遥控插秧机自动转向系统设计与试验

以久保田NSD8型插秧机为研究平台,在保证现有转向机构可用性的前提下,设计了一种遥控自动转向系统。该系统主要由转向执行机构、单片机控制单元、遥控发送接收装置、角度传感器、步进电动机等部分组成,可实现插秧机转向的遥控自动控制。利用该系统进行了遥控插秧机自动转向性能测试试验,通过检测系统获得的试验数据以系统识别的方法获得执行系统的传递函数,并分析了系统性能,分析表明该自动转向系统可实现插秧机整机遥控操作。同时分别进行了180°和90°平地转向试验,试验表明自动转向系统可以实现预定田间工作轨迹转向操作过程。     

高精度自动挤奶计量检测装置

根据目前国内挤奶机械化的需求,研制了精密自动挤奶计量装置。该装置能够在奶牛挤奶完成后自动计量产奶量,将数据存储显示并通过CAN总线技术直接传输给上位机。系统采用计量杯式装置及磁浮子传感器相结合的方法进行奶量的测量,同时采用二电极方法进行奶牛的电导率检测,从而对奶牛乳房炎进行预判断。该装置其能够实现非接触的自动快速计量,作为奶采集量的自动计量装置具有检测精度高、电路可靠性好且使用方便、不需人工参与及检测流程清洁卫生等特点,降低了劳动强度,提高了挤奶效率。     

拖拉机自动转向试验台研制

农业机械自动转向是实现农业机械自动化和智能化的关键技术之一,农田作业工况较为复杂,拖拉机自动转向装置的现场安装调试费时费力。针对这一问题,本研究研制了一种拖拉机自动转向试验台,对拖拉机自动转向装置进行模拟调试与测试以保证其控制的准确性和可靠性,从而减少田间测试时间,降低安装使用成本。本研究选用120马力拖拉机前桥,通过对机械结构、液压系统和电气控制系统的设计计算,搭建了拖拉机自动转向试验台。利用惯性测量单元对转向系统工作性能进行测试,试验结果表明方向盘平均转向间隙为16.48°,车轮平均转角延迟时间为0.14s,响应速度和稳定性符合农业机械转向要求。所研制的拖拉机自动转向试验台能够用于测试拖拉机前桥的工作状态,并对其转向性能参数进行准确采集和记录,可为农业机械自动转向装置的调试和性能检测提供一个高效可靠的测试平台。     

马铃薯播种漏播检测自动补种装置设计与试验

针对勺式马铃薯播种机作业中排种勺空穴漏播需人工检测与补种的难题,提出了一种基于激光对射传感器的漏播检测方法,设计了一种马铃薯播种漏播检测自动补种装置,并验证了装置的漏播检测性能和自动补种性能.采用两对激光对射传感器和接触式行程开关传感器分别探测漏播空勺和准确补种位置,依靠步进电机驱动补种装置进行精确补种.试验结果表明:...     

精密计量杯式自动挤奶计量装置的研制

研制了精密计量杯式自动挤奶计量装置,其作为奶采集量的自动计量装置具有检测精度高、电路可靠性好和成本低等特点.为此,介绍了该计量装置的组成和原理;描述了该装置的具体计量和控制过程;对精密计量杯容积的确定和计量腔容积的确定做了详细的分析.同时,在保证系统流速大于4L/min的前提下,讨论并提出了一种提高挤奶量计量精度的方法,通过该方法可将计量装置的精度提高到≤±1.5%.     

BM系列液压马达检测实验台的设计

BM系列液压马达的检测实验装置能够模拟实际工况对液压马达进行性能测试,采用比例控制技术和信号自动采集系统,提高了系统的测试自动化程度和测试精度;同时,有效解决了液压马达的低速加载稳定性问题,使系统结构布置更紧凑,简化管路连接,根据选择的液压元件的尺寸设计集成块,为下一步研究BM系列液压马达模拟实际工况对液压马达进行性能测试奠定理论了基础。     

基于信息技术的自动修剪机参数监控与分析

以自动修剪机运行参数监控系统为研究对象,基于信息采集技术,搭建一种通过位置传感器、角度传感器实现的运行过程参数监控系统.修剪机自动工作过程中,参数监控系统进行修剪机运行参数采集,并与控制系统中的设定值进行比对,进行插补控制指令修正,实现修剪机运行过程的闭环控制.系统运行参数采集分析表明:自动修剪机运行过程中的转动角度、...     

一种简易的溶解氧参数采集和处理系统

本增氧机溶解氧试验数据采集系统采用模块化设计,传感器和模数转换组件采用高精度元件,较好地实现了数据采集和处理任务,精度达到增氧机性能测试要求,试验数据自动化采集处理,减轻了试验人员的检测压力。     

水稻秸秆深埋整秆还田装置设计——基于数据库集群系统框架

农作物的秸秆还田可以改良土壤性能,增强土壤肥力,进而提高作物产量。为了提高水稻秸秆深埋还田装置的性能,对装置的性能和作业参数进行深入研究,针对装置埋深、土壤密度和装置行进速度3个影响因素水平,设计了装置性能测试的正交试验,并在实验平台上对不同方案的装置阻力进行了测试。为了有效地采集和保存传感器的数据,提出了一种面向物联网海量传感器采样数据管理的数据库集群系统框架(Io T-ClusterDB),传感器的阻力历次采样值被保存为采样数据序列,可以支持对数据的复杂逻辑查询和分布式索引查询,支并持关键字和时空查询。最后,通过实验得到了不同影响因素水平正交试验的装置阻力数值。实验表明:Io T-Cluster DB具有良好的传感器数据接入与查询处理性能,从而缩短了秸秆深埋装置的整个设计周期,提高了设计效率。     

四轮转向液压底盘自动驾驶系统设计

针对“精准农业”的作业需求,为提高植保机械的作业精度,降低驾驶人员的工作强度,设计了一种四轮转向液压底盘自动驾驶系统。该系统主要由车载电脑、行车控制器、RTK-DGPS采集装置、电控液压转向装置及行车状态采集装置等组成。行车状态采集装置采集行车参数信息并基于i CAN通信协议进行系统通信。车载电脑根据导航控制模型和各传感器实时参数生成控制指令,行车控制器根据车载电脑指令根据四轮车运动模型生成电控信号,并通过各电磁阀控制液压马达和转向油缸实现对底盘4个轮的转向。试验结果表明:当底盘前进速度为2m/s时,平均跟踪误差不超过0.04m。     

奶牛智能饲喂关键技术研究

随着现代规模化养殖新格局的初步形成,奶牛智能养殖装置的不断涌现,奶牛饲喂技术发展呈现出信息化、精细化、智能化的趋势。通过分析奶牛全混合日粮饲喂技术与奶牛自动饲喂装备系统的特点和应用情况,对国内外奶牛养殖技术装备进行总结,国内中小型养殖场仍存在自动化水平较低、饲喂技术与装备结合不完善、饲喂效率较低等问题;大规模养殖场面临核心技术需进口、养殖成本与装备研制成本较高的问题;国外的智能养殖装备技术相对成熟,相关装备系统已经大范围使用。此外结合国内外研究现状提出我国饲喂技术装备的改进方向,针对实际养殖情况对装备技术进行研发,促进我国自主装备及核心技术的推广应用,推进奶牛养殖装备技术向精细化、智能化发展,切实提升我国奶牛养殖水平。     

Optimal Number of Clusters per Milker

Milking is a very time-consuming task and many dairy farmers increase the number of clusters to increase the milking capacity. However, the introduction of additional clusters only reduces the milking time as long as the milker has idle time during milking. In the present research, the influence of the number of clusters on the milker's idle time was studied by models based on observed working routine, duration of machine milking times and detailed time studies of milking on 13 commercial dairy farms. According to the results obtained, one milker is fully occupied when milking in a stanchion barn with seven automatically removed clusters, and when handling ten clusters in a stanchion barn where the working conditions on milking have been improved by a rail-milking system. If milking is performed in a herringbone milking parlour, one milker is fully occupied when handling 18 clusters. As the optimum number of clusters is very dependent on the milking method and the machine milking time, the investment in new milking equipment should be based on a model calculation using the specific milking conditions for the farm.     

甘蓝采后整修系统自动调向装置设计与试验

针对甘蓝自然状态下根部姿态不一致、难以高通量采后整修处理的问题,设计了一种甘蓝采后整修系统自动调向装置,以提高甘蓝采后整修处理效率并降低人工成本。装置主要包括驱动电机、链传动机构、齿轮齿条副、辊轮调向机构、图像检测机构及机架。结合“中甘15号”甘蓝物理特性参数,对甘蓝在辊轮调向机构上的运动状态及甘蓝的受力情况进行了理论分析,确定了辊轮直径等关键部件结构参数及辊轮转速等关键作业参数范围。在ADAMS仿真软件中进行了甘蓝自动调向作业运动学仿真分析,并试制自动调向装置进行了验证试验。结果表明:设计的甘蓝采后整修系统自动调向装置采用机械结构实现了甘蓝根部的自动调向;当辊轮直径为80.00mm、辊轮径向间距为53.35mm、辊轮轴向间距为53.35mm、辊轮转速为2.96rad/s时,甘蓝调向成功率为92%,基本满足甘蓝采后整修处理作业需求。     

移栽机自动升降底盘设计与试验研究

针对旱地移栽机插深一致的需要,设计了一种基于双四杆机构的移栽机自动升降仿形底盘,包括底盘机架、导向轮、驱动轮、仿形机构、升降机构和液压控制回路等。对双四杆底盘升降机构进行理论分析,建立了底盘升降高度与液压缸伸缩量之间的数学模型。用Solid Works建立了该移栽机升降底盘的虚拟样机模型,并将虚拟样机模型导入ADAMS中,基于ADAMS/Hydraulics建立了移栽机自动升降底盘的机液联合仿真模型,进行机液联合仿真分析,得到了底盘高度、液压缸受力等相关参数变化。仿真结果验证了理论分析了的正确性,表明所设计的底盘升降机构和液压回路能够满足工作需求。以自制的2ZXW-2型穴盘苗自动移栽机为试验对象,以底盘和垄面间距稳定性及钵苗栽植深度均匀性作为评价指标,对样机仿形作业性能进行试验研究。试验结果表明:作业中底盘和垄面的间距能够基本保持稳定,钵苗栽植深度合格率为98%,栽植深度变异系数0.036,自动升降仿形底盘满足设计要求,很好地保证了钵苗栽植深度的均匀性。     

植保机械用风机性能自动测试系统

FMsCAT植保机械用风机性能自动测试系统采用VB软件开发,基于Windows界面,具有良好的可视化人机界面,实现数据实时显示,自动采集、处理和保存试验数据,自动绘制风机的有因次性能曲线和无因次特性曲线,并生成试验报告.     

基于预处理苗带甘薯裸苗自动移栽机设计与试验

甘薯种植多以裸苗移栽为主,对机械化移栽要求较高。针对国内甘薯移栽设备自动化程度低,作业时需要人工喂苗导致劳动强度大、机械化栽插质量不高的问题,结合甘薯裸苗栽植农艺要求,基于预处理苗带喂苗装置和挠性圆盘栽植装置设计了一种甘薯裸苗自动移栽机,结合甘薯裸苗移栽机喂苗装置、挠性圆盘栽植装置和浇水装置自动作业控制需要,设计了基于CAN总线的甘薯裸苗自动移栽机控制系统,能够一次性完成旋耕、起垄、开沟、自动有序喂苗、定株距栽插、镇压覆土、自动浇水、修垄等作业。田间试验表明,机具在目标株距25cm以及作业速度0.25、0.35、0.45m/s的情况下,栽植株距变异系数和栽植深度合格率均达到了标准要求,栽植株距变异系数和栽植姿态合格率受作业速度影响较大,栽植深度受作业速度变化影响较小,在作业速度为0.25m/s时,栽植株距变异系数平均值为10.16%,栽植深度合格率平均值为95.56%,作业性能优于0.35m/s和0.45m/s,栽植姿态合格率平均值为90%。本研究为甘薯裸苗机械化、自动化移栽机械的理论研究和设计提供了新的参考。     

农业领域自动定向技术研究进展分析

随着信息感知、机器人等技术的快速发展，自动定向作业具有更多的需求和实现方法。自动定向技术为智慧农业生产过程自动化、智能化提供有利条件，是提高作业效率和品质的重要环节之一，已成为农业生产自动化、智能化作业技术的发展方向。本文首先阐述了自动定向技术的基本概念与内涵，综述了在田间播种、采后处理、畜产养殖加工等农业领域自动定向技术的国内外研究进展，并分析比较了不同应用领域的特征和优缺点。然后对自动定向关键技术应用研究进行了系统分析，包括定向机理与方法、定向机构与装置、自动检测与控制等多方面的共性关键问题，归纳了该领域技术的开放性问题。最后总结了当前自动定向技术面临的挑战和机遇，展望了农机农艺高度融合的自动定向、专用与通用自动定向、多功能全面融合的自动定向和融合智能化技术的自动定向等农业领域自动定向技术和装备的未来研究方向。     

基于计算机视觉的玉米籽粒形态测量与研究

视觉技术目前被广泛应用于社会各生产领域,包括制造行业、文档分析、医疗诊断及农业品质检测等。为此,基于计算机视觉技术,设计出一种玉米品质自动检测分析方法,即玉米籽粒实时分析系统,具有客观、高效、准确的优势,解决了传统人工检测模式下主观、低效、误差大等问题。最后,设计出一种基于计算机线扫描技术和自动化控制技术相结合的玉米籽粒考种装置。     

病虫害智能识别喷药装置设计——基于PC图像处理和近红外光谱分析

在自动化喷施农药过程中,为了准确识别病虫害作物、节约农药和降低农业对环境的污染,以及提高药物的去虫效率,提出了一种基于PC图像处理和近红外光谱分析的作物病虫害智能识别喷药装置。该装置分为3个模块,包括近红外病虫害识别模块、喷药自动化调节模块和车载设备,其控制模块为安装在车上的PC机,利用近红外识别装置可以判断作物是否被病虫害污染,并且识别作物污染的等级,采用喷药自动化调节模块可以实现农药的定量调节,利用车载设备实现了全自动化喷药。对装置的性能进行了测试,结果表明:采用近红外识别装置和主成分分析法可有效地识别病虫害污染的作物,识别准确率较高;喷药自动化装置可根据病虫害的等级进行变量化喷药,减少了农药使用量,得到了较高的去虫率,从而验证了装置的可行性和可靠性。