马铃薯联合收获机摇摆架及挖掘结构的设计

随着国内马铃薯收获机械化水平的不断提升,在借鉴了国内外先进技术的基础上,结合马铃薯在国内收获地形差别较大的实际情况,设计了一款能够适应多种收获地形的仿形挖掘机构—摇摆架。该结构既能够在平坦的收获地形实现高效收获,又可在薯垄具有一定高度差的地块收获时实现双垄不同挖掘深度的独立调节,提高了收获机适应不同收获地形的能力,解决了因收获地面不平而造成的伤薯问题。模块化的辅助机构设计,增强了收获机满足不同马铃薯种植农艺要求的能力。通过液压缸控制挖掘铲的收放,提高了收获精度,降低了劳动强度。该结构的设计对马铃薯收获机的改进提供了参考。     

马铃薯全程机械化生产技术与装备研究进展

在国家倡导马铃薯主粮化战略背景下,农机、农艺相互适应与融合,实现马铃薯生产全程机械化与装备智能化迫在眉睫。为此,以马铃薯种植农艺和全程机械化技术与装备为切入点进行梳理总结与展望,指出了现有种植、中耕和收获机械所存在的一些问题,并建议以种床的高质量整备、种植装备智能化、田间管理多功能、高效低损联合收获以及安全储藏保鲜等技术作为今后马铃薯生产全程机械化研究的参考方向。     

拨辊推送式马铃薯清选分选机设计与试验

针对现有马铃薯清选分选机的薯土分离效果差、伤薯率较高、工作效率低等问题,设计了一种拨辊推送式马铃薯清选分选机。对该机器的工作机理进行了阐述,确定了清选装置、分选装置的结构参数,分析了马铃薯在清选分选过程中的力学特性。选取机组的转速、上料量、机组提升角度作为试验因素,伤薯率、分选清洁率为试验性能指标进行正交试验,并对试验结果进行显著性分析。结果表明,各因素对伤薯率影响的主次因素顺序为:机组提升角度、机组转速和上料量;对分选清洁率的影响主次因素顺序为:上料量、机组转速和机组提升角度。按照以马铃薯的伤薯率较低,兼顾分选清洁率较高的原则,确定较优组合,即机组转速为145 r/min,上料量为20 t/h,机组提升角度为12°,并对该参数组合进行了验证试验,结果表明,在该条件下机器伤薯率为0.773%,分选清洁率为95.42%,符合基本作业要求。     

马铃薯清选机气力悬浮薯石分离装置设计与试验

针对以联合收获为主的北方马铃薯主产区,马铃薯收获后薯石分离人工捡拾工作量大、清选效率低,且清选洁净率较低等问题,利用薯块和石块密度不同的特点,采用气力悬浮输送技术设计了马铃薯清选机气力悬浮薯石分离装置,并基于该装置研究了不同参数调整条件下的清选特性。利用高速气流悬浮与振动筛的摆动作用,发挥气力悬浮和振动筛分离的双重优势,使薯块与石块在运动过程中实现自动分离。试验表明：当气流速度为35m/s、筛面倾角为18°和曲柄角速度为30rad/s时,马铃薯选出率均值为96.71%,清选洁净率均值为98.34%,各项性能指标均满足马铃薯清选作业要求。     

振动与波浪二级分离马铃薯收获机改进

针对当前马铃薯机械化收获环节存在的破皮率和伤薯率较高等问题,通过设置振动分离段和波浪分离段、基于振动与波浪二级分离改进了一种马铃薯收获机,并分析了振动与波浪二级分离条件下的分离筛及薯块运动特征。单因素试验表明,收获速度为0.726 m/s时,单位时间内挖掘的薯土混合物较少,易导致薯块疲劳累积损伤,当收获速度为1.167m/s时分离筛的分离负担加大,土壤和杂质分离效率降低,导致明薯率下降;分离筛运行速度从1.52提高至2.80 m/s时,破皮率和伤薯率呈先降低后增大的趋势,但明薯率自99.8%下降至96.4%;振动强度由无振动增加到强烈振动时,明薯率提高3.3%,但破皮率和伤薯率均有较大幅度的增加;峰谷高差自40~40 mm增大到200~200 mm时,明薯率由97.2%升高至99.8%,但其破皮率和伤薯率均有所升高。正交试验表明:破皮率和伤薯率受收获速度和振动强度的影响规律基本一致;收获速度和振动强度对破皮率和伤薯率的影响较显著(P0.05),振动强度和峰谷高差对明薯率的影响较显著(P0.05)。该文为马铃薯收获机的研发优化以及薯土分离效率和收获品质的综合控制提供了技术参考。     

马铃薯精密播种机智能控制系统设计

针对现有马铃薯播种机播种株距控制精准度不高、易产生重种漏种等问题,研发了一种由主控制模块、检测模块、株距控制模块和振动强度控制模块等7个模块组成的马铃薯精密播种机智能控制系统,采用液压马达控制薯种输送带运转,步进电机控制薯种输送带的振动强度,实现了播种株距和重种漏种率的自动控制.试验结果表明,播种速度相同时,实际播种株距相对于设定播种株距的平均偏差依次增大,播种速度越高实际播种株距的稳定性越差;薯种输送带振动强度越强,重种率越低,漏种率越高,各因素对重种漏种率影响的主次顺序为:薯种输送带振动强度＞播种速度＞薯种质量,且薯种输送带振动强度对重种率、薯种输送带振动强度和播种速度对漏种率有显著影响;较佳的播种作业参数为:薯种输送带振动强度为Ⅱ级(即轻微振动时)、播种速度为1.16 m/s及薯种质量为35 g.经2～3个周期即可调整到允许范围内,且稳定性好.因此,完全能够满足种植户的实际播种作业要求,为智能控制马铃薯精密播种装备的后续研发提供参考.     

智能马铃薯出仓机的设计与试验

目前,马铃薯出仓设备研究较少,且存在作业效率低、成本高及需要大量人工辅助作业等问题,机械化、智能化程度较低。为此,设计了一款高效的智能马铃薯出仓机。该机可前后伸缩和左右转动,作业半径可在6～10m之间进行调整,作业适应性强;其收集铲贴近地面,降低了马铃薯在出仓时的伤薯率;同时,采用行程限位开关进行伸缩位置控制,利用液压推杆实现拖车架前后端高低的变化,并通过上料量对后级输送带速度进行自动控制,提高了自动化水平。对样机进行出仓试验,结果表明:该马铃薯出仓机具有出仓效率高、伤薯率低,以及机器故障率低等优点。     

智能马铃薯堆垛机的设计

马铃薯收获后需要对其入库贮藏,目前马铃薯入库堆垛机械的作业效率较低、成本高,需要大量人工辅助作业。针对这一系列问题,设计了一款具有较高作业效率的智能马铃薯堆垛机。该机可根据所需的堆垛高度进行作业,控制方便,伤薯率低,为马铃薯的长时间贮藏提供了保障。对样机做了相关试验,结果表明:该机满足堆垛要求,且堆垛过程中的伤薯率明显降低,可以控制在1%以下。因此,此款机器的设计对解决农忙时节用工荒、提高马铃薯的入库效率及马铃薯的贮藏品质具有重要意义。     

马铃薯智能精密播种系统的研制

针对现有马铃薯播种机播种株距调整麻烦、土壤状况对播种精度影响较大及振幅调整不便等问题,研制了一种马铃薯智能精密播种系统。该精密播种系统采用液压马达驱动播种单元,实现播种株距的无极调整,提高了马铃薯播种机的适应性和抗干扰能力。该系统通过检测实际株距与设定株距的差值,自动修正薯种输送带的运行速度,确保实际株距始终保持在设定株距范围内;通过检测模块采集播种过程的漏种情况,自动调整输送带的振动幅度,减小重种、漏种率,提高播种精度;通过人机交互模块设定播种参数,实现播种状态的可视性。本研究对提高马铃薯播种机的作业效率、减轻劳动强度,更好地适用于马铃薯的大规模种植和服务现代农业具有重要意义。     

多功能马铃薯清选输送机的设计

针对国内马铃薯清选输送设备发展缓慢、严重制约马铃薯种植业的发展等问题,设计了一种多功能马铃薯清选输送机。当马铃薯和泥土及杂物的混合物输送到清选装置上方时,各松土轮即对马铃薯的混合物进行搅动和揉搓,使粘着在马铃薯上的泥土松动后,再输送到各清选辊上逐步清选,清除的泥土从各清选辊之间的缝隙落入泥土输送机上;清选干净的马铃薯被输送到分选装置上方时,小于两分选辊之间缝隙的小马铃薯落入小薯输送机上,大马铃薯则越过分选辊后落入大薯输送机上。本研究为马铃薯种植户提供了一款集清选、分选、多向输送和装载于一体的多功能马铃薯清选输送机,对解决农忙时节用工荒,推进马铃薯种植业的发展具有重要意义。