中国玉米收获机械化发展的主要因素、国外玉米联合收获机的发展趋势和中国各玉米产区种植与收获特点,指出了中国应在农机农艺融合的基础上,因地制宜地开发适合本地区的玉米联合收获装备.     

小型不对行玉米联合收获机设计

目前,我国玉米对行收获技术已基本成熟,而不对行收获技术还有待完善。设计一种与手扶拖拉机配套的调幅式不对行玉米联合收获机,该机既能实现不对行收获,又可根据玉米株行距、生长状况等无级调节收获幅宽,能一次性完成玉米果穗的摘取、集箱和玉米秸秆还田等作业。对我国广大丘陵山区实现玉米不对行收获机械化有重要的促进作用。      

玉米摘穗装置的研究设计

摘穗装置是玉米收获机的关键部件,能够直接影响其摘穗性能和技术指标,即收获损失率、籽粒破碎率、果穗含杂率等,其工作可靠性也对整机有着举足轻重的影响.为此,通过对现有摘穗装置结构形式进行比较、选择,对卧式摘穗装置进行了初步的研究设计,为后续的优化设计奠定技术基础.     

玉米联合收获机械化技术

玉米联合收获技术是利用玉米联合收获机收获玉米的机械化技术。装备类型主要有背负式玉米联合收获机、自走式玉米联合收获机和玉米割台3种。介绍了作业注意事项、提高机械作业效率的方法、常见故障排除方法、不同环境因素下玉米收割机的操作技术以及安全生产要求,以期为用户提供有益的帮助。