基于改进蚁群算法的农田平地导航三维路径规划方法

为解决农田平地机无人驾驶作业时缺乏局部规划，进而实现平地路径在线调整的问题，以平地作业土方合理运卸且路径最短为目的，提出了一种基于改进蚁群算法的农田平地导航三维路径规划方法。基于农田三维地势模型，采用改进的蚁群算法规划三维路径：以平地作业土方运载为决策方向，建立新的路径搜索节点，对比平地机作业时平地铲运载土方量和经过栅格计算所需的挖填土方量，根据土方运载任务设置信息素更新规则和启发函数，获取农田平地的最佳三维路径；基于平地机的运动学模型，设置农田平地机转向约束条件，根据约束条件对路径进行平滑优化，并建立三维路径规划的效果评价标准。仿真结果表明：相比于原始蚁群算法，该方法的路径规划效果评价指标提高33.3%以上，可以更好地指导农田平地机实现局部平地任务，而且大大缩短了路径生成时间和路径长度，使路径更为平滑，更适用于辅助农田平地的自动导航作业。     

基于Hypermesh水田高留茬搅浆埋茬平地机打浆刀动态仿真试验

为研究水田高留茬搅浆埋茬平地机打浆刀在切割土壤时的应力变化规律,现以打浆刀切土相位角0°～180°为一个周期,将打浆刀的切土过程划分为6个部分进行有限元应力仿真试验。通过建立刀辊—土壤力学系统,并将其导入Hypermesh仿真软件中对打浆刀切土过程进行动态仿真,得到打浆刀切土时的应力云图与应力曲线,从云图和曲线中得出一个周期内刀辊上打浆刀工作时应力变化规律。经过综合评价和相关性分析,在打浆刀刚接触土壤,即切土相位角30°时,在刀柄与弯刀联结处出现应力最大状态,与应力曲线在动态仿真0～0.2 s过程中应力变化一致,在打浆刀侧切面刚切入土壤时,与刀柄相连部分产生最大应力,随着正切面切割土壤,应力出现扩散和回归,正切面抛土时,应力出现分布范围扩大现象,对应的应力曲线在0.2 s以后应力减小且保持稳定,且侧切面受到的平均应力是正切面平均应力的2.9倍。本探究为打浆刀优化与设计提供理论研究方向。     

全电农用激光平地机的设计

针对现有农用激光平地机对复杂地形的适应能力差、精平机当作粗平机使用的问题,设计开发了全电农用激光平地机。全电农用激光平地机主要由机架、电动伺服缸、抬铲省力机构及斗门机构构成。其中,斗门机构主要由驱动系统、控制系统和机械部分组成,可以完成土壤的搬运。田间试验结果表明:在复杂地形下工作,该机构对土地平整的平整精度较传统机型有较大提高,作业质量符合农艺要求,机具结构设计合理。     

液压机械传动平地机关键技术研究

液压机械传动平地机克服机械传动在不同载荷的适应能力弱,变速箱结构复杂,制造工艺复杂以及无法实现无级变速的缺点,在中小型功率推土机、平地机等设备上具有重要应用,但是液压机械传动在以下技术问题上还需要攻关:传动系统结构优化,无级变速和高速差变速、动态参数匹配、动力性与经济性等。     

农田平地机导航侧滑估计与自适应控制方法

针对农田平地机在无人驾驶作业时因受地面侧滑影响而导致路径追踪控制精度降低的问题,提出一种基于牵引式农田平地机的导航侧滑估计与自适应控制方法。根据路径追踪时平地铲与拖拉机的位置关系,建立了牵引式农田平地机的运动学模型;基于运动学模型,提出了一种侧滑估计器,用来预测导航控制中车轮因侧滑产生的侧滑角,并计算出拖拉机的前轮转角控制率;采用改进的非线性函数构造方法对PID控制器的参数KP、KI、KD进行实时整定,实现了农田平地机自适应导航控制。田间试验表明,该方法使平地铲路径追踪的平均绝对偏差减小了6.78 cm,标准偏差减小了10.1 cm。与无侧滑估计和参数自适应的导航控制相比,本文方法提高了农田平地机的路径追踪精度,增强了导航控制系统对平地机的适应性和鲁棒性。     

农业激光平地机的研究与发展

农业激光平地机的广泛应用，可以显著改善我国农田微地形条件，显著提高农田表面的灌溉效率和水分分布均匀度，同时获得显著的节水、增产、节约劳动力和提高土地利用率等多重效益。综述了国内外农业激光平地机的发展情况，分析了我国农业激光平地机的整体研究现状及关键部件的研究进展，并对近年来国内农业激光平地机及其关键部件的主要研究工作及应用成果进行了论述，探讨了我国农业激光平地机的未来发展趋势和研究方向，以期为后续相关产品的研究提供参考。     

东方红TPD-320型拖式平地机

介绍东方红TPD-320型拖式平地机的主要技术参数和主要部件结构性能特点。     

lPJY—3.0型综合激光平地机的研制

由于受土地平整机具自身缺陷和人工操作平整精度有限的制约,土地平整精度在达到一定程度后就无法继续提高。为此,设计了1PJY—3.0型综合激光平地机。该文介绍了该机的总体结构、工作原理、关键部件的设计以及试验效果。试验结果表明:该机作业后,方田面积达到0.5hm2以上,平地精度≤±2cm,灌溉节水30%～45%,平整后的田块在灌水沉淀后即可进行机械插秧作业。     

激光控制平地系统设计与试验分析

开发了用于农田平地的激光接收与控制装置、液压调节装置、平地铲等。利用该系统与Trimble公司的激光控制平地系统进行了平地对比试验。试验结果表明，该系统工作性能稳定，与国产中等功率拖拉机液压动力输出匹配较好。