大型高地隙喷雾机喷杆减振试验与优化

针对大型高地隙喷雾机喷杆振动大,减振元件减振效果差的问题,采用二次正交旋转组合的试验方法,对悬架上减振元件进行四因素三水平的田间振动试验,得到各因素对振动影响显著性及趋势变化；对减振组合参数进行优化和试验验证,得到最优减振组合为：喷雾机行驶速度为2.125m/s、垂向弹簧刚度系数为78.14N/mm、垂向阻尼器复原阻尼系数为8.23N.s/mm和水平方向阻尼器复原阻尼系数为8.74N.s/mm,优化后的喷杆行进方向振动加速度0~6m/s₂^区间占比85.26%,提高了4%以上、翻滚倾角0~0.6°区间占比88.37%,提高了4%以上、垂直方向振动加速度0~6m/s₂^区间占比87.96%,提高了3%以上,喷杆的振动和翻滚明显减小,通过喷杆悬架减振组合试验和优化验证试验,为喷雾机作业参数设置和减振元件参数选取提供参考。     

喷杆喷雾机旋翼悬浮式喷杆自动收放控制系统研究

旋翼悬浮式喷杆分别融合了地面机械和空中无人机的优点，可简化复杂的桁架结构并通过旋翼下压风场能减小雾滴飘移造成的二次污染，具有较好的应用前景。传统的收放方式难以收放旋翼悬浮式喷杆，为此提出了一种以正四边形滚筒为主体的喷杆自动收放装置，建立了喷杆收放过程的D-H坐标系和正运动学模型，通过牛顿-欧拉法构建了动力学模型，并采用三次均匀B样条曲线轨迹规划获取了喷杆收放最优轨迹。以喷杆收放的运动时间、关节冲击和能量消耗为多目标函数，通过NSGA-Ⅱ算法求解Pareto解集，选取解集中喷杆展开时间为56、61、66、71、76、81 s,喷杆收卷时间为54、59、64、69、74、79 s轨迹进行喷杆收放试验。试验结果表明：喷杆运动时间与喷杆角度标准差存在显著性关系，运动时间越短，喷杆稳定性越差、关节冲击越大、能量消耗越多。取喷杆收放时间59、61 s对应轨迹为喷杆收放最优轨迹时，滚筒转速与规划转速的平均跟踪误差不超过0.201(°)/s,关节3、4、5实际运动角度与规划角度的平均跟踪误差不超过6.201°,喷杆能较好地跟踪最优轨迹完成收放。该研究验证了喷杆自动收放装置的有效性和喷杆收放最优轨迹的准...     

WFS-Ⅱ型喷雾性能综合试验台分析与应用

介绍了WFS-Ⅱ型喷雾性能综合测试平台的工作原理、结构组成及参数,具体分析了运用WFS-Ⅱ型喷雾性能综合试验台进行液泵性能测试和喷头性能测试的具体操作方法和注意事项,为有相关研究的人员提供一定的参考。     

双钟摆主被动悬架式大型喷雾机喷杆动力学仿真与试验

大型喷杆式喷雾机在田间作业时,喷杆运动严重影响了喷雾分布,悬架系统是控制喷杆动力学行为的关键装置,既要隔离来自车体的高频扰动,又要使喷杆跟踪低频的地面坡度变化,时刻保持与地面(或作物冠层)平行。为了研究双钟摆主、被动悬架机构的动力学特性,综合考虑车体运动耦合作用、地形坡度变化、摩擦等因素,使用第二类拉格朗日动力学方法建立描述喷杆动力学行为的数学模型。首先进行被动悬架动态特性研究,分析阻尼、摩擦、摆钟长度等因素对响应特性的影响;然后建立基于液压比例控制的主动悬架Matlab/Simulink仿真模型,揭示控制系统增益系数、时间常数、悬架结构参数等对喷杆响应特性、跟踪误差的影响规律。利用Stewart六自由度运动模拟平台及动态测试系统,对28 m大型喷杆悬架系统进行瞬态响应测试和频响测试,频响试验值与数学模型预测值均方根误差为0.087,表明模型可用于预测喷杆动态响应特性,指导悬架参数科学配置。     

钢索约束下喷杆臂的动力学行为数值模拟与试验

针对中小型喷杆喷雾机在田间作业时受障碍物激励，钢索约束下的喷杆臂易产生急停振荡，影响施药效果的问题，开展钢索约束的下喷杆臂动力学行为建模与试验研究。首先，建立钢索约束的下喷杆臂动态响应理论模型。然后在搭建的钢索约束下的喷杆臂振动试验系统上，研究在阶跃激励作用下喷杆臂的动态行为。采用多通道动态测试系统获取喷杆运动的时域响应特性，验证钢索约束的下喷杆臂动态响应理论模型的仿真结果，仿真结果与实验结果的相关系数最小值为0.910 4，最大相对误差为10.44%。建立的模型和实验结果为后续基于变阻尼的喷杆臂振动平衡控制研究奠定基础。     

喷雾机预混装置动态流场分析与参数优化

针对喷雾机预混装置预混时间长、预混效果及均匀性参差不齐等植保作业中存在的实际问题，基于现有喷雾机预混装置，结合田间作业过程中1 000 L喷雾机农药制剂使用量和预混药液输送需求，确定了预混药箱、预混喷头、上药阀等关键部件的基础参数。采用ANSYS-Fluent对不同液面高度时预混动态流场特性进行分析，得到预混药箱内流场的动态分布规律；采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法，以预混喷头工作压力和空间位置参数为影响因素，药液均匀度变异系数为评价指标，利用多岛遗传算法优化获得预混效果较好的参数组合：预混喷头工作压力0.3 MPa、与底部平面距离200 mm、与背部垂直平面的距离70 mm。针对粉剂农药进行场地试验，结果表明：预混药液均匀度变异系数为32.99%;上药阀在压力0.2～0.5 MPa下稳定送药，无回流现象。     

四轮转向喷杆喷雾机平移换行导航控制系统设计与试验

针对传统喷杆喷雾机在转弯、换行过程中调头空间有限、转向半径大、易碾压作物等问题，提出了一种可利用车辆平行移动来实现换行作业的控制方法。基于平移换行方式设计了四轮转向喷杆喷雾机的导航控制系统，该控制系统采用RTK(Real time kinematic)定位模块和姿态传感器进行组合导航，以喷雾机位置信息和姿态信息作为输入，在四轮转向运动学模型基础上，结合运动学解算实现了喷杆喷雾机非转弯调头换行的自动导航跟踪控制，根据喷雾作业要求设计了基于有限状态机的自动作业策略。开展了传统PID(Proportion integration differentiation)控制器与单神经元PID控制器的实地对比测试。在常规方形硬质平整地块试验时，搭载常规PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为7.63、4.27 cm,而搭载单神经元PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为6.48、3.24 cm。在常规方形田间地块试验时，搭载常规PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为11.01、6.66 cm,而搭载单神经元PID控制器的...     

垄作喷药浅松除草机设

针对甘肃河西走廊地区固定垄保护性耕作模式下,杂草种类繁多,多年生杂草根系粗大,春季较易复苏,不易喷杀,一年生杂草多为田旋藤蔓缠绕型,机械铲除不彻底等问题,设计了一台垄作喷药浅松除草机.该机采用化学喷药和机械浅松组合除草原理,由三段式可折叠机架、圆弧形防飘罩盖、化学喷药系统和机械浅松系统等组成.玉米苗期田间除草试验表明,机械浅松机构主要铲除玉米行间杂草,单独作业时杂草清除率为89.2%;化学喷药系统主要覆盖性喷杀作业区一年生杂草,单独作业时杂草清除率为94.6%;两种方式联合作业模式下杂草清除率为97.3%,说明机械浅松与化学喷药相结合的方式杂草综合防治效果最好.     

喷雾高度可调的果园风送喷雾机的设计

【目的】设计喷雾高度可调的牵引式果园风送喷雾机,以满足不同果树对喷雾机喷雾高度可调的要求。【方法】针对轴流风机式果园风送喷雾机难以满足不同果树喷雾高度可变的不足,基于喷雾高度可调的目的,设计了一种由1对转向相反的离心风机和角度可调的导流风箱为核心的牵引式果园风送喷雾机,在需求分析和虚拟三维建模的基础上,完成了各关键部件技术参数和整机结构的确定,并通过试验分析了该喷雾机在不同喷雾角度、风机转速、喷雾距离和喷雾压力条件下喷雾沉积量的分布情况。【结果】设计的以转向相反的离心风机和角度可调的导流风箱为核心的牵引式果园风送喷雾机,在离心风机转速为1 200r/min、喷雾距离为2.5m、喷雾压力为0.7MPa、导流风箱的角度为0°和15°时,喷雾沉积量适宜的施药高度分别为0.8~2.4m和1.6~3.2m。【结论】所设计的果园风送喷雾机可以满足果园对不同高度果树施药的农艺要求。