喷雾机风幕系统雾滴飘移分析及结构优化

目前，高地隙喷雾机被广泛应用在大田作业中，在喷杆上方加装风幕系统可有效降低农药雾滴的飘失率，从而提高农药的利用率。为此，基于CFD软件，采用离散相模型对雾滴在不同水平风速(0、1、2、3m/s),不同喷头上游压力(0.3、0.7、1MPa)、不同喷施高度(0.5、1、1.5、2m)下的雾滴飘失进行了数值模拟研究。仿真结果表明：雾滴沉积分布在无任何因素干扰下呈圆环分布，当高度为0.5m时，即使水平风速为2m/s,雾滴飘失效果也较不明显，随着水平风速和喷施高度的增加，雾滴飘失逐渐增加；当喷头高度为2m、自然风速为3m/s时，一部分雾滴已飘离计算区域，增大喷头压力则能有效降低雾滴飘移，原因是喷头压力能够给雾滴较大的初速度，协迫雾滴向下运动，以补偿水平风速带来的飘失。通过加装导流板优化风幕结构，采用ANSA软件对风幕结构进行前处理、Fluent计算及后处理，结果表明：出口气流流速横向分布较为均匀，加装导流板的方案可行。实际作业中，应当根据实际情况合理选择喷施高度、压力，并应考虑风幕辅助气流细化雾滴和雾滴触叶反弹，可能对不同农作物防治效果造成的影响。     

马铃薯输送臂防碰控制的研究——基于虚拟样机技术

结合马铃薯联合收获机输送臂系统的防碰工作原理,利用虚拟样机技术,建立输送臂的虚拟样机模型,并对二自由度输送臂系统的运动防碰进行了位置分析和预测,在基于对运动防碰问题分析的基础上,提出机械臂位置控制的算法。在虚拟样机软件ADAMS中建立了控制系统,并分析了系统运行的动态特性,得出输送臂的实际运动轨迹与理想轨迹基本接近的结论,解决了输送臂运动防碰问题,说明机械臂位置控的算法应用在马铃薯输送臂上是可行的。     

马铃薯挖掘铲计算机辅助分析与模拟试验研究

针对马铃薯挖掘铲工作阻力大这一难题，采用参数化特征造型软件Inventor进行挖掘铲虚拟设计，基于土壤与铲体作用动力学分析，建立了挖掘铲牵引阻力数学模型。通过计算机辅助分析(Computer Aided Analysis，CAA)手段，使用Visual Basic语言编程实现了挖掘铲牵引阻力与前进速度、铲面倾角、挖掘深度、工作幅宽等主要影响因素的模拟试验，最终确定了挖掘铲设计参数，并在虚拟装配体中进行参数调整改进模型。土槽台架试验结果与计算机模拟试验结果基本吻合，验证了CAA过程和模拟试验的有效性，田间收获试验结果显示马铃薯收获质量达到了设计要求，验证了挖掘铲几何参数的合理性。研究结果为其它农机具研究设计提供了一种参考。     

河北省玉米收获机械产业化发展的研究

针对目前河北省玉米收获环节机械化水平低,且总体上发展缓慢、产业结构不明确的现状,指出了玉米收获机械化存在的问题,分析了影响玉米收获机械化产业发展的重要因素,并且提出了河北省玉米收获机械产业化发展的基本对策和建议,以解决玉米收获机械化水平低这一瓶颈问题,增强河北省玉米产业的国际竞争力,提高劳动力资源配置的经济效率,加强河北省农业的综合生产能力.     

负压式小麦精量排种器参数优化与试验

为了改变传统小麦条播作业模式,通过精量播种技术精确控制播种量和均匀性,实现在省种、节肥、节水的条件下保证小麦稳产高产的目的,设计了一种一器多行负压式小麦精量排种器。运用流体计算软件STAR-CCM+仿真分析了排种器结构参数(排种盘直径、吸种缝隙宽度、吸种环槽横截面形状、排种盘气室轴向深度)对气室流场的影响,压力云图、流速矢量图和流线图结果表明排种器具备较理想流场特性的结构参数为:吸种缝隙宽度为0.5 mm,排种盘直径范围为150~200 mm,排种盘气室轴向深度为2.0 mm,吸种环槽横截面形状为圆弧型。在JPS-12排种器试验台上进行了排种均匀性试验,通过试验研究了吸种环槽横截面形状、吸种缝隙宽度、排种盘直径、排种盘气室轴向深度对合格指数、漏播指数、重播指数和合格粒距变异系数的影响规律,确定了排种器较优结构参数为:圆弧型吸种环槽横截面,0.5~0.8 mm的吸种缝隙宽度,170~200 mm的排种盘直径。2.0~3.0 mm的排种盘气室轴向深度。对参数优化后的排种器(0.7 mm的吸种缝隙、180 mm的排种盘直径、2.5 mm的气室轴向深度、圆弧型吸种环槽横截面)进行排种均匀性试验,合格指数为86.66%、漏播指数为5.09%、重播指数为8.25%,合格粒距变异系数为24.50%,满足JB/T 10293-2013《单粒(精密)播种机技术条件》中的参数指标。     

马铃薯联合收获机输送臂的运动仿真

马铃薯联合收获机输送臂是一个二自由度刚性连杆机构,结合输送臂的本体特征建立了输送臂的运动学方程,通过控制输送臂的末端位置,使输送臂能够按照给定的轨迹进行运动。同时,为了实现实时控制,使用ADAMS系统仿真软件对输送臂在虚拟环境中真实地模拟系统运动,并对其在工况下的运动和受力情况进行仿真分析,观察并试验各组成部件的相互运动情况,输出位移、位置等所需要的数据曲线,以达到跟踪控制的最优指标和更好性能。     

马铃薯碰撞损伤试验研究及有限元分析

针对马铃薯收获过程中的碰撞损伤问题,对不同高度下落的新鲜马铃薯进行碰撞试验,根据淀粉变色原理,将马铃薯损伤程度分为3个级别;用拉伸试验确定马铃薯皮的弹性模量和破坏强度,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立其力学模型,对马铃薯碰撞进行有限元分析得到应力等值图,并将有限元分析结果与碰撞试验结果比较.结果表明:当马铃薯下落高度为 20～30 cm时,其碰撞应力值为1.01 × 106～1.15 × 106 Pa.低于马铃薯的破坏强度值,此时马铃薯损伤率<4%,且能避免收获机输送臂碰撞马铃薯.所获得的实验数值可为马铃薯联合收获机输送臂防碰撞控制的研究提供参考.     

无线传输及太阳能技术在农田喷灌系统中的应用

在我国水资源严重短缺、节水灌溉技术日益受到人们重视的大背景下,将太阳能技术与无线传输技术应用到农田自动喷灌系统中,可以根据供水条件、气候条件及作物需水量进行精确供水,从而实现了计算机自动控制以及按需、按期、按量喷灌,具有环保节能、减少线路敷设成本、节水和省力等特点,实用性和灵活性很强。     

河北省农业机械产业的发展研究

振兴农机产业既是推进农业现代化进步、提高农业竞争力和加快农村建设小康社会进程的需要,同时也是解决"三农"问题的一个重要举措.在总结河北省农机现有发展特点及存在问题的基础上,对其农机产业的内外部环境进行分析和评价,进而对河北省农机产业的发展环境有一个清晰的认识,寻求农机产业发展的机遇和挑战.在此基础上,提出相应的发展对策和建议,为河北省农机管理部门的宏观决策和政策制定提供科学依据.     

基于机器视觉的高地隙喷雾机自动导航系统设计

针对高地隙喷雾机在玉米中后期喷药植保作业对行难的问题,设计了一种基于机器视觉的高地隙喷雾机自动导航系统,并进行了可行性分析和仿真试验。系统整体由前置的CCD摄像头、车载计算机、STM32微控制器、蓄电池组、步进电机及控制器,以及传感器模块组成,通过Labview编程软件实现程序的开发及数据的储存工作,车载计算器进行图像数据的处理,并由单片机执行控制。试验结果表明:系统鲁棒性强,能够成功提取导航线并达到自动导航目的,综合成功率为89.3%,满足实际工作要求,为实现玉米高地隙喷雾机自动导航作业提供了一种可行方案。