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。     

小型圆捆机捆草-卸捆自动操纵与报警装置研究

针对小型圆捆机捆草与卸捆过程依赖机手频繁回头观察并手动操纵的问题,设计了由行程开关、单片机、电动缸操纵机构和蜂鸣器组成的捆草-卸捆自动操纵与报警装置。通过分析捆草与卸捆工作过程,采用3个行程开关分别感知成捆室满仓、草捆捆扎结束和草捆落地,设计了捆草-卸捆控制流程,确定了控制系统的捆扎时间、卸捆时间等控制参数。室内工况模拟试验表明单片机能处理行程开关的触发信号,使电动缸伸缩实现液压阀手柄自动操作卸捆,蜂鸣器在捆草-卸捆过程发出不同节奏的报警提示音,并有效感知行程开关误触发和器件故障,提高了系统可靠性。样机的秸秆捡拾打捆试验表明,该装置可提高小型圆捆机作业效率22.5%~32.2%,捆草-卸捆成功率100%。     

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。     

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。     

利用TRIZ理论对圆捆机成捆系统创新设计

圆捆打捆机结构简单、故障率低且便于维修,不足之处在于圆捆机作业时,当成捆室物料增多,成捆室压力逐渐增大,在压力作用下后仓出现一定的打开现象,从而导致草捆密度下降,成捆效果不好.该文结合圆捆机的结构,分析物料在圆捆机成捆室的成捆原理,运用TRIZ矛盾矩阵和创新原理对圆捆机成捆室结构和液压控制方式进行改进,提出两种提高物料...     

方草捆集捆机设计与试验

为解决方草捆捡拾效率低、费用高,长途运输难等问题,设计了方草捆集捆机。该机由底盘、捡拾器、推草机构、举草机构、压绳器和卸草机构等部件组成,基于EPEC2024搭建了控制系统,只需单人驾驶和操作,通过变量泵、马达和油缸驱动各部件快速实现对方草捆的捡拾、挤压和捆扎。按照作业功能对各结构部件采用分模块设计,通过计算各液压回路的流量保证作业速度和作业效率,匹配硬件电路并使用Codesys编写程序控制作业流程。分别在内蒙古自治区赤峰市和辽宁省黑山县对方草捆和秸秆方捆进行了捡拾及捆扎的场地试验,结果表明:整机最大牵引车速达到20.5 km/h,作业时系统最大流量为101.6 L/min,一次能实现12个方草捆的捆扎。方草捆的集捆成捆率达到89.5%,纯工作小时内集捆生产率为12大捆/h,同等条件下与人工捡拾方式相比,捡拾效率提高了34.5%,人工费用降低了62.5%,综合费用降低了18.2%,而且增强了对自然环境的适应性,缩短了长途运输的准备周期,满足实际生产的使用要求。     

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。     

自带传动动力恒频方草捆捡拾压捆机设计与试验

阐述了自带传动动力恒频方草捆捡拾压捆机的基本结构及工作原理,对压捆机的总体结构、捡拾器、输送喂入机构和压缩机构进行了结构设计和参数分析。试验结果表明：本机结构合理、自动化程度高,其成捆率达到了99.1%,规则草捆率为98%,草捆密度达到了130～230kg/m3,可对牧草、农作物秸秆进行捡拾、压缩和打捆联合作业。     

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。     

大方草捆压捆机喂入机构运动分析与优化

以9YFD-2.0型大方草捆压捆机为例,探索其喂入机构的运动规律。通过初步确定的喂入机构基本参数,获得了两个喂入拨叉的机构简图,建立了位置、速度方程,并采用Mat Lab进行编程求解,分别得到两个喂入拨叉端点的运动轨迹。将利用Solid Works软件建立的三维实体模型导入ADAMS软件中,分别对两个喂入拨叉进行运动仿真模拟和分析,得到了喂入拨叉端点的运动轨迹及速度曲线,揭示了喂入机构的运动规律。同时,通过分析,考虑在二者不发生干涉且结构不发生改变的前提下,适当提高大喂入拨叉装置的高度。完成优化后,大方草捆压捆机的喂入量在原来的基础上有所增加,从而提高了大方草捆压捆机的压捆密度和质量。