智能玉米籽粒联合收获机设计与试验

籽粒收获是我国玉米收获发展方向,但黄淮海地区高含水率夏玉米脱粒收获时籽粒破碎率、损失率和含杂率高。为推动高含水率玉米籽粒收获机械化进程,研制一种智能玉米籽粒联合收获机,设计一种低损摘穗与秸秆处理一体化割台,通过摘穗板间隙、拉茎辊转速、割台高度等主要参数调整,实现割台高效低损摘穗;设计一种适于高含水率玉米的纵轴流脱粒滚筒结构,通过优化脱粒滚筒、分离凹板和顶盖结构,调整脱粒系统工作参数,提高脱净率,降低破碎率;开发玉米收获机精准智能控制系统,集成导航定位、基准行自动引导作业、割台高度自动仿形、关键部件转速实时监测、故障报警等技术。田间试验表明:该机生产率0.73 hm~2/h,总损失率1.32%,籽粒破碎率4.47%,籽粒含杂率2.1%,满足设计与使用要求。     

自走式玉米籽粒联合收获机优化设计

针对高含水率玉米籽粒收获的要求，在现有纵轴流玉米收获机成熟机型的基础上，研制柔性低损伤玉米摘穗和输送装置，并研制脱粒、分离和清选装置，优化传动和驱动系统，实现自走式玉米籽粒联合收获机的优化提升，使其适合玉米籽粒收获作业。      

小区谷物联合收获机作业速度智能调控算法设计与仿真

针对小区谷物联合收获机收获过程中人工操作不能及时调整收获作业速度从而导致脱粒滚筒发生堵塞、严重损伤种子及影响小区试验结果正确性的问题,设计了脱粒滚筒转速—期望作业速度模糊控制器与模糊PID作业速度智能调控算法。根据脱粒滚筒转速变化情况不断地调节作业速度,使喂入量保持在脱粒滚筒额定范围内,防止发生堵塞,在保证脱粒质量的前提下,提高作业效率。同时,建立了小区联合收获机行走系统的数学模型,并以实际试验数据对算法进行了Simulink仿真试验验证,结果表明调控算法正确可行。     

4YL-4型自走式玉米籽粒联合收获机设计与试验

山东省位于黄淮海地区,玉米收获时籽粒含水率一般超过30%,直接进行籽粒收获破碎较高,很难满足生产需求。为解决籽粒收获时破碎率高的问题,设计了4YL-4型自走式玉米籽粒联合收获机。该机配置了柔性脱粒装置、高效清选装置及秸秆还田机,能够完成摘穗、果穗收集、输送排杂、低损脱粒及秸秆粉碎还田等工序。田间试验结果表明:该机功能高度集成,作业效率高,操控舒适性好,生产效率高,主要性能指标达到国家标准。     

玉米收获机低损脱粒控制系统的设计

玉米收获机低损脱粒是指在玉米收获过程中，通过科学的控制和管理手段，最大限度地减少玉米脱粒过程中的碎粒率和未脱粒率，实现玉米收获效率和品质的最优化。设计一种针对玉米收获机的低损脱粒控制系统，该系统基于嵌入式控制技术和CAN总线通信技术，通过对玉米脱粒过程的实时监测和控制，实现了精准的脱粒效果。系统主要包括传感器模块、控制模块和执行器模块。传感器模块采集玉米脱粒过程中的关键参数，如脱粒室内温度、湿度、压力等，控制模块根据传感器模块的反馈信号和预设的脱粒控制算法，实时调节脱粒机的转速和进料量，确保玉米脱粒的效果和损失最小化。实验结果表明，该低损脱粒控制系统能够有效地提高玉米脱粒效率，降低玉米损失率，具有很好的应用前景。     

对4LZY-2A玉米收获机的改进设计

一、相关性能测试 4LZY-2A玉米籽粒收获机是在4LZ-2A自走式轴流谷物联合收割机的基础上开发的自走式玉米籽粒联合收获机,可以收获玉米、小麦、水稻等多种作物。产品采用切、轴流双滚筒脱分原理,风筛式清选和风扇式复脱技术,收获玉米时的工作流程与收获小麦相同。作业时将整株玉米喂入,然后进行脱粒、分离、清选和集粮。     

高含水率玉米籽粒低损收获与穗茎一体化收获技术及装备

正"十三五"期间,中国农业机械化科学研究院承担的"高含水率玉米籽粒低损收获与穗茎一体化收获技术及装备"项目,取得了多项创新成果。该研究以玉米籽粒含水率、作业质量参数为控制依据,建立了摘穗损失、籽粒破碎、籽粒回收损失等指标的自适应智能调控策略,研发了玉米籽粒破碎率、果穗断穗率在线传感系统和控制模块,形成高含水率玉米籽粒收获自适应调控系统;开发了低损喂入、收获台过载保护和返吐等技术,以及高效单纵轴流、双纵轴流脱粒等核心装置,研制了高含水率玉米单纵轴流籽粒收获机、高含水率玉米双纵轴流籽粒收获机,解决了高含水率玉米籽粒收获国际性难题,引领玉米收获技术的发展。     

影响玉米脱粒效果的因素分析

本文参照玉米联合收获机收获玉米籽粒时实际作业状况,搭建了脱粒滚筒转速和凹板间隙可调节的试验台,并设计了两因素三水平的试验方案分析脱粒滚筒转速与凹板间隙对籽粒破碎率以及果穗脱净率的影响。试验表明凹板间隙是影响脱粒作业脱净率与破碎率的主要影响因素,通过合理调节凹板间隙和滚筒转速在破碎率与脱净率之间获取平衡以达到损失率最低的目的。     

玉米籽粒脱粒的果穗碰撞有限元仿真分析

玉米籽粒直收方式有望成为未来的主流发展趋势,玉米籽粒脱粒装置是玉米籽粒联合收获机的重要工作部件,对玉米籽粒收获质量有显著影响。设计了适用于沃得DC60型轮式联合收获机的脱粒装置,确定了脱粒装置材料与结构尺寸,通过ANSYS软件对柔性脱粒元件和刚性脱粒元件分别与玉米果穗的碰撞过程分别进行了有限元仿真分析。结果表明:柔性脱粒装置对玉米果穗造成的最大压力、接触面积、应力和应变均小于刚性脱粒装置,接触时长高于刚性脱粒装置。     

脱粒清选装置在玉米收获机上的应用

正目前国外玉米收获机的研究与生产技术已经成熟,如美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方国家,玉米的收获已基本实现了全部机械化作业。由于其种植方式多为一年一季种植,收获时玉米籽粒的含水率很低,大多数国家均采用玉米摘穗并直接脱粒的收获方式。绝大部分是在小麦联合收获机上换装玉米割台,并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的联合收获。随着劳动力资源的紧缺,我国玉米收获的机械化推广越来越普及,作业也越来越细化,对于玉米成熟早     

收割机脱粒滚筒负荷多目标优化模型研究——基于排队网络和遗传算法

为了提高收割机脱粒滚筒的自动化排障水平,实现收割机滚筒的自动化监测功能,提出了脱粒滚筒负荷监控系统的设计方案,实现了脱粒滚筒堵塞故障的预警、报警及自动防堵功能。该系统使用传感器对凹板压力、传动链张紧力和滚筒转速进行检测,并使用上位机对监测的信息进行数据处理,利用排队网络和多目标遗传算法对负荷参数进行优化,将优化后的负荷作为调整参数输出到控制器,调整脱粒间隙的大小,实现脱粒滚筒的智能化排堵,从而实现不停机排障,提高了联合收割机作业质量和工作效率。由滚筒的脱净率实验发现:脱净率最高的是排队网络遗传多目标优化算法。由此验证了所设计的脱粒滚筒负荷优化控制模型的可靠性。     

切轴流双滚筒玉米脱粒试验台设计与试验

黄淮海地区玉米籽粒机收一直受制于收获时籽粒含水率偏高等因素的影响,导致收获后籽粒破损严重,直接影响经济效益,而如何实现玉米籽粒高含水率情况下的低损失收获是目前的发展方向.为此,结合4 YL-4/5型联合收获机,设计了一种切轴流双滚筒玉米脱粒分离装置,不仅可用于玉米籽粒收获,也可调整部分技术参数,来完成小麦等农作物的收获...     

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。     

轴流式玉米柔性脱粒装置设计与试验

针对现有玉米籽粒收获装置对黄淮海夏玉米脱粒时存在籽粒损伤大,未脱净率高等问题,设计了一种轴流式玉米锥形脱粒滚筒,采用“柔性钉齿-短纹杆”组合式脱粒元件,实现籽粒低损高效收获。通过对锥形滚筒及关键部件结构的理论分析,确定了脱粒滚筒的关键参数;利用搭建的脱粒试验装置进行单因素试验,得到滚筒转速、脱粒元件间距及脱粒间隙对脱粒性能的影响关系。在此基础上,以滚筒转速、脱粒元件间距和脱粒间隙为试验因素,对破碎率和未脱净率进行三因素三水平二次回归正交试验,结果表明:滚筒转速、脱粒元件间距、脱粒间隙对破碎率与未脱净率均有显著影响;最优参数组合为滚筒转速425r/min、脱粒元件间距90mm、脱粒间隙45mm,对应的破碎率为5.72%、未脱净率为0.83%,达到国家相关标准要求。该研究可为黄淮海地区玉米脱粒滚筒的研发提供参考。     

基于CAN总线的联合收割机脱粒滚筒测控系统研究

提出了一种基于CAN总线的联合收割机脱粒滚筒测控系统的设计方法。利用LM3S8962芯片构建了各个CAN智能控制节点,并利用CAN总线多主通信的优势,将各个节点采集到的数据传送给上位机,通过上位机的数据处理和判断,实现了联合收割机参数的智能采集和脱粒滚筒的智能化控制。此外,基于Labwindows/CVI设计了相应的上位机监控软件,实现了数据的实时显示和存储,为操作人员提供了友好的人机界面和操作平台。该系统灵活方便、可靠性好、抗干扰能力强、通信速率高,是联合收割机脱粒滚筒关键作业性能数据采集与控制的有效解决方案。     

立辊式玉米收获机试验台的设计

适时收获期短是玉米收获机械发展缓慢的主要原因之一。为了能够延长试验时间、缩短研究与试制周期,更加方便地进行各种试验研究,设计制造了立辊式玉米收获机关键部件试验台。试验台由秸秆喂入装置、夹持输送装置、摘穗装置、控制系统和检测系统构成,可模拟玉米收获机田间作业情况,并能分析秸秆在摘辊上的运动规律、摘穗机理及影响收获损失的各种性能因素。     

轴流脱粒滚筒模糊控制仿真

基于模糊控制技术和变质量系统轴流脱粒滚筒的功耗模型，采用MATLAB的Simulink和FuzzyLogicToolbox工具箱建立了联合收割机脱滚筒的仿真模糊和模糊控制器。仿真结果表明：滚筒额定角速度运行时，给系统施加一阶跃负荷，在模糊控制器的作用下，机组的行走速度会相应改变，使加载前后滚筒的实际喂入量和总工作阻力基本恒定，从而将滚筒的角速度稳定在贮值附近，达到了预期控制效果。     

国外谷物联合收割机脱粒分离系统发展现状与展望

为提高国内谷物联合收割机的工作效率和工作质量,减轻人工劳动强度,推动我国谷物联合收割机的智能化和现代化进程,从脱粒分离系统的结构和智能化技术应用等方面综述国外谷物联合收割机相关系统的特点,分析阐述国外著名生产厂家的收割机脱粒分离系统技术现状和发展趋势。国外谷物联合收割机根据不同的使用场景匹配各有特色的脱粒分离结构,并以系列化、大型化发展方向为主,为实现低损失、高效率的脱粒分离工作,广泛采用智能化和信息化技术手段,对国内谷物联合收割机的发展有着十分重要的借鉴意义。     

低损伤组合式玉米脱粒分离装置设计与试验

针对现有籽粒直收型玉米收获机脱粒分离装置在收获高含水率玉米时存在籽粒破碎率高、脱净率低、籽粒夹带损失大、玉米苞叶易堵塞凹板的问题,设计了一种低损伤圆头钉齿与分段组合式圆管型脱粒凹板相配合的脱粒分离装置。分析了脱粒元件与果穗、果穗与凹板之间的接触模型,确定了玉米脱粒装置最优脱粒元件的结构参数、最佳的凹板组合形式。以籽粒破碎率和未脱净率为试验指标,以脱粒元件排布方式和不同凹板组合形式为试验因素,进行了台架试验,确定了较优组合为:圆头钉齿等高排布且最优球头半径为12. 5 mm,凹板最佳组合形式为圆管右向+直圆管(前疏后密型),并与常规梯形杆齿和栅格式凹板组成的脱粒分离装置进行了田间对比试验。试验结果表明:籽粒破碎率由13. 73%降低至8. 64%,未脱净率由0. 6%降低至0. 2%;未出现玉米苞叶堵塞凹板问题。