基于分布式操作系统的自动打捆机设计

以小麦玉米秸秆自动打捆机为研究对象,针对现阶段秸秆打捆出现的自动化程度低、打捆可靠度不高等问题进行分析,利用分布式操作系统建立秸秆自动打捆机控制系统,并选用一种椭圆式齿轮箱实现打捆机执行机构。打捆机结构设计完成后,进行控制系统软件设计,并进行搭载试验。结果表明:利用分布式操作系统搭建的秸秆自动打捆机,打捆损失率低,成捆率高,成捆密度高,各项指标均符合相关标准,且操作简便、稳定性高,可满足现阶段农业生产过程中的秸秆打捆要求。     

草捆稳定性的影响因素试验研究*

针对玉米秸秆成捆后,收集搬运过程中易散捆的问题,从玉米秸秆草捆受力分析入手,分别研究了草捆静置、移位和变形过程中载荷的变化规律,以及影响草捆稳定性的因素;利用本团队开发的打捆试验台,开展了草捆密度、草捆长度和捆绳数量对草捆抗摔率影响的试验,确定了满足草捆质量稳定性的参数取值范围;通过响应面分析试验,确定了适合草捆收集搬运的最优参数组合为草捆密度为175 kg/m³,草捆长度为88 cm,捆绳数量为3根,草捆抗摔率为93.5%。草捆稳定性完全满足生产要求,为方捆打捆机的研究提供了理论指导。     

上海STAR世达尔现代农机

正致力于播种施肥,牧草及秸秆收获的解决方案播撒希望收获价值STAR世达尔系列打捆机可用来进行草场牧草、苜蓿类、稻麦秸秆、玉米秸秆、软茎类秸秆的收获打捆作业,使用不同机型可以打成方草捆或圆草捆。还可以选择绳索或捆网作为圆草捆的捆扎方式。具有捡拾干净、草捆密度可调、作业效率高,适用性强的特点。特定型号打捆机还可配合割草机、割草压扁机、搂草机、包膜机及包夹,组建完备的作业系统。     

方捆打捆机草捆动态称重试验台设计与试验

为实时监测方捆打捆机作业过程中各草捆质量,实现方捆机草捆随车动态称重系统的测试,设计并搭建了以STM32单片机为核心控制器的动态称重试验台。通过对方草捆称重过程及两组称重的数据分析,获得了称重值变化规律。针对此变化规律确定了草捆质量检测方法,用格拉布斯准则将称重异常数据点剔除,并对剩余称重值中相邻3个称重值取平均,选取所有平均值中最大值作为此草捆质量检测值。运用SPSS软件对多组不同质量草捆检测值与实际值进行曲线回归,获得草捆质量检测值与实际值回归方程,并测试此回归方程拟合效果。结果表明:回归方程可有效拟合草捆质量检测值与实际值的关系(R~2=0.998,Sig0.05);称重系统能有效对方草捆质量进行动态监测,监测误差小于3%,可为方捆打捆机草捆随车动态称重系统提供理论依据。     

圆草捆打捆机的设计及优化

设计了一款圆草捆打捆机,通过牵引机械输入动力,采用凸轮滑道型捡拾系统技术和成型室钢辊预压缩技术,实现了打捆、缠网、密度调节、报警等自动化控制,整机自动化水平高。通过试验对捡拾系统进行了优化,提高了整机性能,该圆捆机广泛应用于牧草、秸秆作物的打捆。     

4YF-1300型大方捆打捆机设计与试

针对玉米秸秆的打捆压缩特性和直燃发电对秸秆燃料规则捆型上料系统的要求，对打捆机的传动系统、物料捡拾和喂入系统、机械式预压缩室、压缩机构以及液压密度控制系统进行了设计和参数计算。采用合理的捡拾喂入参数、二级预压缩原理和双液压油缸及其反馈控制系统保证了机器作业的可靠性。试验结果表明：4YF-1300型大方捆打捆机样机的打捆率达到了97.2%，规则捆包率为94.4%，捆包密度达到了     

4YF-1300型大方捆打捆机设计与试验

针对玉米秸秆的打捆压缩特性和直燃发电对秸秆燃料规则捆型上料系统的要求,对打捆机的传动系统、物料捡拾和喂入系统、机械式预压缩室、压缩机构以及液压密度控制系统进行了设计和参数计算.采用合理的捡拾喂入参数、二级预压缩原理和双液压油缸及其反馈控制系统保证了机器作业的可靠性.试验结果表明:4YF-1300型大方捆打捆机样机的打捆率达到了97.2%,规则捆包率为94.4%,捆包密度达到了190～210 kg/m~3.     

9YFQ-1.9型跨行式方草捆捡拾压捆机

正华德牧机——中国人自己的品牌9YFQ系列跨行式方草捆捡拾压捆机主要由捡拾器、输送喂入器、压捆室、打捆机构、压缩活塞、传动系统及机架等部分组成。该机由拖拉机牵引横跨在草条上前进,通过拖拉机动力输出轴将动力传递到打捆机上。捡拾、输送喂入、压缩、打捆、放捆等工序依次自动完成,草捆按固定方向整齐地排列在地面上。9YFQ系列跨行式方草捆捡拾压捆机(简称方捆机或打捆机)目前已从单纯的收获牧草发展成为可收获多种农作物秸秆的压捆机械。随着农作物秸秆作为饲料及燃料的广泛应用,为了便于操作和运输,减少成本,打捆机的应用也越来越广泛。为了提高打捆     

联合收割机配套秸秆打捆机压缩系统的优化方案

联合收割机配套秸秆打捆机是一种以联合收割机滚动轴转动力为动力源的秸秆收集压捆机具。由于受空间位置及动力的限制,打捆机整体尺寸较小,草捆密度相对较低。为了在不影响整体尺寸的前提下提高草捆压缩密度,本文分别从压缩行程、压缩频率及压缩截面等方面对其压缩系统提出了优化方案,以提高草捆密度。     

牵引式玉米秸秆切割揉碎方捆打捆机设计与试验

针对我国玉米秸秆收储、利用难及现有秸秆收获机械可靠性低、适应性差等问题,从切割揉碎打捆理论与试验研究角度,探明秸秆切割揉碎打捆作业技术。设计了一种对田间直立、铺放或散状整株玉米秸秆可一次性完成切割、揉碎、输送和打捆作业的牵引式玉米秸秆切割揉碎方捆打捆机。对牵引架、切割揉碎装置、网筛式物料导流装置和压缩打捆装置等关键部件进行了结构设计,并开展了样机试制及试验。试验结果表明,样机破节揉碎率91.3%,成捆率99.0%,秸秆捆密度167 kg/m3,规则秸秆捆率95.6%,秸秆捆抗摔率93.5%,样机作业性能良好,符合相关标准要求。研究成果实现了直立、铺放或散状整株玉米秸秆切割、揉碎和打捆一体化技术融合,可为秸秆打捆机的设计提供参考依据。      

小方草捆机草捆收获自动监控系统研制及试验

目前,国内外小方草捆机还不具有自动监测和控制功能,随着牧草收获机械向精密控制方向发展,实现小方草捆机草捆收获过程的自动监控功能显得尤为必要。为此,主要对小方草捆机自动监控系统进行了研制及试验。在小方草捆机上配置压力传感器、称重传感器、磁性行程开关采集工作中的数据信号,再通过PLC控制装置对信号处理并传输,将小方草捆机工作中打捆的草捆数、工作面积、草捆的工作压力及草捆质量等参数在驾驶室工控显示装置上显示;在小方草捆机上安装双同步液压缸,操作人员可根据生产的需要,按动工控显示装置上的按钮来控制液压缸的伸缩,从而改变草捆工作压力使草捆密度达到合适的要求。试验结果表明:草捆计数、面积测量记录数据与实际测量一致,由于机器在运动中有振动,草捆质量测量误差为3.5%,达到了设计要求,实现了小方草捆机工作过程监测及参数控制。本研究可为小方草捆机精密自动监测系统设计及应用提供参考。     

钢辊式圆捆机旋转草芯形成影响因素分析与优化

针对国产的中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆易产生堵塞的问题,利用自行设计的钢辊式圆捆机(草捆直径约500 mm)试验装置对其打捆过程进行了研究。通过高速摄像分析可知:旋转草芯形成过程实质上是稻秆在卷压室内连续卷绕累积的过程,形成的旋转草芯可对后续喂入的稻秆产生较大的牵带作用,进而消除打捆堵塞。通过试验分析可知,旋转草芯形成过程主要依靠钢辊对稻秆的摩擦牵引及后续喂入稻秆的持续推动完成的,据此,针对影响钢辊式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度以及稻秆喂入量为试验因素,以旋转草芯形成时的干物质质量为评价指标,进行了试验研究。结果表明:各因素对旋转草芯形成时的干物质质量贡献率从大到小依次为:钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度、稻秆喂入量。当因素参数组合为钢辊与稻秆间的滑动摩擦因数约0.65、捡拾器弹齿端点线速度2.23 m/s、稻秆喂入量1.5 kg/s时,旋转草芯形成时的干物质质量为1.58 kg。研究结果可为钢辊式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。     

可变压捆室打捆机结构设计与仿真分析

针对传统秸秆打捆机收获农作物秸秆时形成圆草捆直径单一的问题，设计一种由捡拾机构、喂入机构、压捆机构和草捆卸载装置等组成的可变压捆室圆捆机。在Solidworks中建立可变压捆室圆捆机三维模型，简述其工作原理和关键部件的结构设计，并对整机动力传动系统进行分析；分析草芯在压捆室内累积过程，得出物料在压捆室内运动的规律，并通过计算得出钢辊线速度为2.29 m/s；运用ADAMS软件对打捆机进行运动学仿真，验证打捆机作业时不会发生物料堵塞和堆积现象，得到钢辊线速度为2.3 m/s，与计算结果基本一致；利用ANSYS Workbench软件对打捆机机架进行模态分析，得出打捆机正常作业时机架不会发生共振现象。为后续秸秆打捆机的创新设计和结构改进提供理论支持。     

基于ANSYS Workbench的方捆机刀架静力学与模态分析

切割揉碎装置中刀架对秸秆切割揉碎方捆机的性能有重要影响。为避免作业过程中出现刀架结构强度不足和共振问题，运用SolidWorks软件建立秸秆切割揉碎方捆机的三维模型，将刀架模型简化后导入ANSYS Workbench软件，并对其分别进行静力学和模态分析。静力学分析结果表明：刀架在静载荷下最大位移为0.259 3 mm、最大应力为54.77 MPa，小于刀架材料Q345的屈服强度极限。模态分析结果表明：刀架前20阶固有频率的范围为32.61~257.83 Hz，与拖拉机产生的激励频率0~15 Hz不在同一区间内，因此秸秆切割方捆机在作业时不会产生共振现象。田间试验结果表明：秸秆切割揉碎方捆机纯工作小时生产率为4.49 t/h，成捆率为98.5%，规则草捆率为97.01%，抗摔率为95.52%，试验指标符合试验要求，刀架综合性能满足设计要求。     

小型方捆机草捆动态称量系统设计与试验

针对小方捆机作业过程中草捆连续、单捆动态分离称量难、捡拾器升降频繁、地面起伏大等问题，基于多传感器融合技术设计了一套方捆机草捆动态称量系统。提出了一种草捆动态分离、识别方法，构建了基于称量台实时下压力和俯仰角的双参数草捆动态称量系统，实现了单草捆动态独立称量。该系统由机械部分、传感器部分、数据采集模块、卫星定位模块、显示终端及上位机软件组成，传感器部分包括4个压力式称量传感器、称量台俯仰角传感器和草捆状态识别传感器。系统可以实时显示称量台下压力、称量台俯仰角、草捆质量、草捆状态和经纬度等信息。进行了草捆动态称量系统性能试验，结果表明，静态模式下系统的草捆质量预测值最大相对误差为0.38%；动态模式下草捆质量预测值和真实值决定系数R2达到0.996，系统预测的相对误差为-4.40%~4.30%。说明系统具有较高的准确性及较好的鲁棒性，满足田间草捆称量的实际需要，为打捆机作业质量评价提供了一种快速测量手段。     

基于数据融合技术的牧草打捆机控制系统设计

针对现有的牧草打捆机普遍存在的生产效率较低、工作可靠性一般及核心零部件缺乏创新等问题,设计研发了基于多传感器数据融合技术的牧草打捆机控制系统.系统以西门子PLC为核心控制器,安装有重量传感器、转速传感器、压力传感器,通过A/D转换模块将传感器采集的信号转换为modbus通讯协议的RS-485数据形式,由无线GPRS数传...     

小型秸秆圆捆机喂入机构的设计与试验

针对传统小型秸秆圆捆机打捆作业时经常会出现堵塞的问题,结合打捆要求,设计一种由前置喂入对辊、后置挤压对辊和护板组成的新型喂入机构,并以稻秆为试验原料,采用3因素5水平正交旋转设计方法进行试验研究,分析前置喂入对辊的间距、后置挤压对辊的间距以及挤压倾角对秸秆喂入性能的影响,试验表明当前置喂入对辊的间距为50 mm、后置挤压对辊的间距为22 mm、挤压倾角为19°时,喂入机构可有效减少小型秸秆圆捆机出现堵塞的问题,满足日常打捆需求。该研究可为圆捆机的结构设计提供参考。     

打结器运动图像与捆绳张力信息同步获取系统研究

在已有方捆机上搭建了一套可实时同步获取打结器运动图像和捆绳张力信息的试验系统。开发了用于同步触发高速摄影与张力传感器的同步模块,通过在1 000 Hz频率参数环境下进行试验,分析高速摄影捕捉到的目标图片数与张力传感器捕捉到的目标数据点数,发现二者数目相同,且不同组打结过程打结器运动特征点与捆绳张力部分峰值点对应齿盘度数的变异系数均小于3%。基于所得运动图像信息与张力信息得出了打结器各机构的运动时序范围,确定了揽绳器、钩钳、脱绳杆等机构的详细运动时序。