双料箱施肥机关键部件的设计

为了合理利用有机肥和复合肥,满足多种经济作物的施肥要求,本研究研制了双料箱施肥机,可一次性完成起垄和施肥作业。为了合理设计该施肥机的排肥参数,对复合肥和自行研制的酒糟有机肥进行物理性质测定。根据2种肥料的物理性质并结合施肥要求,得到该机具有机肥和复合肥的排肥机构、料箱等关键部件的设计参数,排肥机构的极限转速为3.23 r/s。机具的田间试验结果表明,各档位施肥的均匀度均在94%以上,复合肥与酒糟有机肥施肥量在各档位下的变异系数均在0.04以内,施肥比例均接近于3∶1。施肥幅宽和深度的均值为5.43 cm和21.64 cm,变异系数分别为0.07和0.04,基本达到了当地的施肥要求。     

果树冠幅的检测机理研究

为实现果树仿形精确喷雾,需要检测果树冠幅,在分析果树冠幅检测机理的基础上,提出了隔行计算相对冠幅的方法.根据相对冠幅和成像距离之间的关联作用,建立了数据融合的系统模型.采用BP人工神经网络进行数据融合,并阐述了具体的数据融合处理过程.试验结果证明,相对冠幅和成像距离之间采用BP人工神经网络进行数据融合可行,通过数据融合处理,消除了成像距离对相对冠幅值检测的影响,融合值与相应的理论值之间的最大相对误差为1.14%.     

底肥定点深施机地轮组件优化

针对底肥定点深施肥机地轮组件驱动力不足,造成施肥点与标记点误差较大的问题,采用一次回归正交设计进行参数优化试验。选择影响施肥点与标记点误差的主要因素(机具前进速度、叶片深度、轮毂半径、叶片面积)作为试验因素,以地轮组件所受的驱动力矩为评价指标,进行4因素4水平的正交试验。仿真试验表明,各因素对施肥点与标记点误差的影响从大到小依次为叶片面积>轮毂半径>叶片深度>机具前进速度。在试验范围内,最优参数组合为:机具前进速度2.3 m·s^-1,叶片深度8 cm,轮毂半径17.50 cm,叶片面积52 cm²。在此条件下,地轮组件的转动力矩为101.96 N·m,较优化前增大11.76%。田间验证试验表明,优化前后,标记点与施肥点的位置误差由4.23 cm缩小至1.99 cm,实现了施肥点的准确标记功能。研究结果可为底肥定点深施机的结构及作业参数优化提供参考依据。     

收获机械中摆环机构运动学分析

介绍了联合收割机往复式切割器摆环机构的构造和工作原理,建立了运动学模型,模拟出在不同摆角下割刀的运动曲线,其结果能够很好地描述往复式切割器摆环机构的运动。通过分析可知,位移、速度和加速度特性都与摆环角有关。为此,综合考虑三者特性以及其他各方面原因,最好取摆环角为15°,此时摆环机构割刀的运动接近于余弦运动。此结论为摆环机构的设计给出了合理可行的结构参数,并为农牧业收获机械中摆环机构的设计提供了依据。     

基于ANSYS的双料箱施肥机搅刀结构优化设计

为了提高双料箱施肥机搅刀的强度,在对搅刀结构及工作原理分析的基础上,建立三维模型并基于EDEM进行离散元仿真分析得到刀片所受力的变化;然后,通过单因素静力学仿真试验,建立了搅刀参数与最大等效应力之间的单因素数值拟合模型;在此基础上,通过正交仿真试验及回归分析,建立了多因素的数值拟合模型,并将数值模型的理论值与正交试验值进行比较,验证了模型的准确性;最后,以最大等效应力的最小值和搅刀质量的最小值为优化目标,基于遗传算法进行参数优化。仿真结果表明:优化后的搅刀最大等效应力减小了8.25%,质量降低了1.55%,满足优化设计要求,为双料箱施肥机搅刀设计改进提供了参考。     

小型自走式螺旋深耕机设计与研究

为解决丘陵山区长期使用微耕机等进行土壤耕作造成土地耕层浅、耕层下形成板结的犁底层,影响作物根系下扎困难,水和肥料无法渗入等问题,结合类似贵州这种丘陵山地的地形地貌设计了一款小型自走式螺旋深耕机。该机由8.8kW的风冷柴油机及液压系统提供动力,整机包括液压控制系统、液压升降系统、螺旋深耕装置及履带行走装置几大部分。对螺旋深耕装置进行结构静力学分析结果表明:小型自走式螺旋深耕机深耕刀具的最大位移变形量为2.67mm位于深耕刀叶片的拨齿上,螺旋深耕刀具满足强度及刚度上的要求。     

基于深度学习的自然环境下刺梨果实识别

采用0.57R-0.18G-0.2B色差分量法对刺梨图像进行处理,通过Ostu自适应阈值分割、形态学滤波和二值图像白色色素面积阈值等方法对图像进行一次分割。根据刺梨果实图像的颜色和纹理特征,再采用YCbCr颜色空间模型中各分量的阈值对图像进行二次分割。通过标记分水岭分割算法对粘连果实连通区域进行分割,利用Hough圆变换对独立、遮挡和重叠情况下的果实外圆进行拟合和修复,最终获取果实质心坐标及其半径。试验结果表明:刺梨果实识别正确率均高于92%,说明本算法能够对刺梨果实进行有效地识别。     

基于EDEM的自走式螺旋深耕机耕作仿真与试验

为解决丘陵山区土地长期缺乏翻耕导致耕层变薄及无法使用拖拉机翻犁造成土壤板结的问题,设计了一款履带自走式双轴螺旋深耕机,采用两根螺旋轴的相互对转实现对土壤的深耕。利用EDEM软件对螺旋深耕刀切削土壤过程中不同转速下轴向受力、水平方向扭矩与消耗功率等进行仿真综合分析,以得到理想耕作效果时的最佳转速值。仿真结果表明:螺旋深耕刀转速为180r/min、导程为350mm时,深耕效率较高,耕地效果好。设计的自走式螺旋深耕机性能进行田间试验,结果表明:与仿真结果变化趋势基本一致,耕深可以达到30cm,耕深稳定性为93.5%。研究结果可为自走式螺旋深耕机设计及改进提供参考。     

小型履带式链式深耕机设计与试验

为解决南方山区长期使用微耕机进行土壤耕整造成土地耕层浅及浅耕层下形成板结的犁底层,影响作物根系下扎及水、肥入渗困难等问题,设计了一种适合南方山区使用的小型履带式链式深耕机。该机由6.3k W的风冷柴油机提供动力,整机包括液压控制系统、链式深耕装置及履带行走装置。样机试验结果表明:深耕作业时耕深可达25cm,耕深稳定性可达94%,可以达到打破犁底层的深耕需求。该机在开沟的同时,可实现一机多用,提高了机器利用率,具有广泛的应用前景。     

烟用起垄成形装置的设计与试验

结合贵州山区烤烟作业的实际情况,设计了一种起垄成形装置,使其作为起垄施肥机的一部分,且能根据不同的农艺要求调节起垄高度、起垄宽度、起垄横截面形状等参数。田间试验表明:垄高、垄底宽、垄顶宽和垄距的稳定性系数都在95%以上,起垄垄形一致性为99.6%。该起垄成形装置不仅提高了工作效率,且能满足烤烟种植的农艺要求。