自走式联合收割机振动系统的动力学分析

通过对联合收割机的动力学分析,建立了自走式联合收割机振动系统的力学模型及其耦合振动方程,推导出了联合收割机在静止空载状态下发动机转动,以及静止空载状态下发动机和割刀同时运动、运输和收割4种不同状态下的矩阵方程.该结果为收割机振动系统的频率特性、振动强度、结构参数的进一步分析计算提供了理论依据.     

联合收获机知识组织与知识库系统研究

针对联合收获机知识缺乏系统化组织与分类、难以在设计时高效获取并应用的问题,应用装备谱系及谱系拓扑图形式对联合收获机知识进行层次化组织;按照联合收获机智能化设计实际应用需求,对知识库系统功能模块进行架构分析;分析了农机装备设计知识的表现形式,综合利用产生式规则和框架表示的混合表示方法对设计过程进行分析和表达,建立了设计体系。以Visual Studio 2015平台为开发工具,在.Net环境下,应用ADO.Net技术、CATIA二次开发技术及SQL Server数据库,将联合收获机设计知识、参数化模型等数字化资源融和,进行组织管理,构建了联合收获机知识库系统。通过人机交互的方式,将知识表达形成的设计体系系统化,应用模糊查询方法、推理机和ADO.Net技术实现系统中知识的查询、推理及编辑功能,并将知识推送的结果传递给关联的参数化模型驱动,在不同需求下快速构建模型,实现了知识的高效获取与应用,提高了设计效率,为联合收获机零部件设计提供了一种通用方法。系统测试表明,该系统具有可行性和有效性,适用于联合收获机系列产品的开发。     

基于单目视觉的谷物联合收获机产量测量方法

为准确获取农田中作物产量信息,以联合收获机刮板式升运器为研究对象,提出了一种基于单目视觉的联合收获机产量测量方法。首先,根据真实的升运器内部谷堆图像,提出了一种更加精确的刮板上谷物堆积模型。然后,基于视觉测量和图像处理技术,开发了一种谷堆体积测量方法。在辅助光源照射下,通过工业相机采集升运器内刮板和谷堆的侧面图像。采用邻域微分法提取图像感兴趣区域,再利用Otsu法和形态学处理方法从背景中准确分割出谷堆。根据相机成像模型,计算谷堆在世界坐标系中的实际侧面积,并通过谷堆几何模型得到谷物的体积。最后,将每个刮板上的谷堆体积累加求取产量。为验证所提方法的有效性,搭建了基于单目视觉的谷物测产系统,并在升运器试验台上开展了试验验证。试验结果表明,在不同的升运器转速工况下,所提方法测量的相对误差为-4.08%~3.41%,能够满足联合收获机产量测量精度要求。     

联合收获机喂入量模糊控制系统研究

【目的】设计喂入量模糊控制系统,为提高联合收获机收获效益提供支撑。【方法】采用油压力传感器检测喂入量,根据滚筒扭矩与行走速度之间的关系,建立喂入量模型。设计模糊控制器并在MATLAB下进行仿真,利用PLC建立模糊控制系统,通过电控静液压系统控制行走速度来调整喂入量,并以新疆-3稻麦联合收获机为试验机型,进行喂入量自动控制田间试验。【结果】基于模糊控制系统调整后的联合收获机损失率小于1.2%,破碎率小于1.0%,损失率和破碎率均与经验丰富的驾驶员手动控制结果基本持平,符合国标要求。在作物密度不均匀的区域进行试验,指令喂入量取2kg/s时计算平均喂入量为2.04kg/s;指令喂入量取3kg/s时计算平均喂入量为3.08kg/s,喂入量能稳定控制在±10%的范围以内。【结论】联合收获机喂入量模糊控制系统稳定可靠,能提高收获效益。     

水稻联合收割机收获紫云英种子的应用效果研究

为了研究水稻联合收割机收获紫云英种子的应用效果,对比分析了机械收种和人工收种两种方法的种子产量、劳动效率、收割成本和经济效益。结果表明,与传统人工收种方法相比,机械收种降低了紫云英种子的损失率,比人工收种产量增加了92.7 kg/hm2,增幅为16.3%;提高了劳动效率,一台收割机一天收获的紫云英种子数量相当于18~20人一天的收种量;节约了紫云英留种生产的劳动成本,提高了紫云英种子生产的经济效益,采用机械收获紫云英种子比人工收种直接降低劳动成本2 175~3 000元/hm2,增加经济收入3 307~4 099元/hm2。该技术的推广应用对缓解南方稻区紫云英种子的短缺问题以及加快紫云英绿肥作物的发展具有重要的作用。     

谷子收获机风筛式清选装置试验分析

为了减少谷子联合收获的清选损失,对谷子收获机风筛式清选装置进行了试验分析。运用参数可调的风筛式谷子清选装置,以清选风速、风向、筛分振幅和曲柄转速为试验因素,以籽粒损失率和含杂率为试验指标,对谷子联合收获机脱出物进行了清选试验。试验结果表明:籽粒损失率随清选风速、筛分振幅、曲柄转速的增大而增大,随清选风向角度的增大呈先增大后减小再增大趋势;含杂率随清选风速、筛分振幅、曲柄转速的增大而减小,随清选风向角度的增大呈先减小后增大再减小趋势;最优清选工作参数为清选风速4.19 m/s、清选风向30.3°、筛分振幅22 mm和曲柄转速218 r/min,籽粒损失率为2.02 %,含杂率为8.01 %。该研究为谷子联合收获机清选装置结构与工作参数设计提供参考。      

基于介电特性的联合收获机小麦含水率检测装置研究

谷物水分的快速测量对谷物准确测产、粮食快速收储、精准农业实施具有重要意义。针对联合收获机动态作业条件下小麦水分检测稳定性差、测量精度低等问题,基于小麦介电特性原理,设计一种联合收获机水分在线检测装置,提出一种动态连续取样、静态间歇测量的新方法,实现了联合收获机作业条件下,在线快速稳定检测小麦含水率。在线检测装置由机械动态取样部分、电机控制模块、传感器模块、数据采集模块、卫星定位模块和显示终端组成。其中传感器模块包括水分传感器、温度传感器和料位传感器。开展了静态验证试验和田间动态验证试验。试验结果表明,静态条件下,含水率在线检测误差在3%以内;在田间动态变化条件下,建立了基于介电常数和温度因子的水分检测模型,实测值和检测值相关系数达到0.92,在线检测误差小于5%。采用动态连续采样、静态间歇测量的方法显著提高了含水率在线检测的精度,为实现小麦精准生产提供了一种快速测量手段。     

再生稻联合收获机附加切割器的设计及试验

为使再生稻收获机在加宽割幅降低碾压率的同时不降低收获机作业效率,设计了附加切割器,使再生稻收获机共具有3组切割器,作用分别为:割台切割器在保证穗幅差的前提下进行穗头收获,附加上层切割器将要还田的茎秆提前分段切割使其尽快还田,附加底层切割器用于指定高度的留茬作业。以Y两优911为试验对象进行了再生稻收获机与普通收获机收获的对比试验,结果表明:试验装置将直行区域碾压率由50%降低至30%,再生季水稻平均增产1950kg/hm²。同时,进行了附加切割器装置的正交试验,结果表明:在机组前进速度0.97m/s、割茬高度400mm、切割器驱动轴转速400r/min时,附加切割器作业效果最佳。     

拨禾轮工作中作物回弹的模拟分析

以两个假设为基础，推导出了谷物刚要发生回弹时拨禾轮轴的最大前移量和作用范围的数学模型。利用计算机，应用EXCEL软件中的单变量求解法，算出了拨禾轮的常用工作参数。并对影响谷物回弹的因素进行了模拟分析。     

小型轴流滚筒结构及工作参数优化试验

解决动力偏低是小动力拖拉机配套联收机的关键问题,为寻求降低脱粒、分离部件功耗的途径,本研究设计了专用试验台架,用正交试验法,就脱粒滚筒的结构、工作参数优化等问题,进行了两年的室内试验。结果表明,当喂入量在0.75kg/s时,脱粒、清选全部功耗可控制在4.4kW以下。文中对根据试验结果研制的飞龙-0.75联收机的功耗、性能、田间实测情况也作了简要介绍。