花生挖掘铲动力学分析与试验

对花生挖掘铲与土壤进行动力学分析,建立了挖掘铲工作阻力数学模型,确定了挖掘铲的工作参数、土壤类型、土壤物理机械性质等因素与工作阻力之间的函数关系.分析了挖掘铲的铲面倾角、工作速度、挖掘深度、铲面宽度等因素对挖掘铲工作阻力的影响,以寻求最佳的工作参数.进行了挖掘铲工作阻力测试和花生收获试验,试验结果验证了挖掘铲阻力模型和工作参数的确定是合理的.     

YN-2型联合花生收获机

由山东省平度市店子镇益农农业机械厂研制的新型花生收获机械已投放市场。该机可直接与中小型拖拉机配套使用,具有挖掘和抖土功能,关键的收获装置可利用拖拉机动力输出带动抖土筛前后摆动,实现了挖掘花生、分离与抖土一体化。一次可完成挖掘和抖土,使花生与土完全分离。一体两侧带有护板,便于花生蔓收获整齐,后侧附设镇压轮,可对收获花生二次脱土,确保分离完全。该机工作阻力小,机组功耗小,收获效果好,采用该机收获的花生荚果损失小,掉果率低,花生无破损。不用人工抖土,可直接装车。在收获花生的同时,地膜可一同挖刨离土,地膜直接附在花生蔓…     

花生收获机自动驾驶作业系统设计与试验

为提高花生收获机的智能化水平,设计了花生收获机自动驾驶作业系统。以东泰机械4HBL-2型自走式花生联合收获机为平台,针对花生收获机操作台、变速机构和作业机构设计了具有CAN总线接口的手自一体化电控系统,采用PD控制算法和Bang-Bang控制算法实现了行走和作业系统的控制。针对花生收获作业农艺要求,设计了花生收获机联合作业策略、自动导航路径规划和路径跟踪控制方法。以行驶速度0.25m/s在水泥路面和沙质土壤花生地进行了自动驾驶收获作业试验。水泥路面试验结果表明,花生收获机直线跟踪平均绝对偏差为4.34cm,最大偏差为9.30cm;沙质土壤田间试验结果表明,花生收获机直线跟踪平均绝对偏差为5.12cm,最大偏差为12.20cm,满足花生联合收获作业要求。     

振动式土壤切削挖掘阻力试验台设计

为探究低频振动挖掘铲在不同牵引速度、振动频率、振动轨迹等因素下对土壤切削挖掘阻力的影响,设计了振动式挖掘铲土壤切削阻力试验台。试验台主要由多连杆振动机构、挖掘装置、试验测试系统及行走装置等组成,通过对试验台的多连杆机构进行设计分析,可满足试验时挖掘铲振动轨迹、振幅等因素可调的要求;设计了试验测试系统,可完成对切削挖掘阻力、振动频率、激振扭矩等信号的数据采集、显示与存储。土槽试验验证表明:各水平因素参数均能够按照设计要求精确调整,测试程序能够准确显示对应信号曲线图形并对数据进行存储,符合试验台设计要求。     

滚筒筛式花生荚果复收机的设计与试验研究

针对花生收获漏果、掉果严重且缺少有效的花生复收机问题，为进一步减小花生收获损失率、提高收获效益，设计了一种牵引式花生复收机。复收机主要由挖掘装置、滚筒式分离输送装置、集果箱、机架及限深装置等组成，能够一次性完成花生荚果的挖掘、输送、除杂去土及收集等作业过程。其中，挖掘铲采用封闭铲面及栅杆结构，有效降低了挖掘阻力，提升了挖掘效果；采用滚筒式分离输送装置，实现了花生荚果的有效抬升及碎土清土，有效降低了花生荚果的含土率及破损率。田间试验结果表明：机具收获效果好，工作性能稳定，收获含土率低于4%,破损率低于2.5%,漏果率低于0.25%,生产效率达到0.21～0.37 hm²/h,可为进一步开发设计高效的花生复收收获机械提供参考。     

4HBL-2型花生联合收获机复收装置设计与试验

针对4HBL-2型花生联合收获机果土分离及输送中花生果实的漏果、掉果问题,设计了花生联合收获机复收装置。在花生联合收获时,对土壤中遗漏的果实和夹持输送过程中掉落的果实进行复收、清选、集果等作业。并对复收装置进行了设计与试验研究,确定了该装置的最优结构参数和工作参数:复收装置安装角度为20°,复收链输送速度1.2 m/s,复收链杆条间隙10 mm。在机组前进速度为0.6 m/s时,实现收获花生平均净果率为90.16%,平均漏果率为0.12%,提高了花生的收获质量,减少了花生二次复收的劳动强度和作业成本。     

土壤阻力连续测试系统农田试验研究

土壤阻力连续测试系统可连续获取农田压实的土壤阻力信息。为研究土壤阻力连续测试系统测试土壤阻力指数(TRI)的适用性,安排了小区对比、大田对比和工作速度影响3个试验,进行了土壤阻力指数TRI值与土壤圆锥指数CI值对比分析。试验结果表明:在表征农田土壤压实程度上,TRI值与CI值具有一致性,即利用土壤阻力连续测量系统测取的TRI数据可以反应农田土壤的压实程度;土壤阻力连续测量系统采样连续、数据信息量大和采样效率高,适合于大面积农田土壤信息快速采集,有利于变耕深耕作技术的开展;在保证系统高效、安全和测试数据稳定的前提下,试验结果显示测试系统较理想的工作速度是1.0m/s。     

新型花生收获机械

山东省平度市店子镇店子村益农农机厂开发研制出新型花生收获专用机械。该机可直接悬挂于拖拉机上,其前置铲板可深入土中,将花生根部土壤整体铲起,花生随之浮出土面,经专用振动式筛果装置将花生和土质通过振动分离,花生可整体干净地完成收获,并可完成自动覆土。采用该机收获花生具有效率快的显著特点,可比人工方式提高效率十几倍以上,而且花生不破损,掉果率低,是大规模花生种植户的专用机械。新型花生收获机械@于明忠     

基于TRIZ方法的根茎类农作物收获机械创新设计

在《中国制造2025》规划国家相关产业政策的引导下,农业收获机械的研究越来越受到重视。根据现有的根茎类农作物(生姜、马铃薯等)的收获环境,对传统的收获机械进行创新,利用TRIZ创新方法设计一种减轻农民的工作强度、提高工作效率的根茎类农作物智能收获机械。该智能收获机械可以实现将根茎类农作物从土壤中完整取出、农作物果实和茎秆的分离、农作物果实上土壤的清除、农作物果实的收集等功能,主要由动力装置、剪切装置、夹持装置、松土装置、泥土分离装置、收集装置等部分组成。这种基于TRIZ创新方法的根茎类农作物一体化收获机械的设计,利用结构的优势适应更多种环境的收获作业,且通过三维模拟仿真软件进行设计和装配,使结构变得清晰直观,更有助于接下来的开发研究与思考借鉴。     

4HBLZ-2智能型半喂入花生联合收获机的设计与试验

花生作为重要的油料作物之一,近年来,其种植面积有不断增加的趋势。花生收获机械的需求也日渐增长,小型自走式花生联合收获机保有量逐渐升高。但是,花生收获机械智能化集成在国内尚属空白。为此,依据国内外花生收获机械的发展状况及智能化装备集成的要求,设计了4HBLZ-2智能型半喂入花生联合收获机。在花生收获领域首次应用了液压驱动履带自走式底盘、收获系统液压控制技术、北斗导航系统、产量检测技术、仿形技术、工况监测与反馈控制技术,以及综合调度平台技术。对研发的样机在田间进行了测试,结果显示:样机的各项性能指标均达到了标准中所规定的指标要求,可为花生联合收获提供可供选择的机型。     

花生联合收获清选试验台的设计与研究

针对目前我国对花生联合收获清选装置研究缺乏的现状,设计了一种花生联合收获清选试验台。该试验台采用风筛组合的清选方式,可通过改变工作部件的相对位置方便地调整各清选参数,满足不同清选试验的要求;采用了先进的数据采集处理系统,对试验数据进行实时采集处理。试验台结构简单,操作方便,为花生联合收获清选装置的设计与研究提供了新的试验平台。     

大葱收获机挖掘阻力的理论与试验研究

大葱收获机挖掘阻力的研究对大葱收获机设计具有十分重要的作用,目前还未见有大葱收获机挖掘阻力的报道。为此,针对大葱收获机挖掘阻力难以测试的问题,采用理论建模和自主创新的嵌入式测试技术进行了研究。通过对大葱挖掘铲的受力分析及对挖掘土壤的动力学分析,研究了土壤附着力对挖掘过程的影响并建立了挖掘阻力数学模型。为克服传统根茎类作物挖掘力测试系统存在测试构件多、力传递误差大等不足,创新设计了嵌入式连续土壤阻力测试系统。同时,进行了不同挖掘速度和挖掘深度下的挖掘阻力测试试验,并将挖掘阻力理论结果与试验结果进行比较,二者趋于一致,表明对挖掘阻力的研究是正确的。最后,基于大量测试数据,建立了挖掘深度、挖掘速度与挖掘阻力之间的关系图。研究表明:阻力随着挖掘深度和挖掘速度的增加而逐渐增大,挖掘深度对挖掘阻力的影响比挖掘速度对挖掘阻力的影响大得多。因此,在保证将大葱从土壤中顺利挖掘出来的前提下,尽量减小挖掘入土深度,同时兼顾收获效率和大葱损伤率及损失率等因素,尽量提高挖掘速度,以保证大葱收获机的挖掘效率。     

土壤耕作阻力测试系统研制及标定

土壤耕作过程中,土壤对耕作部件的阻力是波动、随机的,测定机械阻力大小可对部件设计的合理性及耕作部件动力配套的选择提供帮助。为实时测定深松铲工作的机械阻力,设计了由牵引机具、深松铲、传感器、应变仪、计算机组成的土壤耕作阻力测试系统。通过静态标定,该系统的线性度、线性迟滞和迟滞均小于1%。     

花生生产机械化关键技术试验研究

为了更好地发展花生产业,连云港市实施了花生生产机械化关键技术及装备试验示范项目。进行花生联合收获机械和花生联合精播机械的作业试验,结果表明,花生联合精播与联合收获机械化作业同人工作业和分段机械化作业相比,效率和质量都有极大提高,适合在连云港市推广应用。     

基于PLC的播种机开沟器力学性能测试装置

设计了一种基于PLC的开沟器力学性能测试装置。该测试装置主要由开沟深度控制机构、六分力测试装置、液压系统和PLC控制系统4部分组成,通过闭环控制实时调节开沟深度,提高了开沟深度稳定性;对六分力测试装置进行了标定,结果表明,牵引阻力测量精度和最大相对误差为1.49%FS、3.7%,土壤垂直反力为2.1%FS、5.1%,侧向力为0.98%FS、1.9%。测试精度满足要求,且该装置能够完成不同类型开沟器的受力及开沟深度的测试。     

悬挂式山药收获机振动挖掘碎土装置设计与试验

针对山药机械化收获整体占比低、作业效率低、收获损伤率高以及人工辅助作业劳动强度大等问题,基于经验设计方法,设计了全液压悬挂式单行山药收获机。研究了山药挖掘收获中关键部件——格栅式振动挖掘铲的结构,综合运用Solid Works的Motion与Simulation插件,对振动碎土装置进行了动力学仿真分析与计算,对该部件的静力学和动力学特征进行了分析。结合山药收获的农艺要求,研究了振动挖掘部分的频率、往复摆动振幅及其相关机械结构参数,确定了最优结构参数,并对其进行了强度分析、计算和校核,最后进行了田间收获试验。试验结果表明,振动挖掘碎土装置的作业效率较高,可实现土壤与山药黏连部分的快速、高效分离,机械收获完好率达到89. 2%,基本满足农户高效收获与低损率的要求。     

4HT-2花生条铺收获机的研制与试验

围绕国内花生的种植模式和农艺要求,结合国内已有的花生收获机械,并借鉴国外先进的花生收获机型,为解决当前国内存在的花生收获效率低、劳动强度大等问题,研制出一种高效简洁的新型花生收获机。该机主要由挖掘装置、夹持输送装置、碎土装置及有序铺放装置等部分构成,配套动力16kW,可依次实现花生的挖掘拔取、夹持输送、抖土去土及有序条铺等作业,可有效提高花生收获效率,降低劳动强度,节省人力投入。田间试验表明:该机作业性能良好,埋果率2.0%,破碎率1.0%,含土率20.0%,生产率0.30~0.50hm2/h,各项指标均符合花生收获机作业质量标准(NY/7502-2002),满足实际生产要求。     

花生收获机的现状与展望

首先,对国内外花生种植与产量进行了概述;然后,对花生机械化收获中的典型分段收获机械与联合收获机械的应用现状进行了深入分析。4H-2型花生收获机采用摆动挖掘原理,将挖掘与分离两大机构融为一体,使花生的挖掘和除土通过一个部件依次完成,简化了机体结构。4HQL-2型花生联合收获机采用一种全新的挖掘组合装置,保证挖掘效果和稳定性;夹持输送部件采用了三带夹持原理,利用柔性夹持方式大大降低了花生的机械掉果率;摘果装置采用全喂入式,利用甩捋式工作原理,提高了鲜湿花生的摘净率。4HLB-2花生联合收获机通过对各个部件的改进,有效地降低了功耗,提高了工作质量。最后,分析了我国花生收获机械化发展面临的问题,并针对这些问题提出了相关建议和对策。     

花生秧蔓打捆装置设计与试验

针对目前国内花生收获工作过程中存在秧蔓浪费严重的问题,设计了一种与花生联合收获机配套使用的秧蔓打捆装置,在收获花生果实的同时,可对秧蔓进行青贮打捆处理。通过理论分析确定了秧蔓打捆装置及保证圆捆质量的秧蔓切根机构主要机构结构参数和分布型式。田间试验结果表明:添加打捆装置的花生联合收获机作业后的平均秧蔓粉碎率为99.1%,秧蔓损失率为0.4%,秧蔓切根率为98.7%,成捆质量57kg,各项性能指标均达到相关设计标准,且花生秧蔓打捆装置能与花生联合收获机的挖拔、清土、摘果、清选装置较好配合。研究可进一步丰富我国花生机械收获体系,弥补国内花生秧蔓青贮处理机械的空缺。     

弘盛4HB-2A型花生联合收获机

弘盛4HB-2A型花生联合收获机,是收获装置与轮式拖拉机组合在一起的花生收获机械,适用于土地含水率约10%、无杂草、无死秧及秸秆直立的花生收获作业。主要特点:采用加宽轮距行走装置,