甘蔗收获机扶蔗器扶蔗性能的仿真与试验研究

针对甘蔗收获机螺旋扶蔗器的参数设计问题,对螺旋扶蔗器安装倾角和转速与倒伏甘蔗扶起效果间的关系进行了仿真试验和物理样机对比试验。试验结果表明:仿真试验结果可用;安装倾角与转速均对甘蔗扶起效果有显著影响,前者影响较后者大;安装倾角的最优值为60°;转速较优范围为160~240r/min,该范围内扶起效果差别不大,转速值可取160r/min。     

甘蔗收获机扶蔗机构的概念设计与创新设计

对甘蔗收获机的扶蔗机构进行概念设计，采用构思一设计法(Beitz)构建部件的功能原理解和设计过程模型，并对原理解进行功能分解；对概念设计所产生的概念样机进行发散性创新设计，建立满足功能要求的虚拟概念样机；针对传统螺旋扶蔗机构，采用TRIZ创新设计方法，提出了能够解决传统螺旋扶蔗器对严重顺倒伏和较小程度的侧顺、侧逆倒伏的甘蔗较难扶起的问题的新型扶蔗机构。     

拨指链式扶蔗器漏扶问题的研究

拨指链式扶蔗器在对倒伏甘蔗扶起过程中,会出现漏扶现象.为此,通过对扶蔗器拨指运动轨迹进行理论研究,得到扶蔗器扶蔗的临界条件,建立了拨指链式扶蔗装置不漏扶的数学模型.在此基础上,运用ADAMS软件对拨指尖离地高度对扶蔗的影响进行了虚拟单因素试验.试验结果与理论分析吻合,证明所建立模型的可靠性.     

蔗地不平对收获机砍蔗系统影响的仿真分析

甘蔗根切质量是评价甘蔗收获机砍蔗系统好坏的一个重要指标,它直接影响到宿根第2年发芽率,即宿根蔗产量.通过测量蔗地不平整度,获得了第一手甘蔗种植垄沟不平整的数据,利用MATLAB处理数据得到小型甘蔗收获机以0.4m/s工作速度前进时由蔗地不平引起根切器振动的频率与幅值,并通过虚拟仿真软件ADAMS仿真分析蔗地不平对小型甘蔗收获机械砍蔗系统的影响.     

不等螺距螺旋扶蔗器的设计

如何有效地解决甘蔗收割过程中的蔗秆扶起问题,是促进甘蔗收割机械化发展的关键问题之一.为此,分析了甘蔗倒伏的具体情况,提出了一种新型不等距螺旋扶蔗器的设计方法,建立了其物理模型,并给出了不等距螺旋线的数学方程.通过计算机仿真验证了上述设计的合理性和可行性,为甘蔗联合收割机的扶蔗机构的设计提供了一种新颖与合理的思路.     

整秆式甘蔗收获机内物流排杂高速摄影分析

为了研究整秆式甘蔗收获机内物流排杂运动机理,研制了甘蔗收获机内物流排杂试验台,并利用高速摄像机拍摄了甘蔗与蔗叶在物流通道内的运动全过程,并对图像进行分析。结果表明,甘蔗在物流运动过程中发生弹跳、扭转和弯曲变形,在剥叶运动过程中发生断尾,并且通过排杂装置将蔗叶与甘蔗分离后排出。通过建立甘蔗收获机内各部件元件与甘蔗、蔗叶的简化力学模型,结合甘蔗和蔗叶的力学特性分析了甘蔗和蔗叶在物流通道内的运动机理。甘蔗在物流运动中主要受到的作用力为各部件对甘蔗的轴向力、垂直于甘蔗运动方向的切向力和摩擦力。     

基于LS-DYNA的甘蔗收获机压蔗辊影响研究

为减轻甘蔗收获过程中甘蔗损伤并提高甘蔗收获机收获效率,本文基于有限元方法,分析了甘蔗收获机收获过程中压蔗辊对甘蔗损伤情况,通过对甘蔗收获机切割区域的应力分析表明,切割点和甘蔗-土壤界面有不同的应力表现。甘蔗收获机不带压蔗辊时,甘蔗在切割过程中发生不规则运动导致甘蔗间应力大于其屈服极限极易发生折断导致切割不完整。而压蔗辊可以显著降低甘蔗-土壤界面的应力,减少甘蔗间的运动,提高甘蔗切割质量。     

甘蔗收获机主要激励源信号的采集与分析

为更好的搭建甘蔗收获机模拟试验平台,对甘蔗收获机的主要激励源进行采集分析。对采集的甘蔗收获机路谱信号进行分析,研究路谱信号能量集中的主要频段,为后期路面激振器的设计以及试验研究路面激励信号对甘蔗收获机的影响做好准备。对发动机激励进行分析,以便选择振动电机模拟发动机激励。对砍蔗激励进行分析,为虚拟试验研究砍蔗激励对刀架影响做好准备。     

两段圆锥式螺旋扶蔗机构的设计与仿真分析

为了研究扶蔗机构的工作性能,优化扶蔗器结构参数设计,建立了运动学模型。使用Solid Works,设计两段圆锥式螺旋扶蔗机构虚拟样机,应用ADAMS仿真工具,进行了运动学及力学仿真试验及高速摄影试验验证。结果表明:输送段安装角为30°~60°范围内,甘蔗不跌落;输送段安装角为60°,甘蔗扶起到最高点为4.1s,效率最高;螺旋倾角为45°时,甘蔗均匀受到螺旋叶片的作用力,无跌落现象;螺距有效范围为270~290mm,螺距为285mm时,受力情况以及扶起变化最稳定,扶起效果最好。     

新植蔗与宿根蔗机械化收获对比试验研究

为了研究甘蔗收获机在收获新植蔗和宿根蔗时的作业性能差别,以4GQ-1C型履带式甘蔗收获机为研究机型进行了对比试验。收获机以相同作业参数收获两种不同状态下的甘蔗,分别测定收获机的性能指标。试验结果表明,收获新植蔗时,宿根破头率为4.69%,相比宿根蔗(6.33%)低25.90%;总损失率为2.11%,相比宿根蔗(3.38%)低37.57%;蔗段合格率为96.80%,相比宿根蔗(94.35%)高2.60%;未剥净率为0.18%,相比宿根蔗(0.26%)低30.77%;含杂率为4.83%,相比宿根蔗(6.19%)低21.97%。在收获新植蔗时,作业性能在总体上优于宿根蔗,因此,在收获宿根蔗时可以适当调整收获机各项作业参数,以达到更好的收获效果。     

基于模糊理论的甘蔗收获机可靠性综合评价

针对甘蔗收获机可靠性影响因素复杂,考核指标、评估方法多,难以开展定量化评估的问题,提出将甘蔗收获机可靠性评价试验中得到的多个指标,结合可能影响甘蔗收获机可靠性的人为和环境因素,采用模糊理论对甘蔗收获机的可靠性进行综合评价。      

整秆式甘蔗收获机输送调控系统设计与试验

针对甘蔗生长的随机性使收获机喂入量随时变化,易导致整秆式甘蔗收获机输送堵塞或工作效率低下的问题,设计了一种整秆式甘蔗收获机输送调控系统。该系统由动态扭矩传感器、PLC控制系统、液压系统、伺服电机系统组成,通过实时调节输送辊转速与喂入速度使得甘蔗收获机输送能力与喂入量相匹配,减少甘蔗堵塞情况。通过搭建甘蔗收获机试验平台,开展甘蔗输送调控试验。甘蔗输送调控试验结果表明,安装了输送调控系统后,各试验水平下的甘蔗平均输送速度为4.06、3.42、3.04、2.42m/s,相比无调控系统有了明显提升,并且收获机输送能力在喂入量峰值过后恢复到初始值,保证了工作效率;调控试验的平均堵塞率降低到5%,输送调控系统对缓解输送堵塞有显著作用。     

4GQ-1C型甘蔗收获机作业性能试验与分析

针对目前大中型甘蔗收获机不适宜坡地、小行距和小地块蔗地作业问题,研发了4GQ-1C型甘蔗收获机。为验证机器适应性和可靠性,对比现有机型,进行了田间试验。试验结果表明,4GQ-1C型甘蔗收获机在进行单行种植模式甘蔗收获时,相比132、194 kW两种机型的甘蔗收获机,具有甘蔗含杂率低、损失率低和作业灵活等优点,能适应小地块、较窄行距和坡度较大蔗地机收作业的需要。      

基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测

甘蔗收割机收割后的甘蔗宿根破头率是评价甘蔗收割质量的重要指标,破头率过高会严重影响下一年甘蔗产量及甘蔗收割机的广泛推广与应用,但甘蔗破头率的采集方式复杂、费时费力,是研究降低甘蔗破头率的控制策略中的一项难题。为此,提出了一种基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测方法,通过在田间采集甘蔗收割机刀盘与行走子系统的工作压力、速度等信号,以此为输入数据,以甘蔗破头率为输出,建立了基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测模型。结果表明:基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测平均绝对误差为0.145,均方误差为0.0214,与LSSVM预测模型相比分别降低了60.7%、80.9%,与真实破头率的拟合程度高。预测模型为探究降低甘蔗破头率的控制策略提供理论基础。     

云南山地甘蔗收割机发动机的动力匹配

该文论述了云南山地甘蔗收割机发动机的动力选择研究,通过对云南山地甘蔗收割机的作业状况进行分析,并对作业状况下的功率消耗进行分析计算,得到了在高原地区,海拔及土壤比阻较高环境下,云南山地甘蔗收割机作业所需的发动机最小功率匹配。      

甘蔗收获机喂入分流系统的设计与试验

甘蔗收获机普遍使用的双圆盘切割台系统在收获过程中存在明显"居中堵塞现象"。为了合理利用收获机物流通道空间,使喂入的甘蔗流主动分流居中并行且均匀输出,设计了一种新型的甘蔗收获机喂入分流系统,通过三维设计软件Pro/E建立了甘蔗喂入分流机构虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS,在不同的分流转速、分流辊上的橡胶管按不同的角度安装及选择不同的橡胶管与甘蔗的摩擦因数进行了虚拟仿真试验并在仿真的基础上进行了物理样机实验。仿真与样机实验表明:当此机构分流辊机构转速为300r/min、分流辊上偏置胶管的偏置角度为30°,且偏置胶管与甘蔗间的静摩擦因数f0=0.3 5、动摩擦因数f1=0.2 5时,在保证甘蔗进给速度的前提下,可以使甘蔗流分布较为理想。     

甘蔗收获机切段装置研究现状与发展趋势

论述并总结了国内外切段式甘蔗收获机切段装置的研究现状，阐明了切段装置的工作原理及各结构参数和工作参数对切段效果的影响机理，并从优化清选、提高切段质量、降低糖分损失和减少部件功耗等方面对国内甘蔗收获机切段装置的研究提出了建议。      

甘蔗收获机械集成化设计开发管理模型的建立

在分析基于可视化虚拟设计技术的甘蔗收获机械设计开发总体流程的基础上，介绍了其设计开发集成建模的基本思路。详细分析了甘蔗收获机械设计开发过程管理模型的建立和实现方法，产品结构模型、产品结构配置的方法及其产品数据在PDM软件的类层次结构模型的建立，从而实现对甘蔗收获机械设计开发过程的动态调整和监控，为甘蔗收获机械集成化、系列化的设计开发提供可靠的基础和依据。     

液压技术在整杆式甘蔗联合收获机上的应用与研究

分析了我国甘蔗收获机应用液压技术的现状。在4ZL―150型整杆式甘蔗联合收割机分析的基础上,对应用的液压系统和主要工作部件进行详细说明。通过广西农机鉴定站的检测,结果表明:液压系统应用于甘蔗联合收割机上能更好地实现作业工序,整机性能运行平稳;切割装置和液压系统支路设计合理;含杂率4%和总损失率2.0%都低于糖厂对机械化收获的甘蔗要求,液压系统应用于甘蔗联合收获机上是方便可行。     

甘蔗联合收割机作业远程信息平台设计与实现

甘蔗收割机作业工况数据的实时监测具有重要的实际意义,设计并实现一种基于云平台的甘蔗收割机作业远程信息平台。通过PLC、CAN总线和Modbus协议完成车载端的现场作业数据实时采集,使用通信模块并采用MQTT协议将数据上传到云平台,终端用户可以通过手机App或Web访问云数据,实现移动终端对甘蔗收割机作业工况数据的实时监测。通过现场测试结果表明：在1.52 h内,实际收到甘蔗收割机实时传来数据5 465条,数据丢失7条,数据准确率为99.88%,丢失率为0.12%。该系统对甘蔗收割机数据监测参数准确,实时性高,能够实现甘蔗联合收割机作业数据的实时采集、远程传输、数据储存与分析等功能,为甘蔗联合收割机的智能化与信息化应用提供了技术支撑。